摘要:創設恰當的情境,激發學生的學習興趣,是推進中職數學教育教學改革、落實立德樹人根本任務、培育學科核心素養的重要手段。聚焦數學新課標中“以學生發展為中心,培育學生學科核心素養和社會主義核心價值觀為落腳點”的要求,剖析實施情境教學的價值、內涵和策略,探索中職數學開展情境教學改革的措施路徑。
關鍵詞:“一心雙核”;中職數學;教學情境;情境教學;學生核心素養
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1673-4289(2024)03-0072-05
近年來,中等職業教育教學改革不斷強力推進,國家、省、市出臺了一系列重要文件。2019年12月,《中等職業學校公共基礎課程方案》出臺,標志著中職課程教學改革有了新的規范。2020年1月,各學科課程標準發布,基于新課標編寫的新教材在同年9月投入使用,明確了“一心雙核”的教學觀念,即“以學生發展為中心,以培育學生核心素養、樹立社會主義核心價值觀為落腳點”。從這一觀念出發,圍繞技術技能人才的成長規律,深化中職數學教學改革,可以結合學生學習的專業背景和生活實際創設有內容、有感受、有探究的教學情境,適時、適當、適量地實施情境教學,激發、維持、發展學生學習興趣,引導學生習得數學知識、形成數學能力、樹立正確價值觀念。
一、中職數學開展情境教學的必要性
(一)落實立德樹人根本任務的需要
黨的十八大明確了新時代教育發展的總體要求,提出以立德樹人為教育事業的根本任務。中職作為高中階段教育的重要組成,作為職業教育類型的基礎,是落實立德樹人根本任務的重要環節。數學作為每個中職學生必修的一門公共基礎課程,在人才培養的過程中具有不可替代的作用,并且全面體現在德和才的兩個方面:除包含數學知識、數學技能外,數學課程還蘊含豐富的文化資源、歷史底蘊和時事素材,具有強大的育人功能,是落實立德樹人根本任務的有效載體。因此,老師要充分掌握并開發數學知識所蘊含的育人素材,創設適當的教學情境,傳播正能量,寓道于教,寓德于教,寓教于樂,激發學生學習興趣,引導學生主動探索,讓知識傳授、價值引領與能力培養相結合,讓數學中的思政元素成為學生求學、做人、做事的動力源泉,把立德樹人融入教育教學全過程。
(二)培育中職學生核心素養的需要
新課標的一個重要特點是以學科核心素養為引領。數學核心素養是具有數學基本特征的思維品質、關鍵能力等等,是學生在數學學習過程中逐漸形成的。不少研究表明,數學核心素養的培養離不開特定的情境。史寧中教授提出,核心素養是在特定情境中表現出來的知識、能力和態度,只有通過合適的情境才有利于學生感悟、理解、形成和發展核心素養。學者張林德也認為,教師有目的、有意識地創設各種情境,可以促使學生去質疑問題,并使之引起最強烈的思考動機和最佳的思維定向。因此,在教學過程中構建基于學生實際生活或已有學習經歷的情境,啟發學生思考并產生數學相關的認知,是培育核心素養的有效方法。
(三)適應新時代新課程改革的要求
情境教學是新課標、新教材凸顯的重要理念,電是中職數學課程改革的方向。新課標在各章節的教學提示中共有64次提及“情境”,如“教師應當以學生學過的數學內容為載體,以學生熟悉的情境和問題引入集合及有關概念”,“教師可以引導學生在初中函數知識的基礎上,由熟悉的情境引出兩個變量的對應關系”,等等。因此,情境教學是中職數學教學的重要方式,是新時代新課程改革背景下提升課堂教學質量的有效模式。
二、教學情境的辨析與分類
(一)教學情境的內涵
情境與情景,這兩個詞一字之差,但二者的內涵是不同的。情景,主要指感情與景色,是具體、直觀和吸引入的,用來指具體場合的情形、景象,是對某一場景、局面的描述;情境,主要指在一定時間內各種情況相對的或結合的境況,在《現代漢語詞典》中解釋為“情景、境地”,含有情形、景象以及環境、境況的意思。從這個角度講,情景微觀,情境宏觀,“情境”的范圍比“情景”更廣,不僅包括場景,還包含某些隱含的氛圍、情緒、態度等。
在教育教學范疇內,美國教育家杜威較早關注到“情境”的作用。他認為,情境是人與各種事物或他人的交互作用,對于人的認識與發展具有不可或缺的作用,因而在教學中有著重要的影響和深遠的意義。而在我國,最早開始系統研究情境教學理論與實踐的是李吉林老師。她認為,“情境本質上是教學和教育過程中所創設的‘有情之境’,是一種人為優化的適于兒童需要的,能夠促進能動地活動與調動興趣的典型環境”。也就是說,“教學情境”是教師利用已有的教學軟硬件設施,并結合自己的學科理解和教學技巧等,創設的一種具有情感的、形象的、生活的、積極的教學氛圍。
教學情境不是僅局限于“情”,電不同于一般的“境”。教學情境的本質在于“情”與“境”的有機結合?!扒椤钡淖饔迷谟趲訉W生的關注和興趣,使其投入和參與活動,“境”的作用則在于引導學生的認識和思維,使其積極探索,發現有意義的問題。因而說,它是學生掌握知識、形成能力的重要平臺,是溝通現實生活與數學學習、具體問題與抽象概念之間的橋梁。
(二)教學情境的分類
在新課標下,課堂教學非常強調學生在教師引導下對知識的自主建構。需要教師思考如何將學生置于真實的生活或問題情境中,讓學生能開展自主性的探究活動。教學情境主要由教師創設,電可以師生共同營造。教學情境包括生活情境、數學情境、科學情境。每種情境可以是單一的,電可以是相互關聯的、綜合的情境。
1.生活情境
生活情境源于學生經歷過或正在經歷的生活世界,具有實踐性、真實性的特點。中職數學新課標強調“用數學的眼光觀察世界”,就是提倡讓學生觀察現實的日常生活、所處的環境及生活事件。
2.數學情境
數學情境是數學自身知識產生的過程,是對數學學科知識本身的一種分析、解讀、推理的過程。它相對于生活情境來說,是“客觀”與“獨立”的。另外,數學情境并不局限于數學知識本身,基于數學史、數學文化等創設的教學情境對學生有很強的吸引力。比如,在教學中融入數學家的故事、重大的數學有趣事件等等,不僅能夠激發學生主動學習的動力,而且能讓學生體會數學的科學價值、應用價值和人文價值,更重要的是能增進學生對數學知識的理解和掌握。
3.科學情境
科學情境是指讓學生自己動手完成他們感興趣的、并且和他們生活相關的項目,從中學習各種學科以及跨學科的知識的情境??茖W情境的典型應用是STM教育。在數學課程教學中創設科學情境,主要是可以引入科學問題和科學項目,通過科學小實驗的演示、探究,讓學生在過程中內化數學概念,應用數學定理,從而深化理解,熟練掌握??茖W情境還獨具跨學科的價值,有利于培養學生的科學素養。
三、中職數學開展情境教學的原則和實踐策略
中職數學情境創設應遵循新課標的相關要求,符合學生的認知水平,兼顧學生生活經驗和專業特點,統籌其他學科和數學之間的關聯,應堅持三項原則:一是有內容,情境必須緊扣數學知識,反映教學內容;二是有感受,情境應具有直觀性和生動性,能激發學生的興趣,主動感悟其中蘊含的社會主義核心價值觀;三是有探究,貼近學生的實際,能維持、發展學生的興趣,具有探究性。為做到這三條原則,中職數學開展情境教學可從以下策略入手。
(一)從學生實際出發開展情境教學
1.應符合學生的認知規律
教學情境的創設與實施首先是要嚴格遵從中職學生的身心發展特點和學習認知規律。中職學生處于青春期,在心理和認知上趨于成熟,同時中職學生往往不擅長抽象知識的直接學習,數學知識、定理、公式等內容的新授課最容易讓學生對數學學習望而生畏。因此教師在進行教學設計時,要注重從學生的舊知識人手,創設恰當的教學情境。
比如,等比數列是反映自然規律的重要數學模型之一,與等差數列一樣在現實生活中有廣泛的應用。等比數列與已學過的等差數列之間存在著很多類似的地方,教師可引導學生將研究等差數列定義、通項公式的方法遷移到等比數列的學習中,類比等差數列通項公式推導,演繹推理等比數列的通項公式。因此,從學生已有的知識和能力出發創設情境,不僅能幫助學生克服畏難心理,還能提升他們的類比和歸納推理能力。
2.應基于學生的生活實際
數學來源于生活,又應用于生活。教師要仔細觀察學生的日常生活,從中提煉出數學問題,并靈活運用到教學情境的創設中,情境應該是學生熟悉的、有趣的、基于教學內容的、符合教學要求的,從而提高學生的學習主動性和積極性,進一步提高課堂教學效率。另外,教師在講解抽象的數學原理、概念、公式等時,通過創設情境讓知識與生活建立聯系,讓知識變得更容易理解、接受和消化,從而讓學生掌握知識。
比如,學習集合的概念及運算時,可以借助學生的文具、書本等創設情境;學習立體幾何的直線、平面及它們的位置關系時,可以充分利用教室中墻面、地面、交線等創設情境;學習簡單的幾何體時,可利用生活中的建筑物、生活用具等創設情境。
除了利用日常生活背景創設情境外,也可根據中職學生的專業背景來創設情境,比如,數字媒體專業學生在學習直線與圓時,教師可發布學習任務:以海上日出為素材,要求學生設計創意作品解釋直線與圓的關系。學生在創作動畫和圖片過程中,積極性明顯提高,增強了專業自信,提升了學習效果。
(二)將思政教育有機融入情境教學
中職數學課程是中職學校一門重要的公共基礎課程,在培養學生的思想政治素養、數學素養、理性思維、邏輯推理能力等方面發揮著重要作用。中職數學教師應以“立德樹人”作為教學的出發點和落腳點,圍繞“知識傳授、能力培養與價值引領相結合”,將育人理念融入教學中,使數學課程與思想政冶理論課同向同行,形成協同效應。
數學課程由于自身的獨特性,其中的思政元素不那么直白明顯,需要教師結合數學課程特點,探尋思政與數學的融合點,把思政元素有機融人教學情境中??梢詮囊韵聨讉€方面去挖掘思政元素,創設教學情境。
1.以中華傳統文化為載體
在數千年的中華文明中,傳統的數學文化也占據著一席之地,積淀深厚、源遠流長。比如,我國古代數學家所寫就的《周髀算經注》《九章算術注》《數書九章》《測圓海鏡》等學術著作,勾股定理、天元術(利用未知數列方程的方法)、重差術(間接測量法)、堆垛術(數陣求和方法)、楊輝三角(二項式系數的幾何排列)等數學發現,無不展示著我國古代深邃的數學思想,遙遙領先于同時代其他文明的數學水平。基于傳統的數學文化創建相關情境,將傳統文化融人數學教學,可以使學生潛移默化地受到優秀傳統文化的熏陶,增強文化自信。
2.以社會時政、重大成就為栽體
將社會時事引入課堂,讓學生用數學的邏輯思維加以審視辨析,不僅能讓學生感悟到數學在生活中的廣泛運用,學會理性地思考問題,更能讓學生在學習中了解國家重大改革和發展成就,堅定理想信念,增強民族自豪感,從而實現課程思政的功能。比如,在學習“直線與平面所成的角”時,可以圍繞斜拉索橋創設情境:斜拉索橋是大跨度橋梁的主要橋型,依靠若干斜拉索將梁體重量和橋面載荷傳至橋塔、橋墩。我國是擁有斜拉索橋最多的國家。斜拉索安裝位置的設計是斜拉索橋設計的重要內容,而斜拉索的安裝正體現了“直線與平面所成的角”的關系。這樣的教學情境不僅激發了學生的學習興趣,電讓學生了解了近年來國家的偉大成就,激發學生的民族自信心、自豪感。
3.以生產生活實踐應用為載體
數學涉及日常生產生活的方方面面,大到宇宙規律推演,小到日常購物結算,數學解決了實際遇到的各種問題,發揮著非常重要的作用。因此,教師在創設情境時,可以將實際生產生活問題轉化為數學問題,同時基于中職學生的特點,要以實際應用為背景。比如,在學習“分段函數”時,可以創設“階梯水費”“階梯電費”等情境。將這樣的情境融人分段函數的教學中,讓學生切實感受到數學知識的實用性。與此同時,教師可以拓展學生的知識面,介紹我國水資源、電力發展等相關情況,引導學生在生活中科學使用資源,養成節約的好習慣,營造珍惜資源、節約資源和保護資源的良好社會風尚。
4.以數學學科之美為載體
數學是一門極具美感的學科。數學概念嚴謹、定理深刻、公式簡潔、理論和諧,處處彰顯著自然規律的神奇和美感。教師在創設情景時,電可以從學科之美出發,引導學生去發現數學所蘊含的美,提高學生發現美、欣賞美的能力,從而提高學生的人文素養。比如,以對稱的圖片引入“函數的奇偶性”,引導學生欣賞函數的對稱美;在“橢圓的方程及其圖象”教學中,引導學生發現數學符號的簡潔美,讓學生從欣賞角度學習數學,在潛移默化中培養學生高尚的審美情操。
(三)以核心素養為導向開展情境教學
1.提升學生的數學運算素養
課標指出,數學運算是指在明確運算對象的基礎上,依據數學運算法則與公式對具體對象進行變形的演繹過程,數學運算能力是中職數學核心素養的重要組成部分。為了提升學生的數學運算能力,在引入復數的乘法運算時可以設置這樣的情境:我們知道,多項式可以進行乘法運算,如(3+x)(-1+x)=3×(-1)+3x+x(-1)+x2=-3+2x+x2,那么,復數z1=a+bi與z2=c+di(a,b,c,d∈R)是否可類似地進行乘法運算呢?這樣的情境創設不僅從學生的已有知識出發,為學生學習新知識搭建“腳手架”,而且通過推算電促進了學生數學運算素養的提升。
2.提升學生的直觀想象素養
課標指出,直觀想象是借助幾何直觀和空間想象感知事物的形態與變化的思維形式,是利用圖形理解、分析和解決數學問題的心理過程。顯然,圖象是一種數學語言,是對數學對象及其關系的直觀反映。培養學生的直觀想象,有利于提升學生數形結合、借助圖形和空間進行分析、推理和論證的能力。因此,在數學教學活動中,可借助直觀的圖象來創設情境。比如,在引入函數的單調性時,利用天氣溫度變化圖,引導學生觀察函數值f(x)隨自變量x的變化情況,并用數學語言來描述這個變化,進而得出增減函數的定義。
3.提升學生的邏輯推理素養
課標指出,邏輯推理是指從一些事實和命題出發,依據推理規則獲得其他命題的過程。培養學生的邏輯推理能力,有助于學生養成嚴謹認真的態度和習慣。由于邏輯推理是數學內部運行的主要活動,因此往往以從生產生活實際中抽象出來的數學問題為情境。比如,在引入充分必要條件時,可以創設查看電路圖的情境,以電路閉合和小燈泡開關的關系,來啟發學生的邏輯思維,促進邏輯推理素養的提升。
4.提升學生的數學抽象素養
課標指出,數學抽象是指舍去事物的一切物理屬性,提取出數學研究對象的思維過程。數學抽象能力是數學核心素養的重要組成部分。教材中的數學知識比較抽象,增加了學生學習數學的難度,教師可以將其還原到生產生活之中,進行直觀的展示,重現抽象的過程,讓學生更好地理解知識。比如,向量是中職數學中比較抽象的一個概念,教師可以通過生活中常見的下棋情境進行講解,不同棋類、不同棋子的移動規則,正體現出向量既有數量大小、又有方向的基本特點。學生通過具體的情境抽象出基本的數學概念和命題,積累從具體到抽象的經驗,從而促進數學抽象素養的提升。
5.提升學生的數據分析素養
課標指出,數據分析是指針對研究對象獲取數據,運用統計方法對數據進行整理、分析和推斷,形成關于研究對象的知識和規律的過程。進入大數據時代,數據已經成為人們進行現象分析和問題解決必不可少的生產要素。培養學生的數據收集意識和數據處理能力已經成為培養新時代技術人才的一種普適性、通識性的要求。在情境中引導學生親歷數據收集和處理的全過程,經歷從數據表象到數據本質的理解過程,能有效提升學生的數據分析素養。比如,在學習統計這一章節時,可以多處創設生活情境。學習隨機抽樣、系統抽樣、分層抽樣均可以設計各種不同的情境,引導學生從合理數據中提取有價值的信息,從而推斷出結論。
6.提升學生的數學建模素養
課標指出,數學建模是對現實問題進行數學抽象,用數學語言表達問題、用數學知識與方法構建模型解決問題的過程。通過建模能大大提高學生對抽象的數學概念的理解,讓學生正確把握數學概念的實質,從而提升學習效果。因此,在數學教學時,教師可通過建模來創設教學情境。比如,在第三章函數學習中,教師可建立分段函數、二次函數模型的教學情境,引導學生去分析、求解,以培養學生的數學建模素養。
總之,情境教學為學生的數學學習活動創造了深刻的情感體驗,不僅能調動學生學習的積極性和主動性,激發學生的求知欲和探究欲,培養學生的數學核心素養,還能潤物細無聲地培育學生社會主義核心價值觀,全面落實立德樹人的根本任務。情境教學要遵循適時、適當、適量的原則,防止“設而無用”的情況發生,使合理的情境能更好、更有效地服務于教學。
(作者單位:成都市武侯區教育科學發展研究院,成都610042;四川天府新區綜合高級中學,成都610213)