核心素養(yǎng)背景下高中數(shù)學(xué)教學(xué)中問題情境的設(shè)計研究

摘要：數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)是數(shù)學(xué)課程目標(biāo)的集中體現(xiàn)，是學(xué)生學(xué)習(xí)與應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的過程中逐步形成的綜合能力.同時，數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)強調(diào)數(shù)學(xué)應(yīng)與現(xiàn)實生活以及其他學(xué)科相聯(lián)系，重視數(shù)學(xué)實踐，利用問題情境搭建數(shù)學(xué)理論與現(xiàn)實生活的橋梁，提升學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決現(xiàn)實問題的能力，發(fā)展數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).因此，研究核心素養(yǎng)背景下高中數(shù)學(xué)教學(xué)中問題情境的設(shè)計與實踐問題具有重要的現(xiàn)實意義與理論意義.

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；高中數(shù)學(xué)；問題情境；教學(xué)設(shè)計

在高中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，教師在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的背景下，運用真實的問題情境，既能讓課堂教學(xué)氛圍更加多元化，也能夠轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式以及師生之間的交流方式，從而提高教學(xué)成效，促進學(xué)生在更高層次的知識、能力方面的發(fā)展，提升教師的職業(yè)素養(yǎng).本文對高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的問題情境設(shè)計作些探討.

1問題情境教學(xué)設(shè)計的基本策略分析

學(xué)生在數(shù)學(xué)領(lǐng)域的核心素養(yǎng)不是與生俱來的，需要在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)實踐來不斷地發(fā)展和提高.高中數(shù)學(xué)課程包括數(shù)學(xué)概念的闡述、解題技巧的培養(yǎng)以及答疑解難的方法.因此，筆者按照不同類別的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)以及對應(yīng)的教學(xué)活動來設(shè)計教學(xué)活動（如圖1），致力于促進學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的提升，并對高中數(shù)學(xué)知識教學(xué)以及如何解決問題提供一系列的問題情境下的教學(xué)策略.

2數(shù)學(xué)知識教學(xué)的問題情境設(shè)計策略

知識教學(xué)是數(shù)學(xué)課程教學(xué)基礎(chǔ)，核心素養(yǎng)的提升取決于學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的掌握和領(lǐng)悟.然而，由于面臨著高考的巨大壓力和繁重的教學(xué)工作，許多教師在高中的數(shù)學(xué)課程上，依然堅持使用傳統(tǒng)教學(xué)方式，忽略了學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的領(lǐng)悟，只是簡單地讓他們記憶一些基本的概念、公式或者原理，然后就開始解題訓(xùn)練.這種教學(xué)方式，無助于學(xué)生深化數(shù)學(xué)認(rèn)知，也無助于學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的提升.

2.1制定培養(yǎng)思維素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)

高中數(shù)學(xué)的教學(xué)目標(biāo)在于幫助學(xué)生更好地領(lǐng)會和掌握所學(xué)的知識.這包括了基本的概念、定律和數(shù)學(xué)思維方式的教學(xué).因此，數(shù)學(xué)課程實際上是為了提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)而設(shè)計的.［1］在正式進入系統(tǒng)教學(xué)之前，學(xué)生將結(jié)合自己已有知識和實踐活動所積累的經(jīng)驗作為構(gòu)建知識框架的基礎(chǔ).這一階段有助于提升學(xué)生的形象思維能力.

同時，在知識教學(xué)階段，學(xué)生必須熟練掌握對復(fù)雜數(shù)學(xué)原理的領(lǐng)悟與理解.例如，在開始接觸統(tǒng)計與概率的課題時，學(xué)生已經(jīng)了解到投擲硬幣正面或者反面朝上的概率都是12，投擲骰子出現(xiàn)1的概率是16.接著，學(xué)生依據(jù)直觀的認(rèn)知理解，獲得了關(guān)于古典概型數(shù)學(xué)模型的理論，這需要學(xué)生先獲得實際的認(rèn)識，接著在這個前提下進行探索與歸納，最后提煉出明確的理論.因此，在進行數(shù)學(xué)教學(xué)設(shè)計時，教師需要確立一個提升學(xué)生的直接想象力以及數(shù)學(xué)抽象能力的教學(xué)目標(biāo)，著重促進他們數(shù)學(xué)思維能力的提升.

2.2選擇生活性問題情境的教學(xué)內(nèi)容

2.2.1引入實際生活問題情境

在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識時，教師需要確保學(xué)生理解知識的起源和發(fā)展.高中的數(shù)學(xué)課程包含了諸多的數(shù)學(xué)觀點、公式和規(guī)律，這些內(nèi)容對學(xué)生來說可能會感到乏味.因此，教師在制定教學(xué)策略時，需要挑選出與學(xué)生日常生活密切相關(guān)的問題情境，從而展示出數(shù)學(xué)知識在現(xiàn)實情境下的運作模式.例如，教師可以引導(dǎo)學(xué)生比較新開的餐廳的優(yōu)惠活動，來判斷使用滿減卡或五折優(yōu)惠卡的優(yōu)劣，把真實的問題情境和教學(xué)目標(biāo)相結(jié)合，指導(dǎo)學(xué)生進行互動、溝通和協(xié)作.教師可以通過創(chuàng)造真實情境下的數(shù)學(xué)問題揭示數(shù)學(xué)知識的形成和演變，引導(dǎo)學(xué)生把數(shù)學(xué)理論應(yīng)用于具體的情境，激發(fā)他們對于數(shù)學(xué)新知的探索熱情.［2］

2.2.2實踐活動問題情境

只有當(dāng)“公共知識”被“個體知識”所吸收，并經(jīng)由實踐操作，知識才能得以傳遞，這也是“求知到表達”的教學(xué)方式的一種體現(xiàn)，它對于核心素養(yǎng)的培養(yǎng)起到了關(guān)鍵的作用.在目前的高中數(shù)學(xué)教學(xué)方式中，多媒體演示逐漸代替了學(xué)生的直接體驗以及參與學(xué)習(xí)的模式.教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)可以在課堂內(nèi)進行的活動情境，為學(xué)生提供實踐操作或問題研究的條件，將問題的呈現(xiàn)與問題的解決相融合，幫助學(xué)生通過實際操作學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，將復(fù)雜的數(shù)學(xué)概念變得清晰明了，引導(dǎo)他們由被迫接受知識到積極探索.教師應(yīng)加強學(xué)生對于數(shù)學(xué)概念的深入認(rèn)知，以此提升學(xué)生的學(xué)習(xí)成效和教學(xué)效率.例如，在教學(xué)“橢圓的定義”這一章節(jié)時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生使用圖釘、線繩、鉛筆等工具，按照教材的要求描繪橢圓，還可以布置一些問題，幫助他們更好地理解并研究橢圓的定義及其運行軌跡.

3數(shù)學(xué)解題教學(xué)的問題情境設(shè)計策略

解題教學(xué)是教學(xué)模式中常見的一種，一般是在對數(shù)學(xué)原理講解完成后，開展實例分析及相關(guān)習(xí)題練習(xí)的教學(xué)過程.解題教學(xué)可以被視作對知識講解的延伸與拓展.然而，由于高考的壓力，教師和學(xué)生常常會陷入“題海戰(zhàn)術(shù)”的困擾.因此，解題教學(xué)應(yīng)重視加深學(xué)生對數(shù)學(xué)理論的理解，并且要以某些特定的數(shù)學(xué)知識作為支撐，幫助他們在掌握了這些知識之后，能夠運用數(shù)學(xué)技巧，提升學(xué)生的數(shù)學(xué)技能.

3.1制定培養(yǎng)方法素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)

面臨著高考的巨大挑戰(zhàn)，許多學(xué)校的高中數(shù)學(xué)課程都會采用習(xí)題式的教學(xué)方法.通過解題教學(xué)，教師可以將知識傳授擴大到更廣的領(lǐng)域，以便學(xué)生更好地理解并掌握基本概念.為了實現(xiàn)數(shù)學(xué)方法素質(zhì)提升的教學(xué)目標(biāo)，教師需要根據(jù)真實情境來設(shè)計習(xí)題教學(xué)活動.［3］通過這樣的方式，教師能夠幫助學(xué)生更好地理解、鍛煉他們知識運用能力，以及熟悉他們的思維方式.通過這種方式，學(xué)生能夠增強自身在數(shù)學(xué)運算和邏輯推理方面的能力，也可以進一步培養(yǎng)他們對數(shù)學(xué)知識的理解與掌握.

3.2采用真實案例分析的教學(xué)內(nèi)容

3.2.1真實案例分析

對于數(shù)學(xué)解題的教學(xué)策略，教師不能僅僅把教材里的示范題目直接復(fù)制到學(xué)生手里，而是要從各種角度去揭示真實的案例問題，以便更好地闡明其復(fù)雜程度.教師可以通過構(gòu)建案例情境，讓學(xué)生了解到如何運用數(shù)學(xué)的技巧，或是如何把它們與各種問題進行融合.教師可以借助類比性的問題以及擴展性的問題，讓學(xué)生看到同樣的數(shù)學(xué)知識在各種問題中的運用的差別和共性，這對他們?nèi)胬斫獠⒄莆諗?shù)學(xué)的解答策略和技巧大有裨益.在解決問題的過程中，教學(xué)設(shè)計必須借鑒有價值的實際案例，通過深入解讀，助力學(xué)生將數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于具體問題，進而增進他們對知識的理解與把握.例如，在教學(xué)“概率性質(zhì)”這一課程內(nèi)容時，教師可以構(gòu)建一個與諸葛亮相關(guān)的故事框架以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣.教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考，對于“三個臭皮匠，頂個諸葛亮”這句諺語，我們?nèi)绾芜\用概率學(xué)的知識來進行闡述.

3.2.2多元化解題方法

在高中數(shù)學(xué)課堂上，教師主要根據(jù)學(xué)生對于數(shù)學(xué)概念的認(rèn)知來進行教材內(nèi)容練習(xí)，依照這種方式來衡量他們掌握數(shù)學(xué)知識的能力.在核心素養(yǎng)背景之下，涉及解決問題的具體教學(xué)設(shè)計時，教師應(yīng)通過真實的數(shù)學(xué)解題活動對學(xué)生進行指導(dǎo)，使他們掌握解決數(shù)學(xué)問題時的方法，從而增強他們的數(shù)學(xué)運算與邏輯推理能力.教師應(yīng)激勵學(xué)生探索多樣化的解答途徑，使其在已經(jīng)對數(shù)學(xué)有初步認(rèn)知的前提下，更深入地理解并運用相關(guān)的數(shù)學(xué)思維方式，甚至可以明白各種技巧的差異與聯(lián)系.教師應(yīng)協(xié)助學(xué)生創(chuàng)造出利用最新信息處理復(fù)雜數(shù)學(xué)問題的技巧與戰(zhàn)術(shù)，通過深入剖析、整合，指導(dǎo)他們領(lǐng)悟到實際的解題技巧與方法.

4數(shù)學(xué)問題解決教學(xué)的問題情境設(shè)計策略

處理復(fù)雜的現(xiàn)實情境問題的教學(xué)重點在于引導(dǎo)學(xué)生發(fā)掘、剖析、構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，同時利用他們的數(shù)學(xué)理論與技巧去解決問題.此部分的活動被劃分為“數(shù)學(xué)建模活動”“數(shù)學(xué)探究活動”.該專題著重利用數(shù)學(xué)技巧去處理實際的綜合性問題，也會擴大問題的范圍，使得原有的數(shù)學(xué)理論能夠應(yīng)用在真實的問題環(huán)境之中.因此，在問題解決環(huán)節(jié)的課程設(shè)計中，教師需要確保問題情境具備多樣性、主旨性、全面性，從而確保真實環(huán)境的復(fù)雜度.同時，情境的細(xì)節(jié)也需盡量減少碎片化和簡潔化.在教學(xué)過程中，教師可以使用“問題情境—構(gòu)建模型—運用擴展”的方法來推進，從而提升學(xué)生的知識轉(zhuǎn)換技巧和全面運用技巧.

4.1制定培養(yǎng)工具素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)

核心素養(yǎng)就是在實際情境中運用數(shù)學(xué)知識解決問題的能力.數(shù)學(xué)知識的掌握指的是將數(shù)學(xué)理論運用到實際環(huán)境的技巧.盡管考試?yán)锏臄?shù)學(xué)難題，學(xué)生可以輕松地處理，然而他們在面臨真實情境時，往往無從下手，無法運用所掌握的數(shù)學(xué)知識來處理.因此，在問題解決教學(xué)的課程設(shè)計時，要特別關(guān)注提升學(xué)生的數(shù)據(jù)分析和數(shù)學(xué)建模能力.教師要以這兩個方面為教學(xué)目標(biāo)，來制定相關(guān)的教學(xué)策略.這樣，學(xué)生就可以在獨立探索和團隊協(xié)作的過程中，應(yīng)對錯綜復(fù)雜的實際情境，借助數(shù)據(jù)解讀與構(gòu)建數(shù)學(xué)模型來進行探究，讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)與現(xiàn)實情境的密切聯(lián)系，進一步提高他們的綜合能力與思維水平.

4.2采用跨學(xué)科綜合問題情境

教師選取反映實際生活情境的素材時，不應(yīng)局限于某一種數(shù)學(xué)情境.由于實際生活往往涵蓋多種復(fù)雜的知識內(nèi)容，相互交織成一種綜合性情境.因此，教師在構(gòu)建這樣的情境時，需要融入其他相關(guān)知識點，創(chuàng)造出具有多元化的問題情境，借此培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維，促進其核心素養(yǎng)的養(yǎng)成.目前，對傳統(tǒng)教學(xué)模式的認(rèn)知仍舊停留在理論高于實踐、重視理論超過實踐的思想觀念上，在實際操作中始終遵循“先學(xué)習(xí)后應(yīng)用”的教學(xué)模式.對于真實情境的教學(xué)策略，教師會利用多個學(xué)科的交叉情境，讓學(xué)生通過親身參與和協(xié)同研究來感悟并掌握數(shù)學(xué)知識以及其他多元領(lǐng)域的知識，這樣就能將抽象的理論變成具有直接感覺的經(jīng)歷，進一步增強他們的整體思維能力.在多元化的問題情境下，學(xué)生能夠透過研究、推理、應(yīng)用和評價等方式來處理這些情境，這樣他們就能理解數(shù)學(xué)知識與這些情境的聯(lián)系.這種方式不僅能推動他們的個人成長，也能激勵他們的創(chuàng)造力，并有助于他們將所掌握的數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)換為實際應(yīng)用，最終實現(xiàn)他們的數(shù)學(xué)技能的提升.

5結(jié)語

對于高中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，采用真實的情境教學(xué)是一種有效的方式.借助精心策劃的教學(xué)方案，不但能使教學(xué)情境豐富多彩，而且有助于轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、教師的教學(xué)方式及師生互動的效果，進而促進學(xué)生數(shù)學(xué)能力和水平的提高.

參考文獻

［1］劉海軍.問題驅(qū)動下的高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)策略［J］.亞太教育，2024（19）：125-127.

［2］吳力文.高中數(shù)學(xué)課堂問題情境的創(chuàng)設(shè)與運用［J］.福建教育學(xué)院學(xué)報，2023（8）：29-31.

［3］殷啟航，虞秀云.基于差異教學(xué)理論的高中數(shù)學(xué)建模活動教學(xué)探索［J］.教育觀察，2024（14）：82-84+99.