高階思維能力培養(yǎng)導(dǎo)向下的高中數(shù)學(xué)教學(xué)研究

摘要：隨著新課改的不斷深入，培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力逐漸成為高中數(shù)學(xué)教學(xué)的重要任務(wù).鑒于此，本文首先闡述了高階思維能力與教學(xué)的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)了教學(xué)過程中培養(yǎng)高階思維能力的重要性，隨后提出了多種教學(xué)策略，包括豐富數(shù)學(xué)教學(xué)資源、轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式以及創(chuàng)新課堂教學(xué)形式，旨在促進(jìn)高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量的提高，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、分析和解決問題，從而提升學(xué)生的高階思維能力.

關(guān)鍵詞：高階思維；高中數(shù)學(xué)；教學(xué)研究

隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，高階思維能力成為學(xué)生綜合素質(zhì)提升的關(guān)鍵.高階思維能力的培養(yǎng)是學(xué)習(xí)知識(shí)的需要，更是學(xué)生應(yīng)對(duì)未來挑戰(zhàn)的基本準(zhǔn)備.然而，傳統(tǒng)的高中數(shù)學(xué)教學(xué)往往更關(guān)注知識(shí)的傳授和技能的訓(xùn)練，忽視了思維能力的培養(yǎng).因此，應(yīng)重新審視和構(gòu)建高中數(shù)學(xué)教學(xué)模式，將高階思維能力的培養(yǎng)融入數(shù)學(xué)教學(xué)過程.

1高階思維能力與教學(xué)的關(guān)系

高階思維能力，通常涉及批判性思考、解決問題、創(chuàng)造性思維以及有效決策等能力，是當(dāng)前教育改革的核心內(nèi)容之一.在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，高階思維能力與教學(xué)的關(guān)系日益顯著.［1］一方面，高階思維能力的培養(yǎng)要求教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中突破傳統(tǒng)的知識(shí)傳遞模式，更多地關(guān)注學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)，即教師需在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)更多的問題情境，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、積極探索.例如，在探討幾何問題時(shí)，教師可以設(shè)計(jì)一系列開放性問題，鼓勵(lì)學(xué)生從不同角度分析問題，運(yùn)用邏輯推理能力尋找解決方案.另一方面，高階思維能力的培養(yǎng)對(duì)教師的教學(xué)方法提出了新的要求.教師需要從傳統(tǒng)的“知識(shí)灌輸者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)習(xí)引導(dǎo)者”和“思維啟發(fā)者”.在教學(xué)過程中，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中提出疑問、進(jìn)行探索和實(shí)踐.同時(shí)，教師還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立思考，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行深入的分析和批判.

2高階思維能力培養(yǎng)導(dǎo)向下的高中數(shù)學(xué)教學(xué)策略

2.1豐富數(shù)學(xué)教學(xué)資源，刺激高階思維的生長(zhǎng)

2.1.1緊密聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)

在高中數(shù)學(xué)課程中，指數(shù)函數(shù)是一個(gè)基礎(chǔ)且重要的概念，在實(shí)際生活中的應(yīng)用廣泛.因此，將指數(shù)函數(shù)與現(xiàn)實(shí)生活緊密聯(lián)系是促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的有效策略.為此，教師可以引入實(shí)際案例作為教學(xué)切入點(diǎn)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)指數(shù)函數(shù)概念的理解.例如，教師可以引入一個(gè)關(guān)于銀行存款的情境，其中存款利率不變.假設(shè)學(xué)生到銀行存款，初始本金為10000元.教師引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用指數(shù)函數(shù)計(jì)算每年的本息，如第一年的本息為10000×（1+2%），第二年為10000×（1+2%）2，以此類推.這種方式使得學(xué)生能夠直觀地感受到指數(shù)增長(zhǎng)的特性，并理解指數(shù)函數(shù)的實(shí)際應(yīng)用.

2.1.2運(yùn)用信息技術(shù)手段，助推學(xué)生深度學(xué)習(xí)

在高階思維能力的培養(yǎng)中，信息技術(shù)的運(yùn)用為高中數(shù)學(xué)教學(xué)提供了強(qiáng)有力的支撐.［2］具體到指數(shù)函數(shù)的教學(xué)，信息技術(shù)不僅可以使抽象的數(shù)學(xué)概念形象化，還能提供一個(gè)平臺(tái)，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探索指數(shù)函數(shù)的性質(zhì).在此過程中，教師可以利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件，讓學(xué)生直觀地觀察指數(shù)函數(shù)圖象的變化.同時(shí)，教師還可以在教學(xué)中引入編程軟件引導(dǎo)學(xué)生編寫簡(jiǎn)單的程序來計(jì)算指數(shù)函數(shù)的數(shù)值并繪制其圖象，從而加深學(xué)生對(duì)指數(shù)函數(shù)性質(zhì)的理解，鍛煉學(xué)生的編程能力和邏輯思維.

2.2轉(zhuǎn)變以往學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)高階思維能力的發(fā)展

2.2.1師生之間深度互動(dòng)，發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新能力

深度互動(dòng)意味著教師不僅是信息的傳遞者，更是引導(dǎo)者和啟發(fā)者，學(xué)生則是主動(dòng)的探索者和創(chuàng)新的實(shí)踐者.例如，針對(duì)“圓的方程”，教師可以設(shè)置一個(gè)探究性學(xué)習(xí)任務(wù)，要求學(xué)生構(gòu)建一個(gè)圓心在原點(diǎn)，且半徑為一定長(zhǎng)度的圓的模型.［3］任務(wù)中，學(xué)生需要運(yùn)用數(shù)學(xué)繪圖工具來構(gòu)建圓的模型.在探究中，學(xué)生需要繪制圓心在原點(diǎn)的圓，并通過改變r(jià)（半徑）的值來觀察圓的大小如何變化，同時(shí)驗(yàn)證所有從圓心到圓周上點(diǎn)的距離恒等于r，即圓的半徑.在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)一步探索圓心從原點(diǎn)（0，0）移至任意坐標(biāo)（h，k）時(shí)，圓的方程如何變化.學(xué)生調(diào)整圓心坐標(biāo)，并觀察圓的一般方程式（x-h）2+（y-k）2=r2中的常數(shù)項(xiàng)h和k是如何表示圓心坐標(biāo)的變化，以此加深對(duì)圓方程的理解，自主推導(dǎo)圓的方程，從而培養(yǎng)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的創(chuàng)新應(yīng)用能力.

2.2.2合作交流延伸學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生求異思維

在推動(dòng)高中數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中，合作交流作為一種學(xué)習(xí)方式，不僅能夠延伸學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，而且是培養(yǎng)學(xué)生求異思維的有效途徑.教師可以將學(xué)生分組并提出挑戰(zhàn)性問題，如設(shè)計(jì)一個(gè)涉及圓的方程的數(shù)學(xué)游戲，要求學(xué)生應(yīng)用圓的方程的標(biāo)準(zhǔn)形式，并創(chuàng)造性地思考如何將方程應(yīng)用到新場(chǎng)景中.在游戲設(shè)計(jì)過程中，教師可以要求學(xué)生運(yùn)用圓的標(biāo)準(zhǔn)方程x2+y2=r2來創(chuàng)造游戲或模型.例如，學(xué)生可以設(shè)計(jì)一個(gè)名為“圓心獵手”的游戲.游戲中玩家需要根據(jù)圓周上的點(diǎn)和半徑信息，推算出圓心的位置.在此過程中，學(xué)生團(tuán)隊(duì)可以考慮包括障礙物和額外的幾何形狀，增加游戲的復(fù)雜度，這樣不僅應(yīng)用了圓的方程，還可能涉及更復(fù)雜的幾何位置關(guān)系，如圓與直線的交點(diǎn)或圓與圓的位置關(guān)系.學(xué)生在設(shè)計(jì)游戲的過程中，通過小組討論和腦力激蕩，展現(xiàn)創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，培養(yǎng)協(xié)作精神和數(shù)字化技能.

2.3創(chuàng)新課堂教學(xué)形式，引導(dǎo)高階思維能力的生成

2.3.1整體把握教學(xué)思路，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)

在創(chuàng)新課堂教學(xué)形式的實(shí)踐中，整體把握教學(xué)思路是實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵.例如，對(duì)于“平面向量”，教學(xué)應(yīng)當(dāng)以引導(dǎo)學(xué)生深入理解向量概念及其應(yīng)用為核心，逐步構(gòu)建向量知識(shí)的體系結(jié)構(gòu).在引入平面向量的實(shí)際背景及基本概念時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)通過實(shí)際問題引發(fā)學(xué)生的思考，如通過探討物理學(xué)中力的合成與分解問題，使學(xué)生理解向量及向量符號(hào)的由來.在教學(xué)平面向量的線性運(yùn)算時(shí)，教師需要系統(tǒng)地引導(dǎo)學(xué)生理解向量加法、數(shù)乘等運(yùn)算的幾何意義及其代數(shù)表達(dá).通過設(shè)計(jì)互動(dòng)的教學(xué)活動(dòng)，如向量加法接力賽，學(xué)生在小組合作中完成向量的圖形表示和計(jì)算，體驗(yàn)向量運(yùn)算的直觀性和動(dòng)態(tài)性.在平面向量的基本定理及坐標(biāo)表示部分，教學(xué)應(yīng)側(cè)重于向量的坐標(biāo)方法及其在解決問題中的應(yīng)用.教師可以通過案例分析法，引入平面幾何問題的解法，展示如何利用向量坐標(biāo)化簡(jiǎn)問題求解過程.在平面向量的數(shù)量積部分，教師應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)和探究活動(dòng)，讓學(xué)生理解數(shù)量積的幾何意義和物理意義，如通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量物體在斜面上下滑時(shí)的速度，讓學(xué)生利用數(shù)量積計(jì)算功率，再通過實(shí)際操作和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，深化對(duì)數(shù)量積概念的理解.

2.3.2借助數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)深度理解

在平面向量的教學(xué)中，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)作為一種教學(xué)手段，可以極大地促進(jìn)學(xué)生對(duì)抽象概念的深度理解.具體到平面向量的數(shù)量積部分，為了讓學(xué)生理解數(shù)量積的幾何意義，教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一系列的圖形試驗(yàn).在教室里，教師可以使用投影儀或智能板，展示向量在平面直角坐標(biāo)系中的圖形，隨著夾角θ的變化，觀察數(shù)量積的變化情況.學(xué)生可以看到，當(dāng)兩向量方向一致（θ=0°）時(shí)，數(shù)量積達(dá)到最大值，當(dāng)兩向量正交（θ=90°）時(shí)，數(shù)量積為零.此種視覺化的教學(xué)方法可以幫助學(xué)生直觀地理解數(shù)量積與向量之間夾角的密切關(guān)系.為了進(jìn)一步探究數(shù)量積的物理意義，教師可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，如利用傳感器測(cè)量物體在不同角度推動(dòng)時(shí)的力和位移，并計(jì)算做功.學(xué)生可以通過改變力的作用方向，觀察做功如何隨之變化，從而深刻理解數(shù)量積在物理學(xué)中表征“有效力”的概念.

3結(jié)語

高階思維能力的培養(yǎng)在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中占據(jù)了至關(guān)重要的地位.通過豐富教學(xué)資源、轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式、創(chuàng)新教學(xué)形式，可以有效地引導(dǎo)學(xué)生深入理解數(shù)學(xué)概念并提升其解決問題的能力.上述策略共同作用，形成了一條培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力的教學(xué)路徑，為學(xué)生終身學(xué)習(xí)和應(yīng)對(duì)未來挑戰(zhàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

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