核心素養(yǎng)視域下高中數(shù)學(xué)情境化教學(xué)策略研究

徐宏芳

【摘要】數(shù)學(xué)學(xué)科本身具有較強(qiáng)的邏輯性，是研究一切“事物”外在的、內(nèi)在的、邏輯上的，甚至是抽象關(guān)系的理論基礎(chǔ).高中數(shù)學(xué)的教學(xué)過(guò)程不僅傳遞已有知識(shí)，更要幫助學(xué)生在個(gè)人經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上對(duì)繁雜的知識(shí)進(jìn)行建構(gòu)重組與深入理解.新課程、新高考、新時(shí)代的數(shù)學(xué)注重考查學(xué)生閱讀理解能力、知識(shí)遷移能力、靈活應(yīng)用所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)和方法分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力，綜合發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng).這就要求教師從多維度、多角度、多方面引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，創(chuàng)設(shè)有關(guān)知識(shí)關(guān)聯(lián)情境，構(gòu)建知識(shí)重組與學(xué)科融合的情境，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)那榫郴虒W(xué)策略開(kāi)展教學(xué)活動(dòng).

【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學(xué)；核心素養(yǎng)；情境化教學(xué)

高中數(shù)學(xué)具有應(yīng)用性強(qiáng)的學(xué)科特征，數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)同樣離不開(kāi)綜合化的真實(shí)情境.在有效的情境中實(shí)踐感知是獲取數(shù)學(xué)知識(shí)、深化數(shù)學(xué)思想方法以及發(fā)展數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的重要途徑.因此，高中數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，教師要不斷探尋并善于運(yùn)用有效的情境化教學(xué)策略.高中數(shù)學(xué)在課堂教學(xué)中進(jìn)行創(chuàng)設(shè)情境，就是營(yíng)造一種氛圍，將課本中較為抽象的教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)情境化教學(xué)的方式使其能夠具體化、宏觀(guān)化以及動(dòng)態(tài)化，能夠讓學(xué)生在課堂教學(xué)的過(guò)程中，對(duì)于抽象的教學(xué)內(nèi)容有具體的且身臨其境的感覺(jué)，活躍學(xué)生的思維和聯(lián)想并產(chǎn)生創(chuàng)意.

1 發(fā)揮情境引領(lǐng)作用，形成整體認(rèn)知結(jié)構(gòu)

高中數(shù)學(xué)知識(shí)具有結(jié)構(gòu)性、邏輯性強(qiáng)的特征，學(xué)生只有在整體上形成系統(tǒng)的、全面的認(rèn)知體系，進(jìn)而才能談及思維品質(zhì)、關(guān)鍵能力，即數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與發(fā)展.基于高中數(shù)學(xué)特殊的知識(shí)結(jié)構(gòu)，數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)也不同于其他學(xué)科核心素養(yǎng)，具有其自身特點(diǎn).因此，在高中數(shù)學(xué)情境化教學(xué)實(shí)踐中，教師要善于立足整體，大處著眼，深挖數(shù)學(xué)本質(zhì)，遵循數(shù)學(xué)知識(shí)邏輯和思維規(guī)律進(jìn)行教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)和創(chuàng)新性問(wèn)題設(shè)計(jì).高中數(shù)學(xué)教學(xué)情境和問(wèn)題是多樣化的，包括數(shù)學(xué)學(xué)科自身的，同時(shí)也包括現(xiàn)實(shí)的、科學(xué)的.高中數(shù)學(xué)情境化教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生通過(guò)情境互動(dòng)、有效的情境問(wèn)題解決促進(jìn)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的提升，情境發(fā)揮著重要的支架作用，所以，教學(xué)設(shè)計(jì)中要突出并發(fā)揮情境的引領(lǐng)作用.在立足對(duì)高中數(shù)學(xué)知識(shí)內(nèi)容體系化認(rèn)知基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)生實(shí)際，以問(wèn)題情境引領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)并感知數(shù)學(xué)知識(shí)的發(fā)展過(guò)程、邏輯關(guān)系，進(jìn)而形成整體認(rèn)知結(jié)構(gòu).

高中數(shù)學(xué)情境化教學(xué)實(shí)踐中，教師可以結(jié)合大單元進(jìn)行備課，發(fā)揮情境的引領(lǐng)作用，讓學(xué)習(xí)有意義.教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，每單元設(shè)計(jì)一個(gè)大的情境進(jìn)行引領(lǐng)，讓整個(gè)單元的學(xué)習(xí)都變得有意義.力爭(zhēng)在單元結(jié)束時(shí)能夠?qū)?wèn)題解決，形成閉環(huán)的認(rèn)知過(guò)程.在每一個(gè)學(xué)習(xí)主題下，創(chuàng)設(shè)一個(gè)主題情境進(jìn)行引領(lǐng)，讓學(xué)生完成學(xué)習(xí)過(guò)程后能夠解決這一情境問(wèn)題.比如每節(jié)新課導(dǎo)學(xué)學(xué)案教師都可以設(shè)計(jì)一個(gè)主題情境來(lái)引領(lǐng).

例如 以“變化率”情境化教學(xué)為例，教師可以引入滑雪過(guò)程中速度變化作為情境問(wèn)題.由軌跡過(guò)程進(jìn)而遵從速度變化情況——瞬時(shí)速度怎樣變化——瞬時(shí)速度怎樣求這一認(rèn)知路線(xiàn)，展開(kāi)思維活動(dòng)，使整個(gè)課堂研究成為一個(gè)有機(jī)的整體，使學(xué)生形成整體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，形成結(jié)構(gòu)化的數(shù)學(xué)觀(guān)念.

2 創(chuàng)設(shè)深度學(xué)習(xí)情境，培養(yǎng)高階思維能力

深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生積極參與、全身心投入、獲得健康發(fā)展的、有意義的學(xué)習(xí)過(guò)程.高階思維能力是包含分析、創(chuàng)造、評(píng)價(jià)的認(rèn)知活動(dòng).高中數(shù)學(xué)情境化教學(xué)以數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)為著眼點(diǎn)和落腳點(diǎn)，要求教師在教學(xué)實(shí)踐中努力創(chuàng)設(shè)深度學(xué)習(xí)情境，培養(yǎng)學(xué)生高階思維.比如，三角函數(shù)應(yīng)用中測(cè)量問(wèn)題可以通過(guò)生生對(duì)話(huà)、師生對(duì)話(huà)的形式，伴隨著分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造的過(guò)程，提升學(xué)生的高階思維能力.在情境創(chuàng)設(shè)中，發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用，基于學(xué)生的生成，在學(xué)生的思維不能夠深入的時(shí)候，教師創(chuàng)設(shè)更進(jìn)一步的問(wèn)題情境，通過(guò)引導(dǎo)和不斷追問(wèn)，將學(xué)生的思維引向深處，從而完成以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體的深度教學(xué)活動(dòng).深度學(xué)習(xí)情境不僅有助于學(xué)生高階思維能力的提升，同時(shí)也是學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)及教師實(shí)踐創(chuàng)新的載體，利用好這一載體有利于提升教師的專(zhuān)業(yè)水平，更能促進(jìn)學(xué)生深度高效學(xué)習(xí).

一方面，教師要善于創(chuàng)設(shè)與教學(xué)知識(shí)信息相關(guān)的或有利于輔助知識(shí)理解的情境問(wèn)題，來(lái)引入新知識(shí)內(nèi)容，讓學(xué)生深入思考，自主發(fā)現(xiàn)概念或結(jié)論，體驗(yàn)成功的喜悅.

例如 在教學(xué)“幾何概型”相關(guān)內(nèi)容時(shí)，幾何概型的概念較為抽象，學(xué)生雖能接受，但不能理解透徹，以情境問(wèn)題引入如“射箭比賽，靶面半徑為10cm，靶心半徑1cm，現(xiàn)一人隨機(jī)射箭，假設(shè)每次都能中靶，射中靶面任意位置等可能，問(wèn)射中靶心的概率是多少？”學(xué)生很自然能回答出概率為多少，再引導(dǎo)學(xué)生分析出解題中分子與分母代表的量，同時(shí)可以再舉出兩個(gè)例題，水到渠成地總結(jié)出幾何概型的定義、公式、特點(diǎn)，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)思維上的飛躍，情境教學(xué)比傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)更高效.

另一方面，教師要善于了解數(shù)學(xué)與其他學(xué)科的聯(lián)系，創(chuàng)設(shè)學(xué)科融合的深度學(xué)習(xí)情境.

例如 向量具有豐富的物理背景，向量?jī)?nèi)容的教學(xué)，可以將物理情境作為重要的科學(xué)情境貫穿向量教學(xué)的始終.可以利用物理中力的概念、力的合成與分解、力所做的功等內(nèi)容創(chuàng)設(shè)物理情境，提出向量運(yùn)算法則等數(shù)學(xué)問(wèn)題.導(dǎo)數(shù)是刻畫(huà)函數(shù)變化的重要概念，物理中的瞬時(shí)速度、現(xiàn)實(shí)生活中的變化率等都可以作為學(xué)習(xí)導(dǎo)數(shù)概念的情境.“授之以魚(yú)，不如授人以漁”，這與學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的理念一致，“學(xué)問(wèn)”比“學(xué)答”重要，“會(huì)學(xué)”比“學(xué)會(huì)”重要.通過(guò)創(chuàng)設(shè)深度學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)題解決能讓學(xué)生真正學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，成為學(xué)習(xí)的主角，進(jìn)而培養(yǎng)高階思維能力，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng).

3 發(fā)揮實(shí)驗(yàn)情境的作用，形成數(shù)學(xué)思想與方法

數(shù)學(xué)是一個(gè)以抽象思維為基礎(chǔ)的學(xué)科，但數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)可以增強(qiáng)學(xué)生的參與感和體驗(yàn)感，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，提升學(xué)生的探究能力.長(zhǎng)期以來(lái)，高中數(shù)學(xué)教學(xué)普遍存在著重講授、輕實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，教師重視的是“傳道授業(yè)解惑”，“偏愛(ài)”的是為學(xué)生親自講授學(xué)習(xí)內(nèi)容，而與數(shù)學(xué)密切聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)教學(xué)就被無(wú)形中忽略了，學(xué)生的活動(dòng)體驗(yàn)學(xué)習(xí)往往也被忽視了.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)搭建了有效的平臺(tái)，充分體現(xiàn)了學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體地位，更有利于提升他們的核心素養(yǎng).充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)情境的作用，在高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中采用“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運(yùn)算、直觀(guān)想象、數(shù)據(jù)分析六大核心素養(yǎng)的有效方法和具體措施.因此，在日常教學(xué)中教師要遵循“能夠做的實(shí)驗(yàn)一定要讓學(xué)生做，沒(méi)有條件的想辦法創(chuàng)設(shè)條件也要做”的原則，實(shí)驗(yàn)情境創(chuàng)設(shè)以學(xué)為本，注重層次性，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突.

例如 在教學(xué)“橢圓的定義”相關(guān)內(nèi)容時(shí)，讓學(xué)生做課本中的橢圓作圖實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在真實(shí)情境中分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，提升學(xué)生的突出主要矛盾、忽略次要矛盾的辯證能力，提升學(xué)生的模型建構(gòu)能力、推理能力.再如，數(shù)學(xué)建模是六大核心素養(yǎng)之一，新課程把數(shù)學(xué)建模與探究作為必修的模塊學(xué)習(xí)，提高了數(shù)學(xué)建模的權(quán)重，學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時(shí)常會(huì)覺(jué)得數(shù)學(xué)沒(méi)用，不像理化生等自然學(xué)科與實(shí)際生活結(jié)合得那么緊密，而實(shí)驗(yàn)情境的設(shè)置可以很好地將實(shí)際問(wèn)題與數(shù)學(xué)知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題，在學(xué)習(xí)中分析和解決問(wèn)題.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的重要環(huán)節(jié)，實(shí)踐出真知，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)情境的作用，并利用數(shù)學(xué)模型來(lái)總結(jié)規(guī)律，可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力，促進(jìn)實(shí)踐型素養(yǎng)的提升.

4 創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生實(shí)際生活的真實(shí)情境，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的情感、意義屬性

教好數(shù)學(xué)就是落實(shí)好數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，而培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)是培養(yǎng)數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的一個(gè)重要部分.但設(shè)置問(wèn)題情境的目的不是“灌水”，而是為學(xué)生的思維“點(diǎn)火”，要讓學(xué)生感到數(shù)學(xué)是好玩的，是有用的，而不是越學(xué)越枯燥、越無(wú)趣、艱澀的.《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出：數(shù)學(xué)教學(xué)要實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體，興趣為導(dǎo)向，活動(dòng)為過(guò)程.學(xué)生興趣的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在學(xué)生的主動(dòng)性、參與性、積極性，從而發(fā)展到創(chuàng)造性.首先，讓學(xué)生喜歡學(xué)習(xí)，這是興趣培養(yǎng)的敲門(mén)磚.其次，讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，這是興趣培養(yǎng)的永動(dòng)機(jī).然后，積極性和創(chuàng)造性水到渠成.數(shù)學(xué)知識(shí)相對(duì)枯燥，而有問(wèn)題情境作為背景，則增加了數(shù)學(xué)的趣味性.同時(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)不應(yīng)該是被動(dòng)的吸取，而應(yīng)該是主動(dòng)的吸收過(guò)程.在學(xué)生的合作探究中能提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)與提出問(wèn)題、分析和解決問(wèn)題的能力.而貼近學(xué)生生活實(shí)際的情境更能夠拉近學(xué)生與學(xué)科之間的關(guān)系，比如，在講到球的性質(zhì)時(shí)，布置活動(dòng)任務(wù)讓學(xué)生觀(guān)察校園中的日晷，學(xué)習(xí)基于校園中的真實(shí)情境，讓學(xué)生帶著興奮的心情探究自己身邊的數(shù)學(xué)問(wèn)題，使學(xué)習(xí)更加有意義.

在教學(xué)過(guò)程中，教師有目的地引入或提出形象具體的實(shí)際事物或帶有啟發(fā)性、針對(duì)性的問(wèn)題，引起學(xué)生直觀(guān)想象的共鳴，從而幫助學(xué)生理解問(wèn)題，會(huì)使學(xué)生積極地投入思考，并加深學(xué)生對(duì)教師導(dǎo)入知識(shí)的理解與記憶，比直接把知識(shí)點(diǎn)強(qiáng)加給學(xué)生或讓學(xué)生生搬硬套的效果會(huì)好得多，起到事半功倍的作用.創(chuàng)設(shè)生活中與教學(xué)知識(shí)信息相關(guān)的實(shí)例情境，通過(guò)學(xué)生的情感或?qū)嵺`體驗(yàn)，使課堂學(xué)習(xí)成為學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行的、愉快的事情，從而提高課堂效率.

例如 在講立體幾何“空間中直線(xiàn)與直線(xiàn)之間的位置關(guān)系”中的異面直線(xiàn)，如果直接給出異面直線(xiàn)的定義：不同在任何一個(gè)平面內(nèi)的兩條直線(xiàn).學(xué)生很難直觀(guān)想象出異面直線(xiàn)到底是怎樣的位置關(guān)系，如果教師以貼近學(xué)生實(shí)際生活的真實(shí)情境引入，多媒體展示，如一座橋與橋下交錯(cuò)的火車(chē)軌道，或者教室內(nèi)的某些異面位置線(xiàn)等，這樣既形象又直觀(guān)，促進(jìn)學(xué)生思維活動(dòng)的展開(kāi)與深入進(jìn)行.

5 充分利用技術(shù)手段創(chuàng)設(shè)情境，讓課堂學(xué)習(xí)活起來(lái)

只有在真實(shí)情境中解決問(wèn)題的時(shí)候，一個(gè)人所表現(xiàn)出來(lái)的關(guān)鍵能力和必備品格才能稱(chēng)得上是核心素養(yǎng).如果他只會(huì)死記硬背、套公式做題，卻在真實(shí)情境中解決不了問(wèn)題，那這樣的素養(yǎng)就不是核心素養(yǎng).因此，為了達(dá)成核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)，教師在教學(xué)中就一定要?jiǎng)?chuàng)設(shè)真實(shí)情境.在傳統(tǒng)課堂中有些數(shù)據(jù)無(wú)法一一獲取，但在今天技術(shù)手段豐富的條件下，可以輕松得到形象準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，使所有學(xué)生對(duì)照觀(guān)察，得到清晰、明顯的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提升學(xué)生的證據(jù)意識(shí).

例如 在研究三角函數(shù)圖像時(shí)，教師可以利用多媒體創(chuàng)設(shè)情境，將每一個(gè)角所對(duì)應(yīng)函數(shù)值都形象展示給學(xué)生，讓學(xué)生在觀(guān)察、推理、拓展、實(shí)際問(wèn)題解決的過(guò)程中進(jìn)行視覺(jué)體驗(yàn)，克服難點(diǎn)，形成基于體驗(yàn)的結(jié)構(gòu)化觀(guān)念.再如，對(duì)數(shù)函數(shù)的圖像與性質(zhì)探索課上，教師可以利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段創(chuàng)設(shè)情境，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)教學(xué)的可視化.在信息技術(shù)支撐下，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組合作完成對(duì)數(shù)圖像繪制、性質(zhì)探究，探究活動(dòng)過(guò)程采用從“特殊到一般”的研究方法符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生合作完成性質(zhì)的猜想、驗(yàn)證，不僅強(qiáng)化學(xué)生研究函數(shù)的一般路徑及思想方法，也讓學(xué)生體會(huì)數(shù)學(xué)探究帶來(lái)的成就感，讓學(xué)生真正成為課堂活動(dòng)的主角，讓核心素養(yǎng)落地開(kāi)花.

6 結(jié)語(yǔ)

課堂是落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的最前沿陣地，也是提升學(xué)生核心素養(yǎng)、減輕學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)的主陣地.高中數(shù)學(xué)教師應(yīng)積極進(jìn)行教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)的實(shí)踐研究，讓學(xué)生在深度學(xué)習(xí)中提高思維能力，促進(jìn)核心素養(yǎng)落地.

【此文為河北省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃課題《核心素養(yǎng)視域下高中數(shù)學(xué)情境化教學(xué)策略研究》的研究成果，課題編號(hào)：2205280】

參考文獻(xiàn)：

［1］ 龔有順.基于數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)的案例評(píng)析——以“數(shù)列”單元教學(xué)為例［J］. 中國(guó)數(shù)學(xué)教育，2019（Z2）：58-62.

［2］吳中才.高中數(shù)學(xué)教學(xué)情境與問(wèn)題芻議——以人教B版高中數(shù)學(xué)必修第一冊(cè)為例［J］.數(shù)學(xué)教學(xué).2022（02）：18-21.

［3］陜振沛，寧寶權(quán)，郭亞丹.“情境—問(wèn)題”教學(xué)模式在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的推廣及應(yīng)用［J］.教育教學(xué)論壇，2019（12）：199-200.

［4］郝榮春.如何巧設(shè)問(wèn)題情境構(gòu)建高中數(shù)學(xué)高效課堂［J］.中學(xué)課程輔導(dǎo)（教師教育）.2021（09）：14.