高中數(shù)學(xué)教學(xué)中問題情境的創(chuàng)設(shè)策略探究

【摘要】問題情境在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用是對學(xué)生進(jìn)行思維訓(xùn)練的有效途徑，教師可以將抽象的數(shù)學(xué)概念具體化，進(jìn)而在真實(shí)或虛構(gòu)的問題情境中展現(xiàn)其實(shí)際應(yīng)用，有效降低學(xué)生面對難題時的心理壓力，同時提升其解決問題的興趣和效率.文章以高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的問題情境創(chuàng)設(shè)為主題展開探究，闡述問題情境的內(nèi)涵，在全面分析問題情境創(chuàng)設(shè)價(jià)值的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)踐案例提出具體的高中數(shù)學(xué)問題情境創(chuàng)設(shè)的方法與策略，并從明確問題情境創(chuàng)設(shè)的主目標(biāo)、增強(qiáng)問題情境創(chuàng)設(shè)的豐富性、提高問題情境創(chuàng)設(shè)的感染力三方面展開詳細(xì)闡述，以期進(jìn)一步促進(jìn)高中數(shù)學(xué)課程改革的實(shí)施，通過多樣化問題情境的創(chuàng)設(shè)實(shí)現(xiàn)對學(xué)生思維能力的培養(yǎng).

【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學(xué)；問題情境創(chuàng)設(shè)；思維能力；培養(yǎng)策略

隨著新課程改革的全面推進(jìn)，高中數(shù)學(xué)教學(xué)正在經(jīng)歷一場深刻改革，傳統(tǒng)教學(xué)模式逐步被現(xiàn)代教育理念所替代，這種轉(zhuǎn)變不僅是教學(xué)內(nèi)容和方法的更新，更是教學(xué)思維的革新.在這一過程中，教師被賦予新的教育使命，他們不只是學(xué)科知識的傳授者，還是學(xué)生思維能力提升的引導(dǎo)者和促進(jìn)者.為此，教師在教學(xué)中需要設(shè)計(jì)豐富多彩的數(shù)學(xué)問題情境，激發(fā)學(xué)生主動思考和探究的熱情，引導(dǎo)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的過程中提升數(shù)學(xué)思維能力，從而實(shí)現(xiàn)對學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng).

一、問題情境的內(nèi)涵

情境通常是指一個具體的環(huán)境或背景，其中包括與特定活動或任務(wù)相關(guān)的各種因素和條件.在教學(xué)領(lǐng)域，情境主要是指模擬或真實(shí)的環(huán)境，教師將學(xué)習(xí)內(nèi)容放入具體的情境中，學(xué)生能更好地理解和記憶信息，同時看到知識在實(shí)際中的7p2HDgJMIPSfVZjkq888ThDQ+tT07WN3MXIHoubelVM=應(yīng)用.問題情境則是一種特定類型的教學(xué)情境，教師將根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)引入相關(guān)問題或挑戰(zhàn)，要求學(xué)生主動探索和解決，旨在將學(xué)習(xí)內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)世界的問題充分聯(lián)系起來，增加學(xué)習(xí)的實(shí)踐性和互動性.實(shí)踐中，問題情境不僅能夠幫助學(xué)生理解抽象概念的實(shí)際應(yīng)用，而且還可通過解決問題的過程培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)造性思維，讓學(xué)生在具體的情境中使用知識，體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的全過程，從而加深對知識的理解并提升各種綜合能力.

二、高中數(shù)學(xué)教學(xué)中問題情境創(chuàng)設(shè)的價(jià)值分析

（一）有利于激發(fā)學(xué)生自主探究興趣

自主探究興趣是指學(xué)生主動追求知識和解決問題的動力，源于學(xué)生對某一學(xué)科或主題的好奇心和探索欲，可以推動學(xué)生自發(fā)地進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究，從而使他們積極探索未知，并通過自我驅(qū)動的學(xué)習(xí)過程獲得更完善的知識和技能.在新課改的全面實(shí)施過程中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是提高課程教學(xué)效果的核心所在.在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師通過問題情境創(chuàng)設(shè)的方式開展課堂教學(xué)，對于激發(fā)學(xué)生的自主探究興趣具有重要價(jià)值.在問題情境的創(chuàng)設(shè)過程中，教師可以通過設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)生活或?qū)嶋H應(yīng)用相關(guān)的數(shù)學(xué)問題吸引學(xué)生，直觀展示數(shù)學(xué)知識的實(shí)用性和趣味性，從而讓學(xué)生直觀感受數(shù)學(xué)在日常生活中的應(yīng)用，激發(fā)他們探索和學(xué)習(xí)的興趣，進(jìn)而讓學(xué)生在成功解決數(shù)學(xué)問題的過程中享受成就感.這種通過實(shí)際操作和思考解決問題的過程，更容易吸引學(xué)生的注意力，提升他們對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的整體興趣，有效提高學(xué)習(xí)動力.

（二）有利于強(qiáng)化學(xué)生知識理解深度

在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師通過創(chuàng)設(shè)問題情境的方式培養(yǎng)學(xué)生的思維能力能夠顯著增強(qiáng)學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的深度理解.一方面，問題情境通過具體問題引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)概念和原理，幫助他們在解決實(shí)際問題的過程中深化對相關(guān)概念的認(rèn)識，這種應(yīng)用實(shí)踐不僅可以促使學(xué)生對數(shù)學(xué)知識進(jìn)行實(shí)際操作，而且有助于他們理解數(shù)學(xué)公式背后的邏輯和意義，從而更加深刻地記住和理解這些知識.另一方面，問題情境常常需要學(xué)生在多種解決方案中進(jìn)行選擇和實(shí)施，這種選擇過程促使學(xué)生需要對每一個可能的解決策略進(jìn)行評估和思考，深入分析的過程不僅鍛煉學(xué)生的批判性思維，也使他們能夠從多個角度和深層次上理解和掌握數(shù)學(xué)概念，有助于形成全面且穩(wěn)固的知識結(jié)構(gòu).在此基礎(chǔ)上，問題情境的創(chuàng)設(shè)往往涉及跨學(xué)科知識的應(yīng)用，教師將引導(dǎo)學(xué)生嘗試數(shù)學(xué)知識與物理、化學(xué)、生物等其他學(xué)科知識結(jié)合起來，探討和解決更加復(fù)雜的問題，使他們在實(shí)際操作中更深層次地理解數(shù)學(xué)的功能和價(jià)值.

（三）有利于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)

在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，通過創(chuàng)設(shè)問題情境的方式對于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)也具有重要作用.一方面，在問題情境中，學(xué)生需要解決具體的數(shù)學(xué)問題，他們不僅需要使用數(shù)學(xué)抽象和邏輯推理，同時要進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和數(shù)據(jù)分析，多維度的思維訓(xùn)練可以有效提升學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力.在這樣的教學(xué)環(huán)境中，學(xué)生在教師的鼓勵下積極探索問題的本質(zhì)，嘗試使用數(shù)學(xué)工具構(gòu)建和解決問題，不僅鍛煉他們的運(yùn)算能力，也增強(qiáng)了他們的抽象和邏輯思維能力.另一方面，通過與同伴合作解決問題情境中的任務(wù)，學(xué)生的合作能力和溝通能力也將得到持續(xù)增強(qiáng).在共同探討和解決問題的過程中，學(xué)生需要表達(dá)自己的思路，聽取他人的意見，還需綜合不同的觀點(diǎn)達(dá)成共識或找到解決方案，這個過程不僅促進(jìn)學(xué)生之間的互動，還能幫助他們在實(shí)際操作中鍛煉團(tuán)隊(duì)協(xié)作和領(lǐng)導(dǎo)能力，不斷促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的全面提升，使他們能夠在未來的學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展中更好地應(yīng)對各種復(fù)雜問題.

二、高中數(shù)學(xué)教學(xué)中問題情境創(chuàng)設(shè)的具體策略

（一）分析教學(xué)重難點(diǎn)，明確問題情境創(chuàng)設(shè)的主目標(biāo)

在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，為通過問題情境創(chuàng)設(shè)的方式提高教學(xué)效率，教師首先需要從教學(xué)重難點(diǎn)的分析入手，明確問題情境創(chuàng)設(shè)的主目標(biāo).一方面，在教學(xué)準(zhǔn)備階段，教師需要對課程內(nèi)容進(jìn)行綜合分析，識別其中的關(guān)鍵概念和學(xué)生可能遇到的難題.另一方面，教師還需評估學(xué)生的當(dāng)前知識水平和學(xué)習(xí)需求，從而設(shè)定具體的教學(xué)目標(biāo)，以此確定問題情境創(chuàng)設(shè)的基本方向與核心目標(biāo)，確保每一個情境都緊密對應(yīng)教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生能夠通過解決問題達(dá)到理解和掌握新知識的目的.需要注意的是，這一步驟的關(guān)鍵在于將教學(xué)目標(biāo)具體化為情境創(chuàng)設(shè)的目標(biāo)，教師應(yīng)當(dāng)讓學(xué)習(xí)情境成為學(xué)生主動學(xué)習(xí)和深度思考的平臺.在設(shè)計(jì)問題情境時，教師不僅要使之與教學(xué)目標(biāo)緊密相連，還需要引人入勝，能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心，有效促進(jìn)學(xué)生的主動參與，增強(qiáng)他們對數(shù)學(xué)問題的探究意愿.

以人教A版高二數(shù)學(xué)選擇性必修第一冊中“拋物線”教學(xué)為例，該章節(jié)要求學(xué)生在掌握圓、橢圓和雙曲線等圓錐曲線的基礎(chǔ)上深化對拋物線的理解.教學(xué)中，教師首先需要分析學(xué)生對前置知識，即圓、橢圓和雙曲線的掌握程度，識別出學(xué)生對于拋物線的特性理解可能存在的困難.然后，針對這一分析，教師設(shè)定明確的教學(xué)目標(biāo)，即加深學(xué)生對拋物線焦點(diǎn)和準(zhǔn)線的幾何意義的理解，并能應(yīng)用這些知識解決實(shí)際問題.為此，教師可以設(shè)計(jì)一個涉及橋梁建設(shè)的問題情境，學(xué)生需要利用拋物線知識確定橋梁的最佳弧形結(jié)構(gòu).在這個問題情境中，教師不僅可以將課程教學(xué)目標(biāo)具體化，將教學(xué)重難點(diǎn)轉(zhuǎn)化為學(xué)生主動探索和思考的機(jī)會，而且能通過實(shí)際應(yīng)用的過程培養(yǎng)學(xué)生的問題分析能力，使學(xué)生在解決實(shí)際工程問題的過程中深化對拋物線理論的理解和應(yīng)用，極大促進(jìn)思維能力的發(fā)展.

（二）實(shí)施多樣化手段，增強(qiáng)問題情境創(chuàng)設(shè)的豐富性

問題情境創(chuàng)設(shè)需要借助一定的教學(xué)手段.在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，為增強(qiáng)問題情境的豐富性，教師應(yīng)實(shí)施多樣化手段，以生活經(jīng)驗(yàn)、矛盾問題等為切入點(diǎn)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，從而為學(xué)生提供更廣泛、更深入的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，幫助學(xué)生將數(shù)學(xué)知識與現(xiàn)實(shí)世界聯(lián)系起來，促進(jìn)他們在解決具體問題的過程中主動思考和學(xué)習(xí)，在多角度、多層次地探索數(shù)學(xué)問題的過程中提升思維能力.

1.立足生活經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境

在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，立足生活經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境是一種有效的做法，教師可以利用學(xué)生的日常生活經(jīng)驗(yàn)作為引入新知識的背景，且可以從學(xué)生的興趣出發(fā)，選取他們熟悉或感興趣的生活實(shí)例，從而將數(shù)學(xué)知識與這些實(shí)例相聯(lián)系，使數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)更加貼近實(shí)際，增加問題情境的吸引力和理解深度.

以人教A版高一數(shù)學(xué)必修第一冊“集合的概念”的教學(xué)為例，教師可以圍繞學(xué)生日常生活中常見的分類活動設(shè)計(jì)具體的問題教學(xué)情境.首先，教師可以引導(dǎo)學(xué)生調(diào)查并分類他們?nèi)粘Ｊ褂玫奈锲罚鐚W(xué)習(xí)工具、衣物或電子產(chǎn)品等，引導(dǎo)他們找出這些分類中的共性.在此基礎(chǔ)上，教師可提出問題：這些不同類別的物品如何用數(shù)學(xué)語言表達(dá)？基于這一問題，教師即可引入了“集合”的概念，說明如何將日常的分類活動抽象化為數(shù)學(xué)的集合，每個集合由具有相同屬性的元素組成，從而深化理解并積極探究數(shù)學(xué)與生活的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)對思維能力的培養(yǎng).

2.圍繞矛盾問題創(chuàng)設(shè)情境

在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，圍繞矛盾問題創(chuàng)設(shè)問題情境是一種有效的方法，學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識時經(jīng)常會遇到認(rèn)知上的矛盾，這些矛盾如果得到適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)和探討，可以極大促進(jìn)學(xué)生的深入理解和思維發(fā)展.為此，教師在教學(xué)中應(yīng)有效識別這些矛盾，并據(jù)此設(shè)計(jì)問題情境，挑戰(zhàn)學(xué)生的既有認(rèn)知，引導(dǎo)他們通過討論和合作解決問題，從而深化對數(shù)學(xué)概念的理解.

以人教A版高二數(shù)學(xué)選擇性必修第一冊中“拋物線”的教學(xué)為例，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了橢圓和雙曲線，可能會從主觀上認(rèn)為拋物線與雙曲線非常相似，甚至猜測它們的標(biāo)準(zhǔn)方程也類似.針對這種矛盾認(rèn)知，教師可以設(shè)計(jì)一系列問題引導(dǎo)學(xué)生深入探討：首先復(fù)習(xí)橢圓和雙曲線的定義，探討它們的離心率的概念；接著詢問學(xué)生，如果離心率等于1，會是什么樣的圖形；然后，引導(dǎo)學(xué)生通過計(jì)算和驗(yàn)證來探索答案；最后，鼓勵學(xué)生嘗試比較拋物線與其他圓錐曲線的方程形式，看哪個更簡潔.通過這樣的討論和探索，學(xué)生不僅能夠解決初步的矛盾，還能在自主探究過程中加深對拋物線的幾何屬性如焦點(diǎn)、準(zhǔn)線、參數(shù)等的理解，最終理解和掌握拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.基于矛盾問題的問題情境創(chuàng)設(shè)，可以有效激發(fā)學(xué)生的探究興趣，促進(jìn)學(xué)生綜合思維能力的提升.

（三）采用互動式教學(xué)法，提高問題情境創(chuàng)設(shè)的感染力

為了最大化提升問題情境的創(chuàng)設(shè)效果，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，教師應(yīng)積極采用互動式教學(xué)法，如多媒體教學(xué)法、游戲化教學(xué)法等，通過直觀、動態(tài)的展示和學(xué)生的主動參與，使數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)更加生動，不斷提f09c255b51da16fecd5ee5be82564269高學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度，從而增強(qiáng)問題情境的感染力.

1.多媒體教學(xué)法

多媒體教學(xué)法是提高問題情境創(chuàng)設(shè)感染力的一種有效手段，教師可以通過利用技術(shù)工具如視頻、動畫、交互軟件等方式直觀展示數(shù)學(xué)概念和過程，以增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的表現(xiàn)力和互動性，幫助學(xué)生在視覺和聽覺上更好地把握數(shù)學(xué)知識，同時通過互動元素激發(fā)學(xué)生的探究欲望，促進(jìn)他們在問題情境中的主動參與.

以人教A版高二數(shù)學(xué)選擇性必修第一冊中“橢圓”的教學(xué)為例，教師可以采用多媒體的方式增強(qiáng)問題情境的創(chuàng)設(shè)和感染力.一方面，教師可以利用多媒體軟件展示橢圓在天文學(xué)中的應(yīng)用（如行星運(yùn)動的軌道），同時通過動畫或視頻演示不同行星如何在橢圓軌道上繞太陽轉(zhuǎn)動，然后引出問題：為什么這些軌道是橢圓形的而不是其他形狀？在此基礎(chǔ)上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生探討開普勒第一定律，并探究其數(shù)學(xué)基礎(chǔ).另一方面，教師還可以結(jié)合多媒體技術(shù)設(shè)計(jì)一個交互式模擬活動，學(xué)生可以通過調(diào)整行星與太陽之間的距離和行星的速度，觀察這些變化如何影響軌道的形狀.通過這種互動，學(xué)生不僅能夠直觀看到橢圓的幾何屬性和物理應(yīng)用，而且可以通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算深入理解橢圓的數(shù)學(xué)方程和物理意義，在解決具體問題的過程中實(shí)際操作和驗(yàn)證數(shù)學(xué)理論，持續(xù)加深對橢圓及其應(yīng)用的理解，有效促進(jìn)對思維能力的培養(yǎng).

2.游戲化教學(xué)法

游戲化教學(xué)法也是可以有效地提高問題情境創(chuàng)設(shè)感染力的教學(xué)方法，教師可以將數(shù)學(xué)概念與游戲元素結(jié)合，創(chuàng)建一個互動性強(qiáng)且富有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)環(huán)境.具體實(shí)施時，教師可以設(shè)計(jì)包含競賽元素的數(shù)學(xué)問題，利用計(jì)分系統(tǒng)、進(jìn)度榜單或角色扮演等游戲機(jī)制，激發(fā)學(xué)生的參與興趣和探索欲望.通過這種方式，學(xué)生在玩樂的同時實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)，而教師也可通過觀察學(xué)生在游戲中的表現(xiàn)調(diào)整教學(xué)策略和難度，確保教學(xué)內(nèi)容的有效傳遞和學(xué)生能力的提升.

以人教A版高二數(shù)學(xué)選擇性必修第一冊中“空間向量的應(yīng)用”的教學(xué)為例，在問題情境創(chuàng)設(shè)的基礎(chǔ)上，教師可以采用游戲化教學(xué)法，通過設(shè)計(jì)紙質(zhì)游戲的方式加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，以實(shí)現(xiàn)對思維能力的培養(yǎng).例如創(chuàng)建一個名為“向量寶藏獵人”的游戲，教師可以設(shè)計(jì)各種挑戰(zhàn)，比如通過向量加法移動下一個位置，或是使用向量的點(diǎn)積判斷路徑是否正確，或者利用叉積解決遇到的障礙問題等.在游戲中，學(xué)生分組進(jìn)行，每組得到一個起點(diǎn)和一系列基于向量運(yùn)算的指令找到終點(diǎn).每個任務(wù)或挑戰(zhàn)完成后，學(xué)生可以獲得線索卡，指向下一個目標(biāo)地點(diǎn).實(shí)踐中，教師可以利用這個游戲讓學(xué)生實(shí)際操作向量，解決實(shí)際問題，比如計(jì)算距離和方向，探索向量的性質(zhì)和應(yīng)用.這種方法可以將向量運(yùn)算的抽象概念轉(zhuǎn)換為具體可視的任務(wù)，使學(xué)生在參與和互動中深入理解向量的幾何意義和物理應(yīng)用，同時也增加學(xué)習(xí)的趣味性，幫助學(xué)生在游戲中自然地發(fā)展和鍛煉他們的思維能力.

結(jié) 語

綜上所述，高中數(shù)學(xué)教學(xué)中問題情境創(chuàng)設(shè)是推動課程改革適合的有效方法，在問題情境教學(xué)模式下，學(xué)生不再是被動的知識接受者，而是變成了主動的問題解決者.他們在探索和解決問題的過程中，不僅可以系統(tǒng)地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識，更能學(xué)會如何思考，探究如何將理論與實(shí)際相結(jié)合，對培養(yǎng)他們的高階思維能力至關(guān)重要.因此，在新課改的實(shí)施過程中，高中數(shù)學(xué)的教學(xué)重心應(yīng)從單一的知識講解轉(zhuǎn)向如何高效創(chuàng)設(shè)問題情境，教師應(yīng)著力探究如何在問題情境中培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力，從明確問題情境創(chuàng)設(shè)的主目標(biāo)、增強(qiáng)問題情境創(chuàng)設(shè)的豐富性和提高問題情境創(chuàng)設(shè)的感染力三方面著手，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容廣度的拓寬和深度的延伸，引導(dǎo)學(xué)生在享受數(shù)學(xué)之美的同時，還能在思維的碰撞中找到解決問題的鑰匙，最終達(dá)到提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量的目的.

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