在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中運用情境教學(xué)法促進深度學(xué)習(xí)的策略研究

【摘要】在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中運用情境教學(xué)法促進深度學(xué)習(xí)研究，是一種對深度學(xué)習(xí)理論和情境教學(xué)法理論進行升華、凝練的研究結(jié)果，它可以幫助老師在創(chuàng)設(shè)情境時，引導(dǎo)學(xué)生突破淺顯的學(xué)習(xí)，從而達(dá)到有意義的學(xué)習(xí)目的.學(xué)生的個體特性具有多樣性，教師可以利用有效的課堂教學(xué)方法，如課堂提問、小組討論、創(chuàng)設(shè)情境等優(yōu)質(zhì)教學(xué)方法激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，使學(xué)生獲得更多的知識，從而提高學(xué)習(xí)效果.基于此，文章通過概述深度學(xué)習(xí)和情境教學(xué)法的聯(lián)系，提出有效的發(fā)展策略，促進高中數(shù)學(xué)教學(xué)的發(fā)展.

【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學(xué)；情境教學(xué)法；深度學(xué)習(xí)

引 言

深度學(xué)習(xí)的進行是一個持續(xù)的過程，且中學(xué)生的好奇心很強，思維也很活躍.情境教學(xué)法能夠有效地激發(fā)出學(xué)生的求知欲，讓他們能夠積極地參加到各種學(xué)習(xí)中去，能夠主動地去思考，在對已有的知識在理解的基礎(chǔ)上，再去進行遷移和運用，這對于培養(yǎng)他們的核心素養(yǎng)是非常有益的.因此，開展一項以深度學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的情境教學(xué)法研究，是非常有意義的.

一、深度學(xué)習(xí)和情境教學(xué)法的聯(lián)系

深度教學(xué)理念是在特定知識論的基礎(chǔ)上構(gòu)建起來的，知識的產(chǎn)生來源于對現(xiàn)象和事件的抽象概括，都是社會、文化、歷史背景及特定的思維方式的產(chǎn)物，具有強烈的依存性.因此，知識的學(xué)習(xí)應(yīng)順應(yīng)知識的產(chǎn)生方式，這就要求在教學(xué)過程中，不應(yīng)直接向?qū)W生展現(xiàn)數(shù)學(xué)知識，為達(dá)到深度教學(xué)，應(yīng)以適當(dāng)?shù)姆绞綄⒅R的背景信息提供給學(xué)生.情境既與學(xué)生現(xiàn)實生活密切相關(guān)，又包含了知識的全部背景信息，問題可以提供給學(xué)生探索的方向，促進學(xué)生思考，提高課堂效率.因此，深度教學(xué)中呈現(xiàn)背景的最佳方式就是情境教學(xué)法.

情境教學(xué)法的直接目的是使學(xué)生將所學(xué)知識內(nèi)容遷移運用到真情境中解決實際問題，在這一過程中，教師不僅要注重學(xué)生的知識掌握和技能提升，還要培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、合作交流能力、遷移應(yīng)用能力和反思能力等.

情境教學(xué)法的過程和目的與深度學(xué)習(xí)的特征高度一致，深度學(xué)習(xí)的特征貫穿情境教學(xué)法過程的始終，為培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)和達(dá)成立德樹人的高考核心功能指明了道路，它以促進學(xué)生知識構(gòu)建和思維發(fā)展為目的，采用有意義學(xué)習(xí)方式，強調(diào)真實生活情境中解決問題，讓學(xué)生在真實世界中學(xué)習(xí)，獲得知識、技能、價值觀等多方面發(fā)展.情境認(rèn)知理論認(rèn)為，知識的產(chǎn)生和發(fā)展都是在特定的情境中實現(xiàn)的，只有將知識嵌入到學(xué)生所處的特定情境中，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有意義學(xué)習(xí)才能發(fā)生.

二、高中數(shù)學(xué)教學(xué)中運用情境教學(xué)法促進深度學(xué)習(xí)的策略

（一）創(chuàng)設(shè)趣味情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

以趣味情境協(xié)助高中生達(dá)到深度學(xué)習(xí)狀態(tài)，數(shù)學(xué)教師應(yīng)對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、引導(dǎo)學(xué)生探索相關(guān)知識加以重視，具體實踐環(huán)節(jié)可借助各種趣味性元素構(gòu)建趣味情境，由此讓學(xué)生從被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃犹骄?

例如，在教學(xué)“等比數(shù)列的前n項和”這一知識點時，教師即可將故事元素融合創(chuàng)設(shè)趣味情境：“國際象棋棋盤由八行八列組成，總共有64個格子，國際象棋歷史悠久，所以流傳的故事也有很多.如，在獎勵國際象棋發(fā)明者時，國王問其想要哪種獎勵，這時發(fā)明者回答希望國王能夠在棋盤中第一格位置上放一粒麥粒，第二格要是第一格的兩倍，以此類推，直至放到第64格為止，面對這一要求，國家立刻答應(yīng)，而此時糧倉中麥子總重量有十萬噸，已知每粒麥子重量為0.1g，請問國王是否能夠兌現(xiàn)獎勵呢？”在拋出該問題后，學(xué)生能夠圍繞具體情境研究得出“（1+2¹+2²+…+2ⁿ）×0.1”的式子，接下來教師也可繼續(xù)引導(dǎo)：“該式子要怎樣計算呢？國王的獎勵到底是否能夠兌現(xiàn)？”通過結(jié)合故事情境展現(xiàn)數(shù)學(xué)問題，使得原本極為枯燥的數(shù)值求解問題變得更加有趣，這樣一來也能使學(xué)生主動探索該知識內(nèi)容.或者，以“映射”為例，考慮到高中生想要快速理解這一概念難度較大，所以在講述映射與函數(shù)以及集合間關(guān)系時，教師可做出如下趣味情境設(shè)計：“要求在第一排的八位學(xué)生站起，并依次報出上次考試成績.”面對教師突然提出的問題，學(xué)生注意力能夠被迅速吸引到課堂之上，且這些學(xué)生也紛紛想知道教師后續(xù)想要做什么.當(dāng)教師將這幾名學(xué)生成績收集完成后，便可繼續(xù)表明：“每名學(xué)生都報出了自己的成績，若是將這幾名學(xué)生視作一個集合A，他們的成績看作集合B，那么對于A集合的學(xué)生來講，可在B集合中找出相對應(yīng)的分?jǐn)?shù)，這種關(guān)系則是映射.”教師通過直觀且生動地類比和相關(guān)情境創(chuàng)設(shè)，可讓學(xué)生主動投入課堂氛圍之中.

（二）創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生主動探究問題

在認(rèn)知水平、認(rèn)知結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)風(fēng)格等方面，學(xué)生個體間有較大差異.面對學(xué)生個體間的差異性，教師如何對教學(xué)情境進行設(shè)計值得人們深思.在教學(xué)過程中，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生主動探究問題，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí).建構(gòu)豐富的教學(xué)情境，適時引導(dǎo)學(xué)生通過實踐操作與疑難探究等方法去領(lǐng)悟新知識.

在教學(xué)中尊重學(xué)生的認(rèn)知差異設(shè)計不同教學(xué)情境，選擇自主探究、合作交流的學(xué)習(xí)方式培養(yǎng)學(xué)生的自主探究精神或是團結(jié)協(xié)作精神，有利于學(xué)生突破認(rèn)知困難，獲得新知，提升深度學(xué)習(xí)能力.

（三）創(chuàng)設(shè)生活情境，促進思維從低階走向高階

來源于生活中的情境更加真實和形象、要選擇學(xué)生有接觸有了解的一些場景或經(jīng)驗，更能讓學(xué)生好理解，使學(xué)生在這樣的情境中感到舒服，愿意參與到學(xué)習(xí)過程.在對函數(shù)、數(shù)列等概念的講授過程中，教師通過建立與現(xiàn)實生活緊密相關(guān)的情境，引導(dǎo)學(xué)生找出現(xiàn)實世界中問題的共性，并根據(jù)共性歸納出數(shù)學(xué)概念.教育來源于生活且高于生活，一堂好的課要求教師結(jié)合實際，但是教師很難將枯燥的數(shù)學(xué)與生活聯(lián)系起來，而情景化教學(xué)正是將數(shù)學(xué)教育與實際生活相聯(lián)系的一個橋梁.

以“等差數(shù)列的求和公式”為例.有一些工人們正在蓋高樓，這時天氣快要下雨啦，地面上有很多圓柱形木棒，為了避免木棒潮濕，工人們要將其圓形木棒的V形架上，如下圖所示，其最底層只放一個圓形木棒，每層上一層都比下一層多放一個圓形木棒，最頂層最多可放置100個，那么同學(xué)們可以計算出這個V形架最多可以放多少木棒嗎？

教師在教學(xué)時，要根據(jù)同學(xué)們原有認(rèn)知水平以及一定的生活經(jīng)歷，使同學(xué)們走進生活，便于理解且思維能夠跟得上，從而使學(xué)生們理解得更加透徹.從實際生活入手，以同學(xué)們感興趣又有效的情境導(dǎo)入，從而讓每名學(xué)生都切實理解等差數(shù)列求和的數(shù)學(xué)思想，提升學(xué)生們的數(shù)學(xué)思維能力，促進思維從低階走向高階.

（四）創(chuàng)設(shè)任務(wù)情境，引導(dǎo)學(xué)生積極獨立思考

深度學(xué)習(xí)是建立在以學(xué)生為中心基礎(chǔ)上的，通過設(shè)計具有啟發(fā)性、挑戰(zhàn)性的活動引導(dǎo)學(xué)生主動完成知識的深入理解與深度加工.以直線的傾斜角和斜率教學(xué)為例，教師設(shè)計遞進式的學(xué)習(xí)任務(wù)情境，組織學(xué)生通過合作交流探尋答案.

在平面直角坐標(biāo)系中確定一條直線l的位置，已知兩個點的坐標(biāo)，然后根據(jù)斜率和截距來確定一次函數(shù)的表達(dá)式y(tǒng)=kx+b.這個斜率k描述了直線的傾斜程度，而截距b則描述了直線與y軸的交點.已知一條直線的定點和斜率，就可以用這兩個信息來確定直線的位置.運用幾何畫板來演示，將直線繞原點旋轉(zhuǎn)，觀察不同的傾斜角度對應(yīng)的直線位置.在這個過程中，引出一個新的概念：傾斜角α，它是描述直線傾斜程度的一個角度.通過探討如何用傾斜角和已知的一個定點來寫出直線的表達(dá)式，計算斜率和傾斜角的正切值來找到定點的坐標(biāo)，然后用截距b來確定直線的位置.以具體的例子來演示這個過程，讓學(xué)生更好地理解這個過程.此項任務(wù)以小組合作學(xué)習(xí)的形式展開，為學(xué)生提供自由的交流空間，以三角函數(shù)中的任意角定義以及一次函數(shù)表達(dá)式為支點分析未知領(lǐng)域知識，理解斜率的概念與k的幾何意義.任務(wù)四，探究如何用直線上兩點坐標(biāo)求該直線的斜率.此項任務(wù)是在理解斜率概念基礎(chǔ)上的延伸，鼓勵學(xué)生大膽發(fā)表自我的看法，借助分別向x軸和y軸作垂線、相似或是正切值等在直角三角形中表示，思考傾斜角與斜率之間的關(guān)系，促使學(xué)生學(xué)會多角度分析問題，形成多方思維碰撞.

（五）創(chuàng)設(shè)互動情境，激活學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力

互動情境營造指向讓高中生群體在課堂互動過程中對數(shù)學(xué)知識深度分析、深度理解.鑒于此，實踐教學(xué)中教師應(yīng)當(dāng)以激活學(xué)生內(nèi)驅(qū)力為前提，巧妙設(shè)計互動式情境，從而引發(fā)學(xué)生思考，當(dāng)學(xué)生真正融入學(xué)習(xí)情境后，便能針對具體問題詳細(xì)分析和自主探索.不僅如此，教師通過引導(dǎo)學(xué)生集中討論與反饋，也可使之思維全面發(fā)散，并且高中生也能在自主成長空間下深刻記憶所學(xué)知識.

以“充分條件和必要條件”為例，雖然該章節(jié)知識難度不高，可是與之相關(guān)的數(shù)學(xué)題目眾多，并且拓展類問題也有一定深度，所以在解答這類題目時，想要精準(zhǔn)回答仍存在較高難度.其實導(dǎo)致該現(xiàn)象的原因是高中生針對充分條件與必要條件未能建立完整的邏輯思維，為此，授課環(huán)節(jié)數(shù)學(xué)教師可設(shè)計相應(yīng)問題，并鼓勵學(xué)生以互動形式展現(xiàn)對應(yīng)情境.如：“小紅是小明的姐姐，那么一定可以得出小明比小紅年齡小這一結(jié)論，請問這句話是否正確？同時，若保持以上條件不變情況下，小明一定是小紅的弟弟，是否正確？”提出該問題后，可讓學(xué)生展開集體互動，而互動的過程也正是情境呈現(xiàn)的過程，該v9XcbWTszEzXmIw2vWMecw==環(huán)節(jié)高中生群體邏輯思維也能被充分調(diào)動.當(dāng)學(xué)生互動結(jié)束后，教師可重點講解充分條件、必要條件結(jié)論，即“若能由A推出B，那么則可以說A是B的充分條件；但是在有A未必有B的情況下，A則屬于B的必要條件”.通過讓高中生以對比定義的方式理解上述問題，可使學(xué)生認(rèn)識到第一句話的命題是充分必要條件，而第二句話命題屬于充分不必要條件.以該方式授課除能將學(xué)生引入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)外，同時對其學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力形成也十分有利.

（六）創(chuàng)設(shè)虛擬實驗和模擬情境，引領(lǐng)學(xué)生深度理解知識本質(zhì)

創(chuàng)設(shè)虛擬實驗和模擬情境是一項有效的教學(xué)策略，尤其在高中數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)中.以“立體幾何初步”為例，通過引入虛擬實驗和模擬軟件，可以幫助學(xué)生更好地理解立體幾何概念和原理.學(xué)生可以使用動態(tài)幾何軟件，如GeoGebra或AutodeskTinkercad等，來探索立體幾何的性質(zhì)和關(guān)系.例如，學(xué)生可以構(gòu)建不同形狀的立體模型，如正方體、長方體、棱柱等，并通過調(diào)整參數(shù)來觀察其屬性的變化.他們可以改變形狀的大小、角度或位置，觀察體積、表面積和角度的變化.這種直觀的實驗過程幫助學(xué)生建立立體幾何的直觀感受和幾何直觀，并更好地理解幾何定理和性質(zhì).此外，虛擬實驗和模擬還可以幫助學(xué)生解決立體幾何中的難題和探索問題.

例如，學(xué)生可以使用動態(tài)幾何軟件來研究空間中的交點、相交關(guān)系或投影問題.他們可以通過調(diào)整參數(shù)，改變幾何體的位置和角度，觀察交點的變化規(guī)律，并根據(jù)觀察到的現(xiàn)象進行猜想和推理.這種實驗和探索的過程培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力、問題解決能力和創(chuàng)新思維.并引入虛擬實驗和模擬軟件，學(xué)生不僅可以在課堂上進行實驗和探索，還可以在家中繼續(xù)學(xué)習(xí)和實踐.他們可以根據(jù)自己的節(jié)奏和興趣進行虛擬實驗，不受時間和資源限制.這種自主性的學(xué)習(xí)方式激發(fā)了學(xué)生的主動性和學(xué)習(xí)興趣，使他們更深入地探索立體幾何的奧秘，引領(lǐng)學(xué)生深度理解知識本質(zhì).

結(jié) 語

綜上所述，深度學(xué)習(xí)也是教師引領(lǐng)學(xué)生對知識深層加工，對學(xué)習(xí)主題進行整體性設(shè)計，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引領(lǐng)學(xué)生深入理解知識本質(zhì)，主動參與探究問題的過程，促進思維從低階走向高階，引發(fā)學(xué)生主動思考，領(lǐng)悟?qū)W科思想方法，進而提升學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力.在高中數(shù)學(xué)深度學(xué)習(xí)視域下，激發(fā)學(xué)生動機，鼓勵學(xué)生主動研學(xué)、自主參與知識探究中，是進行研學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié).結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生的實際情況，靈活創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)情境，喚醒學(xué)生的求知欲望，促使學(xué)生在數(shù)學(xué)情境中基于已有舊知識，逐漸進入新知識的探究學(xué)習(xí)中，經(jīng)歷分析、對比、遷移、判斷、驗證等思維過程，強化學(xué)生思維能力，以提升學(xué)習(xí)效果.

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