大概念背景下高中數(shù)學(xué)情境化教學(xué)的實(shí)踐與探索

隨著教育教學(xué)改革的不斷深人，高中數(shù)學(xué)教學(xué)一直處于挑戰(zhàn)和機(jī)遇并存的狀態(tài)。傳統(tǒng)的課堂模式往往過(guò)于注重知識(shí)點(diǎn)的傳授，容易忽視數(shù)學(xué)知識(shí)的整體性和應(yīng)用性，導(dǎo)致學(xué)生難以形成系統(tǒng)的數(shù)學(xué)思維體系和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在此背景下，大概念教學(xué)和情境化教學(xué)的理念逐漸受到關(guān)注。大概念教學(xué)強(qiáng)調(diào)知識(shí)的整體性和關(guān)聯(lián)性，而情境化教學(xué)則注重將知識(shí)置于真實(shí)或模擬的情境中，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和應(yīng)用能力。本文旨在探討教師如何將這兩種教學(xué)理念有機(jī)結(jié)合，應(yīng)用于高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，以提升教學(xué)效果和學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。

一、高中數(shù)學(xué)大概念與情境化教學(xué)的理論基礎(chǔ)

所謂“大概念”，威金斯和麥克泰格認(rèn)為：“大概念就是一個(gè)概念、主題或問(wèn)題，它能夠使離散的事實(shí)和技能相互聯(lián)系并有一定意義。\"大概念教學(xué)理論強(qiáng)調(diào)以核心概念為統(tǒng)領(lǐng)構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，幫助學(xué)生形成系統(tǒng)的學(xué)科認(rèn)知結(jié)構(gòu)。在數(shù)學(xué)教學(xué)中，大概念可以理解為數(shù)學(xué)學(xué)科中的核心思想、基本原理和關(guān)鍵方法，如函數(shù)思想、數(shù)形結(jié)合思想、化歸思想等。這些大概念貫穿學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的各個(gè)階段，是學(xué)生理解和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)。

情境學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者與情境互動(dòng)的結(jié)果。在真實(shí)或模擬的情境中，學(xué)生能夠更好地理解知識(shí)的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。情境化教學(xué)中，教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)其對(duì)知識(shí)的遷移和應(yīng)用。在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，情境化教學(xué)可以幫助學(xué)生將抽象的數(shù)學(xué)概念與具體的問(wèn)題情境聯(lián)系起來(lái)，從而提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的有效性和實(shí)用性。

二、高中數(shù)學(xué)課堂現(xiàn)狀

當(dāng)前，高中數(shù)學(xué)課堂普遍存在一些不足之處。首先，教學(xué)內(nèi)容過(guò)于碎片化，學(xué)生難以形成系統(tǒng)的數(shù)學(xué)知識(shí)體系。其次，高中數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)多，課時(shí)緊張，教學(xué)過(guò)程中多數(shù)還是以教師講授為主，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，缺乏主動(dòng)思考和探索的機(jī)會(huì)。最后，數(shù)學(xué)教學(xué)容易與實(shí)際生活脫節(jié)，學(xué)生難以理解數(shù)學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣不高。

這些問(wèn)題導(dǎo)致學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中面臨諸多困難。一方面，學(xué)生難以理解抽象的數(shù)學(xué)概念，容易產(chǎn)生畏難情緒;另一方面，學(xué)生缺乏將數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題解決的能力，難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。此外，傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，導(dǎo)致其學(xué)習(xí)效果參差不齊。

三、大概念背景下高中數(shù)學(xué)情境化教學(xué)的實(shí)施策略

（一）基于大概念的教學(xué)設(shè)計(jì)是實(shí)施情境化教學(xué)的基礎(chǔ)

教師以數(shù)學(xué)大概念為核心，整合相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，設(shè)計(jì)連貫的教學(xué)單元。例如，在函數(shù)教學(xué)中，教師可以將函數(shù)的概念、性質(zhì)、圖象和應(yīng)用整合為一個(gè)教學(xué)單元，幫助學(xué)生形成完整的函數(shù)知識(shí)體系。同時(shí)，教師應(yīng)注重揭示不同數(shù)學(xué)概念之間的聯(lián)系，幫助學(xué)生構(gòu)建數(shù)學(xué)知識(shí)體系。

（二）合適的情境是實(shí)施情境化教學(xué)的關(guān)鍵

教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生特點(diǎn)，充分利用教材，創(chuàng)設(shè)貼近生活實(shí)際或具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題情境。如在概率教學(xué)中，教師可以創(chuàng)設(shè)彩票中獎(jiǎng)、天氣預(yù)報(bào)等生活情境；在立體幾何教學(xué)中，教師可以設(shè)計(jì)建筑設(shè)計(jì)、產(chǎn)品包裝等實(shí)際問(wèn)題。這些情境應(yīng)既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能體現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

（三）多樣的教學(xué)方法是實(shí)施情境化教學(xué)的核心

在教學(xué)過(guò)程中，教師可以采用多樣化的教學(xué)方法，如問(wèn)題導(dǎo)向?qū)W習(xí)、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)、合作探究學(xué)習(xí)等，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索和解決問(wèn)題。例如，在函數(shù)應(yīng)用教學(xué)中，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)“最優(yōu)方案選擇”的項(xiàng)目，讓學(xué)生通過(guò)收集數(shù)據(jù)、建立模型、分析比較等過(guò)程，深入理解函數(shù)的概念和應(yīng)用。同時(shí)，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維和解決問(wèn)題的能力，鼓勵(lì)學(xué)生從不同角度思考問(wèn)題，提出創(chuàng)新性的解決方案。

四、大概念背景下高中數(shù)學(xué)情境化教學(xué)的實(shí)踐案例與效果分析

情境化課堂教學(xué)的基本過(guò)程包括情境創(chuàng)設(shè)、問(wèn)題提出、探究討論、總結(jié)反思、應(yīng)用拓展。以筆者執(zhí)教過(guò)的“解三角形的應(yīng)用一測(cè)距”一課為例，“解三角形”作為高中數(shù)學(xué)課程中的一個(gè)重要的大概念，既是高中數(shù)學(xué)的基本內(nèi)容，又有較強(qiáng)的應(yīng)用性，屬于必修課程中“幾何與代數(shù)”的部分?！镀胀ǜ咧袛?shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》對(duì)這一單元的基本要求是“學(xué)生可借助向量的運(yùn)算，探索三角形邊長(zhǎng)與角的關(guān)系，掌握余弦定理、正弦定理，并能夠運(yùn)用余弦定理、正弦定理解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題”。

（一）設(shè)計(jì)思路

本課將“解三角形的應(yīng)用\"確定為利用解三角形的相關(guān)知識(shí)解決一個(gè)幾何度量問(wèn)題一“測(cè)距\"的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，學(xué)生在已經(jīng)掌握相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)三角形邊角關(guān)系的探究，去解決實(shí)際生活中的三角形度量問(wèn)題。本節(jié)課在關(guān)注運(yùn)用正弦定理、余弦定理等知識(shí)和方法解決一些與測(cè)量和幾何計(jì)算有關(guān)的實(shí)際情境問(wèn)題的同時(shí)，還將側(cè)重點(diǎn)放在學(xué)生合作探究和問(wèn)題解決能力的培養(yǎng)上，教學(xué)中擬利用社會(huì)實(shí)踐過(guò)程中的實(shí)際情境，引導(dǎo)學(xué)生利用“問(wèn)題解決\"的模式，合理設(shè)計(jì)測(cè)量方案，并進(jìn)行實(shí)地考察，收集真實(shí)數(shù)據(jù)，利用“解三角形\"這一大概念提高度量的準(zhǔn)確性和效率。教師應(yīng)既重視引導(dǎo)學(xué)生從特殊到一般的探索學(xué)習(xí)過(guò)程，又重視對(duì)其數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng)。教師還應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)三角形邊與角進(jìn)行測(cè)量與計(jì)算，研究邊與角之間的關(guān)系，從而掌握正弦定理與余弦定理，并從中體會(huì)探索數(shù)學(xué)知識(shí)的方法。這樣做的目的是讓學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)在解決問(wèn)題中的作用，感受數(shù)學(xué)與日常生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)，切實(shí)提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（二）教學(xué)過(guò)程（見(jiàn)表1）

（三）效果分析

通過(guò)這樣的情境化教學(xué)，教師采用“問(wèn)題解決”模式，在教學(xué)中以問(wèn)題解決為核心，以學(xué)生探索為課堂主要活動(dòng)方式來(lái)開展教學(xué)活動(dòng)，力求激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生體驗(yàn)探索研究的樂(lè)趣，努力營(yíng)造“自主、合作、體驗(yàn)、發(fā)展\"的課堂研究氛圍。學(xué)生不僅掌握了正弦定理、余弦定理等知識(shí)，還理解了這些知識(shí)在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用。同時(shí)，這種教學(xué)方式也培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力、模型建立能力和批判性思維。

實(shí)踐研究表明，情境化教學(xué)能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。學(xué)生在真實(shí)或模擬的情境中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，能夠更好地理解數(shù)學(xué)概念的本質(zhì)和應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，情境化教學(xué)有助于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維和問(wèn)題解決能力，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。然而，情境化教學(xué)的實(shí)施也面臨一些挑戰(zhàn)，如情境創(chuàng)設(shè)的難度、教學(xué)時(shí)間的限制等，需要教師在實(shí)踐中不斷探索和改進(jìn)。

五、結(jié)論

大概念背景下的高中數(shù)學(xué)情境化教學(xué)是一種行之有效的教學(xué)策略，能夠幫助學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的數(shù)學(xué)知識(shí)體系，提高學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣和問(wèn)題解決能力。通過(guò)基于大概念的教學(xué)設(shè)計(jì)、適當(dāng)情境的創(chuàng)設(shè)和多樣化教學(xué)方法的運(yùn)用，教師可以有效地將數(shù)學(xué)知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。然而，情境化教學(xué)的成功實(shí)施需要教師具備較高的專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，同時(shí)需要各方面提供相應(yīng)的支持。未來(lái)，教師可以進(jìn)一步探討如何優(yōu)化情境化教學(xué)的設(shè)計(jì)和實(shí)施，以及如何評(píng)估情境化教學(xué)的長(zhǎng)期效果。

（作者單位：同濟(jì)大學(xué)第二附屬中學(xué)）

編輯：陳鮮艷