高中數學教學中學生學科素養的培養與思維方式引導

畢曉昕

摘 要：隨著時代發展，國際競爭日趨激烈，社會對人的綜合素養和創新能力提出了更高要求，教育面臨著更大挑戰。在教學的過程中，不能單純只追求分數和升學率，還要重視學生的社會責任感、創新精神和實踐能力。在數學的教學過程中，就要加強數學思維方式的引導，促使學生全面發展。數學具備高度抽象性，從抽象到量化可視，實際問題與數學的結合，可以提升學生的空間想象和抽象思維能力。數學還有嚴密性、邏輯性的顯著特點，對培養學生探索其他學科的思維方式和嚴謹態度都十分有利。

關鍵詞：應用領域;高中數學;素養培養

在這個被信息網絡數據全面覆蓋的時代，數學的應用領域越來越廣泛和受到關注。為了跟上社會發展的腳步，教育者要著重于對數學學科素養的培養，既要保證學生的全面發展，也要鼓勵優勢學科延伸至更多領域，發揮特長。哈佛大學數學物理教授阿瑟·杰佛發表過一篇名為《整理出宇宙的秩序———數學的作用》著名的經典論文，從他闡述的觀點中可以解讀出數學在現代社會中有著不可替代的重要地位，數學被廣泛應用于日常生活中、生產勞作，滲透到各項科學研究，因此教育者一方面要讓每個人都有機會能夠受到良好的數學教育，另一方面根據學生個人的興趣愛好、優勢特長，幫助他們制定未來發展的規劃，強化學生對應用數學的使用，打下扎實的數學基礎。

一、高中數學核心素養內涵及重要性

高中數學是一門基礎學科，核心素養體現在熟練掌握基礎知識，建立數學邏輯推理思維網絡，靈活運用數學方法舉一反三，在面對現實問題時，能夠迅速地轉化為數學問題，對問題進行觀察、推敲、思考和驗證，最終解決問題。

高中數學教學生活化這個熱門話題也從側面體現出高中數學核心素養的重要性。數學學科不再是單純的計算能力，它與其他學科緊密關聯，適用性也大大超出了大家以為的范疇，為了適應數學學科的突出特點，也為了滿足這個時代對高端數學科學技術人才的剛需，核心素養的培養可以使學生具有更強的綜合素質和實踐能力，可以更好地適應社會發展的形式和需求，對學生核心素養的培養已是離弦之箭，教育者應該把關注成績的重心慢慢轉移到學生的成長和發展上，真正做到授人以漁。

二、“數學實驗”在高中數學實踐活動中的應用

開展數學實驗教學包括五個基本環節：

1.創設問題情景與提出探究問題

教師利用多媒體教學工具或身邊實物引入生活中的現象與問題，或采用講故事引入問題，或通過已學內容引發學生的思考，發揮學生的主觀能動性。為學生創設一個亟待解決的問題情景，讓學生形成解決問題的基本思路，教師再拋出一個具體的問題，讓學生產生解決該問題的激情。

2.尋找解決方法與做好實驗準備

在獲得具體的問題后，積極引導學生尋找解決問題的方法，讓學生自主交流探討，鼓勵學生先初步猜想判斷，對與錯不要緊，要大膽猜想，并肯定學生的思路。再由教師引導學生操作實驗，驗證自己的猜想判斷。

3.動手操作實驗與發現知識規律

在實驗操作中，學生不能一個人埋頭苦干，學會交流，學會手腦口并用，并記錄記錄實驗中發現的現象，得到初步的規律與結論，驗證得出結論。這一過程中教師不能過多參與指導，必須讓學生獨立思考與反復實驗，獲得感性到理性的認識。

4.教師歸納總結與形成知識結論

教師可以將實驗演示一遍，加深學生的印象，并發現錯誤。對此過程進行總結，積極鼓勵那些敢于大膽思考的學生，無論對錯，其次再對錯誤的結論予以指導，最后再讓學生按照正確方法操作，直到學生徹底掌握該知識。

5.鞏固聯系與拓展應用

學生往往可以根據自己獲得的新知識來實施具體的操作，運用到生活實際中。教師應當根據學生的掌握情況，進行個別的指導與評價，之后根據學生實際需求布置作業量與作業方式，讓學生能夠靈活運用知識規律，真正達到最佳的教學效果。

三、學生數學學科素養的培養策略

（一）教師教學理念統一，教學培養整體標準化

首先教育者必須深刻領會，并且身體力行，真正落實對學生核心素養的培養。提高教師聘用的門檻，教師本身就應該具備高素養，才能對學生耳濡目染。教師應該接受職前職后不定期培訓，特別是下鄉支教的教師不能出現思想斷層，緊跟新的主張，構建以生活基礎為參考的實踐類課程，讓學生帶著理論知識去生活中親身實踐。

培養標準需要統一化，例如數學指導課程內容編排格式統一，數學核心素養與基礎知識、邏輯推理能力、空間想象力、嚴謹的學習態度等相關聯的內容標準，整合相關的教育資源，教學效果評估標準化，以及教學質量的檢驗也要標準化。

針對偏遠地區的學生，教師可以利用網絡資源，開闊學生視野，豐富智能化設備，開展個性化課堂，鼓勵學生大膽表達自己的主觀想法，主動思考問題、解決問題，高中生更多的是需要教師給予愛的鼓勵，激勵他們迎接更多的挑戰。

（二）提升學生自主探究的數學思維

在高中數學教學生活化的趨勢下，教育者要善于抓住時機，通過生活中不同觀察視角去挖掘數學問題，始終圍繞核心素養培養作為數學教學的主體，結合學生的性格特點，編排教學內容，并延伸拓展，讓學生在提起興趣的同時能主動感知和探索與生活相關的數學問題，利用所學的理論基礎，鍛煉自己的數學思維，同時也通過自主解決問題而帶來更大的自信和學習興趣。比如大多數數字或者圖形的規律探索題，教師一般會給出前三組規律，在此基礎上會讓學生自主探究三組之后的規律，并得出相應的計算公式，這就是典型的知識遷移規律和類比方法，引導學生自主觀察、思考、推理并驗證。

（三）多樣化的學習模式，增強協作動手能力

摒棄僅依靠傳統的筆試來評價學生的模式，知識和能力兩者需要的是并駕齊驅，通過豐富學習模式，增加學生間協作解決問題的能力，不僅需要獨立自主思考的能力，更要通過交流學習總結出更多的方式方法，同時還培養了學生的語言表達能力和溝通能力。

四、高中生數學素養中思維方式的引導

（一）觀察環節情景化

高中階段的數學學習就比較復雜，對于學生來講存在一定的難度。因此教師在教學的過程中，就要不斷引導學生思維方式的轉變，降低學習的難度。引導學生數學思維方式的轉變，情景化教學就是一種很好的策略。可以幫助學生在數學學習過程中，通過有趣、生動的教學情境，對知識內容進行重組、提煉、整合，轉換自身的思維方式。還可以為學生的數學思維搭建一個有效途徑，提高學生的觀察力和判斷力。在情境創設的過程中，可以采用生活情境、游戲情境、問題情境、合作情境等等，吸引學生的注意力，激發學生的學習興趣，提高學生的學習積極性。數學知識來源于實際生活，又服務于生活，生活化的情境就要與學生的實際生活緊密相連，讓學生在學習中聯系實際生活，在實際生活中發現關于數學的問題，提高學生的數學應用意識。采用知識相悖論進行情境創設，可以引發學生認識內心的矛盾和沖突，激發學生的探究欲望，讓學生在分析和探究問題過程中重新組建自身的思維方式。采用數學史的教學情境，可以讓學生了解數學產生與發展的過程，進而增強學生的學習欲望，提高學生的運用能力。

例如教師在實際教學中，在教授“空間幾何體的結構”時，就可以創設生活化的教學情境。在課堂教學之前，教師先利用多媒體出示大量的世界經典建筑物的圖片，引導學生領悟章頭圖和章引言的重要性，并明確幾何學研究的內容，幾何體在數學研究和數學應用中的地位和作用。接下來教師可以展示大量的生活中常見的物體的圖片，讓學生進行抽象分析。

在教授“函數與方程”時，就可以利用數學史創設教學情境，教師在教學中可以將函數的起源與發展為學生詳細講解。十七世紀中葉，笛卡兒引入變數的概念，制定了解析幾何學，從而打破了局限于方程的未知數的理解;后來，牛頓、萊布尼茲分別獨立的建立了微分學說。

牛頓于1665年開始研究微積分之后，一直用“流量”一詞來表示變量間的關系。1673年，萊布尼茲在一篇手稿里第一次用“函數”這一名詞，他用函數表示任何一個隨著曲線上的點的變動而變動的量。這可以說是函數的第一個“定義”。直到1930年，現代的函數概念才“出爐”。

（二）聯系環節問題化

問題化的教學方法主要是指在聯系環節通過設計有效的問題，引導學生思維方式的轉變，促使學生形成較強的問題能力。學習的過程就是解決一個個問題的過程，學生只有在發現問題、分析問題和解決問題的過程中，才能發展思維，體驗到成功的喜悅。任何一門學科的學習如果沒有思維，就談不上核心素養。問題的設置還要具有一定的挑戰性，要加強新舊知識的聯系，讓學生在復習舊知識的過程中聯系到新知識，走進新知識的學習大門。數學知識問題化的表現形式多種多樣，可以通過內容、形式、方法等新穎設計，突破教學重難點，降低教學難度，就能夠收獲意想不到的效果。

例如教師在教授“直線和圓的位置關系”時，教師先可以進行舊知識的復習，復習點和圓的三種位置關系及圓心到點的距離d與半徑r的關系，從而來引出直線與圓的位置關系。然后讓學生觀察一輪紅日從海平面升起的三幅圖片，提出問題：海上日出是怎樣的幾何圖形呢？鼓勵學生猜想并動手畫一畫。然后引出新課直線與圓的位置關系，分別是相切、相交和相離。

（三）想象環節直觀化

傳統的數學教學模式比較陳舊落后，課堂氛圍死氣沉沉，導致學生漸漸失去了學習興趣，學習積極性不高。教師過于重視學生的學習成績，導致學生在數學學習過程中沒有找到屬于自己的正確學習方法。采用直觀化教學方法是指在教學過程中的想象環節，借助直觀材料來讓學生去感知數學的研究對象形態與變化，進而解決數學問題。正所謂想象力再豐富，如果沒有實物，也無法更好的理解和學習。利用直觀化教學方法就可以促使學生對數學知識更加直觀認識了解，形成比較強烈的直觀和直覺。數學的學習需要學生具有非常強烈的邏輯思維能力和縝密心，能夠從幾何圖形上去發現數學結論，生動形象的將幾何圖形的相關概念知識引出來。

例如教師在教授“空間幾何體的結構”時，教師可以在課前讓學生預習本節課的內容，自制柱、錐、臺的幾何模型教具，在感受實物以及模型過程中，來概括棱柱、棱錐和棱臺的結構特征。

五、結語

師者，是學子摸索未來途中的燈塔，正確的引導和培養，對其未來人生的規劃將會有至關重要的影響，數學較其他學科更為寬泛地應用于各式各樣的領域，生活中也隨處可見數學的影子。數學學科素養的培養對學生綜合素養的全面提升、價值觀的正確樹立有著不可估量的隱形力量。在今后的數學教學中，教師要引導學生數學思維方式的轉變，就要在教學中采用觀察環節情景化、聯系環節問題化和想象環節直觀化的方式，激發學生的學習興趣，提高學生的學習積極性，讓學生對數學知識有一個更加深刻的理解和認識。

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