核心素養下高中數學體驗式課堂教學設計研究

摘 要：《普通高中數學課程標準》提出學生的數學核心素養有六個方面：數學抽象、邏輯推理、數學建模、數學運算、直觀想象和數據分析。如何提升學生數學核心素養，對我們一線教師課堂教學設計提出了更高的要求。通過數據對比得出，體驗式教學方式不僅可以提升學生的數學核心素養，而且對于提高學生的數學成績有明顯的優勢，學生對所學的知識和方法掌握得更加牢固。因此，對于高中數學體驗式教學課堂設計的研究是非常重要而且非常必要的。

關鍵詞：核心素養;體驗式教學;課堂設計

一、體驗式課堂教學設計研究的政策指導

2014年3月，《教育部關于全面深化課程改革 落實立德樹人根本任務的意見》強調把課程改革作為落實立德樹人根本任務的一個重要抓手和突破口，并首次提出制訂學生發展核心素養體系，把核心素養落實到各學科教學中。2017年12月，教育部印發了新修訂的《普通高中數學課程標準》（以下簡稱《課標》），把核心素養作為確定課程目標、遴選教學內容、設計教學活動的主要依據。《課標》提出學生的數學核心素養有六個方面：數學抽象、邏輯推理、數學建模、數學運算、直觀想象和數據分析。而提高學生“數學素養”就是培養學生用數學的眼光觀察世界，用數學的思維分析世界，用數學語言表達世界。《課標》提出了“四基”“四能”的高中數學課程目標。數學基礎知識、基本技能可以通過訓練獲得，而基本思想、基本活動經驗則需要通過學生不斷體驗才能形成。這意味著傳統的以“雙基”為目標的課堂教學模式已不適應教學改革的要求，在教學中要實現對學生的數學核心素養的培養，實現立德樹人的根本任務，促進學生的終身發展、全面發展都具有重要的現實意義和實用價值。

二、調查分析，提出體驗式教學課堂教學模式

如何提升學生數學核心素養，對我們一線教師課堂教學設計提出了更高的要求，經過研究發現在課堂中設置高效的體驗環節，對教師更加有效地開展教學，提高專業素養，促進學生的終身發展、全面發展都具有重要的現實意義和實用價值。數學核心素養的提升過程是學生做數學的過程，是學生通過體驗、感受、領會，產生方法上的感悟、思想上的升華、情感上的熏陶，不斷地積淀為數學素養的過程。因此，在新課程改革的背景下開展這一研究具有重要的現實意義和實用價值。

通過對本校高一高二年級數學教師進行問卷調查，發現80%以上的數學課堂設計采用傳統講授的方式講解知識和總結規律，壓縮了學生課堂思考和探索的時間，將重心放到培養解題能力上。數學核心素養是學生在面對復雜的、不確定的現實生活情境時，分析情境、發現問題、提出問題、解決問題、交流結果過程中表現出來的綜合性品質，所以培養學生解題的能力并不能完全提升學生的數學核心素養。在教學中要實現對學生的數學核心素養的培養，就必須構建新的課堂教學模式。體驗式教學是指在教學過程中為提升學生的核心素養，立足數學課程教學目標，在學生最近發展區設置相關問題體驗，組織以學生為主體的主動建構活動，讓學生親身經歷知識的發現、形成、發展的過程。在這一過程中，學生全身心積極參與、體驗成功，掌握數學核心知識，把握數學本質及思想方法，學會“用數學眼光觀察世界;用數學思維思考世界;用數學語言表達世界”，形成積極的內在學習動機、高級的社會性情感、積極的態度、正確的價值觀。體驗式教學具有親歷性、情感性、意會性、內化性、個體性等多種特征。高中數學課堂體驗環節主要包括：情境體驗、互動體驗、實踐體驗、反思體驗。

三、新教材的設計思路論證了體驗式教學模式的必要性

通過對人教版2019新版和老版高中數學教材進行對比研究，發現新教材引進了符合時代進步要求與社會發展需要的新內容;同時運用發展和聯系的觀點編排課程結構，注重數學知識的相互作用和數學思想的相互滲透，為學生的個性品質發展提供廣闊的空間。新教材增設了“數學建模，研究性課題，數學文化”三個板塊，其目的在于使學生在發現、探索和解決問題中體驗創新的樂趣，學會創新的策略與方法，增強學生的創新意識，提高實踐能力，培養學生的綜合數學素質。在教學內容的組織上，新課程強調數學體驗活動過程的重要性，倡導以“問題情境——建立模型——解釋——應用與拓展——反思”的基本模式展開，讓學生體驗“數學化”與“再創造”的過程。由此可見，新教材更加注重學生的知識建構的情境體驗、知識的形成過程體驗、知識的實踐應用體驗、應用之后的反思體驗等。基于此，我們在平時的課堂教學過程中，要悟透課本的編寫意圖，在課堂中設計合適的體驗環節，讓學生親歷知識的形成、發展、應用以及反思過程。基于教材和數學核心素養，在課堂中設計合適的學生體驗環節，讓體驗更加充分有效，從而實現高效和長效的課堂教學效果，培養學生的主體參與意識，深化學習方式變革，形成相對成熟的高中數學體驗式教學策略和模式。

四、實驗論證體驗式教學的有效性

課題組通過實驗形式來分別調查在兩種不同教學模式（傳統授課方式和體驗式授課方式）下的兩個平行班級（A班和B班）對于所學內容的掌握水平。根據當堂檢測和月考測試的作答情況，利用Excel等軟件統計數據，進行差異性和相關性分析，以此來檢驗體驗式課堂對于提升學生的核心素養和成績方面的教學效果。

針對直線與圓以及橢圓部分知識點的當堂檢測共設置了18次實驗，在A班實行傳統授課模式，B班實行體驗式授課模式。在總成績60分的情況下，A班平均成績50.36分，B班平均成績51.98分.

同時兩次月考（10月，11月）平均分（總分300分），A班（傳統授課模式）與B班（體驗式授課模式）平均成績如下：

直線的方程（總分值20分）：A班平均得分14.3;B班平均得分16.5;

直線的應用（總分值30分）：A班平均得分20.6;B班平均得分26.3;

圓的方程（總分值40分）：A班平均得分25.3;B班平均得分30.2;

直線與圓的位置關系（總分50分）：A班平均得分30.6;B班平均得分35.8;

圓與圓的位置關系（總分35分）：A班平均得分23.6;B班平均得分31.3;

橢圓的方程（總分35分）：A班平均得分22.1;B班平均得分29.1;

橢圓的幾何性質（總分35分）：A班平均得分22.5;B班平均得分29.2;

直線與橢圓（總分55分）：A班平均得分40.2;B班平均得分48.5。

A班平均總得分198.8分;B班平均總得分246.9分.

通過數據對比得出，由于學生親歷了知識建構的情境體驗、知識的形成過程體驗、知識的實踐應用體驗、應用之后的反思體驗等，使得學生對所學的知識和方法掌握得更加牢固，對直線與圓的位置關系、橢圓知識的理解與掌握更全面而深入，因而成績上體現出了非常大的優勢。由此可見，體驗式教學方式不僅可以提升學生的數學核心素養，而且對提高學生的數學成績有明顯的優勢。

五、體驗式教學課堂設計研究

既然體驗式教學對于提高學生的數學核心素養，提升學生的數學成績有如此明顯的優勢，在教學設計中如何選擇合適的切入點，設置高效的體驗環節，是非常重要的。假如采取完全開放的教學模式，整堂課都由學生自己體驗，顯然容易讓學生陷入迷茫的境地，有時甚至使課堂失去控制。由教師引導，選擇合適的切入點設置體驗環節，不僅可以提高課堂效率，有效控制課堂，更重要的是可以讓學生達到有效體驗的效果。并不是所有的教學點都適合設置體驗環節，在教學設計中根據知識特點與結構，同時考慮課型特點選擇合適的切入點設置體驗環節，是教學設計研究的重點。比如：在“向量的實際應用舉例”這一節中，如何在教學中設計體驗環節，讓學生達到積極參與、體驗成功，掌握向量的核心知識，把握向量的本質及思想方法的目的。在“向量的實際應用舉例”這一節中可以在以下幾個地方設置體驗環節。

體驗環節一：向量在物理中的應用

設計意圖：在體現學科間關聯的區域設置體驗環節，通過設置情境體驗、同學們之間的互動體驗以及數學在物理中的應用的實踐體驗，讓學生充分體驗學科間知識的融合，同時在體驗中對比物理方法與數學方法的不同之處。

體驗設計預期效果：通過情境體驗、互動體驗、實踐體驗培養學生善于將平面向量知識與物理有關知識進行類比的思維，例如：向量加法的平行四邊形法則可與物理中力的合成進行類比，平面向量基本定理可與物理中力的分解進行類比，通過體驗更好地掌握用向量方法解決物理問題的步驟：一是把物理問題中的相關量用向量表示;二是轉化為向量問題的模型，通過向量運算解決問題;三是將結果還原為物理問題，通過體驗更好地理解數學知識與物理知識的融合。

體驗環節二：向量在平面幾何中的應用

設計意圖：在難度大，思維量大的地方設置互動體驗、反思體驗環節。讓學生在互動中體驗向量知識在解決問題中的精妙之處。向量在平面幾何中的三大應用：一是借助運算判斷圖形的形狀，二是借助模型、數量積等分析幾何圖形的面積;三是借助向量探尋函數的最值表達式，進而求最值。

體驗設計預期效果：平面幾何問題的求解或者證明一直是學生感覺學習比較困難的地方，尤其是向量與三角形四心綜合的問題以難度大、思維含量高而困擾學生。究其原因是學生沒有掌握三角形四心各具有的特征，在這類問題的解題中可設置互動體驗，通過學生思維的碰撞使學生獲得更多的精神共鳴，還可以設置反思體驗，通過反思自己的得失找到自身問題所在，以期改善自己的思維模式與學習習慣。

六、小結

教學設計中體驗環節的設置除了要考慮所學知識的特點、難易程度等因素之外，顯然還要考慮學生結構特點、課型特點等因素的不同。高中數學課堂體驗環節主要包括：情境體驗、互動體驗、實踐體驗、反思體驗。在課堂中如何選擇合適的切入點設置體驗環節，既要兼顧知識的特點、課型的特點，同時還要考慮學生結構特征。

（一）新授課、復習課、習題講評課如何設置體驗環節

一般來講，結合教材特點新授課的導入部分一般是選用實際生活中的具體事例，因而適合設置情境體驗;而提出問題、解決問題的過程中，顯示了知識的形成過程，這時候適合設置互動體驗，讓學生通過他們之間的互動討論來實現思維的碰撞、融合乃至統一，從而體驗知識形成的過程;而在知識的應用環節中，由于應用多與實際生活中的實際問題息息相關，因而適合設置實踐體驗;而課堂小結通過對本節課所學知識的總結與反思部分適合設置反思體驗。同時，教師在教學中還要兼顧新授課、復習課與試題講評課的課型區別，這也會在體驗環節的設置上有較大的區別。一般來講復習課與習題講評課的反思體驗設置會更多一些，學生對本部分知識已經學習完畢，基礎知識的掌握情況通過復習課或者習題課得以檢驗，這適合根據自己的具體情況，反思自己的學習還存在哪些問題，有哪些不足還需要改進或者加強。甚至在復習課或者習題課中可以設置全開放的體驗環節，由學生自主梳理或者全程直接參與教師的角色來體驗對知識的反思，從而促進對知識更深層次的理解與掌握。

（二）如何根據學生結構設置體驗環節

不同的學生結構對體驗環節的設置也有非常大的影響。就學生的知識結構來說，高年級學生由于掌握了更多的知識，知識儲備較大，掌握的數學思想方法比較多，而低年級學生掌握的知識相對較少，因而在課堂學習中體驗環節的設置量要比低年級學生多一些。同時，對于實行分層次教學的班級，基礎比較好的班級顯然更適合設置較多的體驗環節，而對于基礎稍差的班級，在教學中需要教師更多的引導與講解，體驗環節的設置就更加需要仔細斟酌，要在學生能力范圍內設置體驗環節。否則，不僅收不到好的學習效果，還可能浪費大量的時間。

結束語

在課堂中設計合適的體驗環節，有效管控課堂，提高課堂效率只是手段，我們真正要做的是讓學生親身經歷知識的發現、形成、發展的過程，全身心積極參與、體驗成功，掌握數學核心知識，提升學生數學抽象、邏輯推理、數學建模、數學運算、直觀想象和數據分析六大核心素養，把握數學本質及思想方法，這是每一位教師的任務與使命。

參考文獻

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作者簡介：殷賀（1982—），女，漢族，山東省微山縣人，山東省北鎮中學，大學本科，中學一級教師。研究方向：高中數學課堂教學。

基金項目：2020年山東省教育教學研究課題：一般課題，“核心素養下高中數學體驗式課堂教學設計研究”（項目編號：2020JXY321）。

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