核心素養視域下高中數學情境化教學策略研究

徐宏芳

【摘要】數學學科本身具有較強的邏輯性，是研究一切“事物”外在的、內在的、邏輯上的，甚至是抽象關系的理論基礎.高中數學的教學過程不僅傳遞已有知識，更要幫助學生在個人經驗基礎上對繁雜的知識進行建構重組與深入理解.新課程、新高考、新時代的數學注重考查學生閱讀理解能力、知識遷移能力、靈活應用所學數學知識和方法分析問題及解決問題的能力，綜合發展學生數學學科核心素養.這就要求教師從多維度、多角度、多方面引發學生的認知沖突，創設有關知識關聯情境，構建知識重組與學科融合的情境，運用恰當的情境化教學策略開展教學活動.

【關鍵詞】高中數學；核心素養；情境化教學

高中數學具有應用性強的學科特征，數學學科核心素養的培養同樣離不開綜合化的真實情境.在有效的情境中實踐感知是獲取數學知識、深化數學思想方法以及發展數學核心素養的重要途徑.因此，高中數學教學實踐中，教師要不斷探尋并善于運用有效的情境化教學策略.高中數學在課堂教學中進行創設情境，就是營造一種氛圍，將課本中較為抽象的教學內容，通過情境化教學的方式使其能夠具體化、宏觀化以及動態化，能夠讓學生在課堂教學的過程中，對于抽象的教學內容有具體的且身臨其境的感覺，活躍學生的思維和聯想并產生創意.

1 發揮情境引領作用，形成整體認知結構

高中數學知識具有結構性、邏輯性強的特征，學生只有在整體上形成系統的、全面的認知體系，進而才能談及思維品質、關鍵能力，即數學學科核心素養的培養與發展.基于高中數學特殊的知識結構，數學學科核心素養也不同于其他學科核心素養，具有其自身特點.因此，在高中數學情境化教學實踐中，教師要善于立足整體，大處著眼，深挖數學本質，遵循數學知識邏輯和思維規律進行教學情境的創設和創新性問題設計.高中數學教學情境和問題是多樣化的，包括數學學科自身的，同時也包括現實的、科學的.高中數學情境化教學實踐中，學生通過情境互動、有效的情境問題解決促進數學核心素養的提升，情境發揮著重要的支架作用，所以，教學設計中要突出并發揮情境的引領作用.在立足對高中數學知識內容體系化認知基礎上，結合學生實際，以問題情境引領學生體驗并感知數學知識的發展過程、邏輯關系，進而形成整體認知結構.

高中數學情境化教學實踐中，教師可以結合大單元進行備課，發揮情境的引領作用，讓學習有意義.教學設計時，每單元設計一個大的情境進行引領，讓整個單元的學習都變得有意義.力爭在單元結束時能夠將問題解決，形成閉環的認知過程.在每一個學習主題下，創設一個主題情境進行引領，讓學生完成學習過程后能夠解決這一情境問題.比如每節新課導學學案教師都可以設計一個主題情境來引領.

例如 以“變化率”情境化教學為例，教師可以引入滑雪過程中速度變化作為情境問題.由軌跡過程進而遵從速度變化情況——瞬時速度怎樣變化——瞬時速度怎樣求這一認知路線，展開思維活動，使整個課堂研究成為一個有機的整體，使學生形成整體的認知結構，形成結構化的數學觀念.

2 創設深度學習情境，培養高階思維能力

深度學習強調學生積極參與、全身心投入、獲得健康發展的、有意義的學習過程.高階思維能力是包含分析、創造、評價的認知活動.高中數學情境化教學以數學核心素養為著眼點和落腳點，要求教師在教學實踐中努力創設深度學習情境，培養學生高階思維.比如，三角函數應用中測量問題可以通過生生對話、師生對話的形式，伴隨著分析、評價、創造的過程，提升學生的高階思維能力.在情境創設中，發揮教師的引導作用，基于學生的生成，在學生的思維不能夠深入的時候，教師創設更進一步的問題情境，通過引導和不斷追問，將學生的思維引向深處，從而完成以教師為主導、以學生為主體的深度教學活動.深度學習情境不僅有助于學生高階思維能力的提升，同時也是學生數學學科核心素養及教師實踐創新的載體，利用好這一載體有利于提升教師的專業水平，更能促進學生深度高效學習.

一方面，教師要善于創設與教學知識信息相關的或有利于輔助知識理解的情境問題，來引入新知識內容，讓學生深入思考，自主發現概念或結論，體驗成功的喜悅.

例如 在教學“幾何概型”相關內容時，幾何概型的概念較為抽象，學生雖能接受，但不能理解透徹，以情境問題引入如“射箭比賽，靶面半徑為10cm，靶心半徑1cm，現一人隨機射箭，假設每次都能中靶，射中靶面任意位置等可能，問射中靶心的概率是多少？”學生很自然能回答出概率為多少，再引導學生分析出解題中分子與分母代表的量，同時可以再舉出兩個例題，水到渠成地總結出幾何概型的定義、公式、特點，幫助學生實現思維上的飛躍，情境教學比傳統的數學教學更高效.

另一方面，教師要善于了解數學與其他學科的聯系，創設學科融合的深度學習情境.

例如 向量具有豐富的物理背景，向量內容的教學，可以將物理情境作為重要的科學情境貫穿向量教學的始終.可以利用物理中力的概念、力的合成與分解、力所做的功等內容創設物理情境，提出向量運算法則等數學問題.導數是刻畫函數變化的重要概念，物理中的瞬時速度、現實生活中的變化率等都可以作為學習導數概念的情境.“授之以魚，不如授人以漁”，這與學會學習的理念一致，“學問”比“學答”重要，“會學”比“學會”重要.通過創設深度學習情境，引導學生進行問題解決能讓學生真正學會學習，成為學習的主角，進而培養高階思維能力，發展學科核心素養.

3 發揮實驗情境的作用，形成數學思想與方法

數學是一個以抽象思維為基礎的學科，但數學實驗可以增強學生的參與感和體驗感，創設真實情境，提升學生的探究能力.長期以來，高中數學教學普遍存在著重講授、輕實驗的現象，教師重視的是“傳道授業解惑”，“偏愛”的是為學生親自講授學習內容，而與數學密切聯系的實驗教學就被無形中忽略了，學生的活動體驗學習往往也被忽視了.數學實驗教學為學生的數學學習搭建了有效的平臺，充分體現了學生在學習過程中的主體地位，更有利于提升他們的核心素養.充分發揮實驗情境的作用，在高中數學課堂教學中采用“實驗教學”是培養學生數學抽象、邏輯推理、數學建模、數學運算、直觀想象、數據分析六大核心素養的有效方法和具體措施.因此，在日常教學中教師要遵循“能夠做的實驗一定要讓學生做，沒有條件的想辦法創設條件也要做”的原則，實驗情境創設以學為本，注重層次性，引發學生的認知沖突.

例如 在教學“橢圓的定義”相關內容時，讓學生做課本中的橢圓作圖實驗，使學生在真實情境中分析問題、解決問題，提升學生的突出主要矛盾、忽略次要矛盾的辯證能力，提升學生的模型建構能力、推理能力.再如，數學建模是六大核心素養之一，新課程把數學建模與探究作為必修的模塊學習，提高了數學建模的權重，學生學習數學時常會覺得數學沒用，不像理化生等自然學科與實際生活結合得那么緊密，而實驗情境的設置可以很好地將實際問題與數學知識有機結合起來，讓學生從實踐中發現和提出問題，在學習中分析和解決問題.數學實驗是數學學習中的重要環節，實踐出真知，發揮實驗情境的作用，并利用數學模型來總結規律，可以提高學生的動手能力，促進實踐型素養的提升.

4 創設貼近學生實際生活的真實情境，增強學習的情感、意義屬性

教好數學就是落實好數學學科素養，而培養學生的問題意識是培養數學學科素養的一個重要部分.但設置問題情境的目的不是“灌水”，而是為學生的思維“點火”，要讓學生感到數學是好玩的，是有用的，而不是越學越枯燥、越無趣、艱澀的.《數學課程標準》中指出：數學教學要實現以學生為主體，興趣為導向，活動為過程.學生興趣的培養主要體現在學生的主動性、參與性、積極性，從而發展到創造性.首先，讓學生喜歡學習，這是興趣培養的敲門磚.其次，讓學生學會學習，這是興趣培養的永動機.然后，積極性和創造性水到渠成.數學知識相對枯燥，而有問題情境作為背景，則增加了數學的趣味性.同時，學生的學習不應該是被動的吸取，而應該是主動的吸收過程.在學生的合作探究中能提升學生發現與提出問題、分析和解決問題的能力.而貼近學生生活實際的情境更能夠拉近學生與學科之間的關系，比如，在講到球的性質時，布置活動任務讓學生觀察校園中的日晷，學習基于校園中的真實情境，讓學生帶著興奮的心情探究自己身邊的數學問題，使學習更加有意義.

在教學過程中，教師有目的地引入或提出形象具體的實際事物或帶有啟發性、針對性的問題，引起學生直觀想象的共鳴，從而幫助學生理解問題，會使學生積極地投入思考，并加深學生對教師導入知識的理解與記憶，比直接把知識點強加給學生或讓學生生搬硬套的效果會好得多，起到事半功倍的作用.創設生活中與教學知識信息相關的實例情境，通過學生的情感或實踐體驗，使課堂學習成為學生主動進行的、愉快的事情，從而提高課堂效率.

例如 在講立體幾何“空間中直線與直線之間的位置關系”中的異面直線，如果直接給出異面直線的定義：不同在任何一個平面內的兩條直線.學生很難直觀想象出異面直線到底是怎樣的位置關系，如果教師以貼近學生實際生活的真實情境引入，多媒體展示，如一座橋與橋下交錯的火車軌道，或者教室內的某些異面位置線等，這樣既形象又直觀，促進學生思維活動的展開與深入進行.

5 充分利用技術手段創設情境，讓課堂學習活起來

只有在真實情境中解決問題的時候，一個人所表現出來的關鍵能力和必備品格才能稱得上是核心素養.如果他只會死記硬背、套公式做題，卻在真實情境中解決不了問題，那這樣的素養就不是核心素養.因此，為了達成核心素養的培養目標，教師在教學中就一定要創設真實情境.在傳統課堂中有些數據無法一一獲取，但在今天技術手段豐富的條件下，可以輕松得到形象準確的數據，使所有學生對照觀察，得到清晰、明顯的實驗數據，提升學生的證據意識.

例如 在研究三角函數圖像時，教師可以利用多媒體創設情境，將每一個角所對應函數值都形象展示給學生，讓學生在觀察、推理、拓展、實際問題解決的過程中進行視覺體驗，克服難點，形成基于體驗的結構化觀念.再如，對數函數的圖像與性質探索課上，教師可以利用現代信息技術手段創設情境，實現數學教學的可視化.在信息技術支撐下，教師引導學生進行小組合作完成對數圖像繪制、性質探究，探究活動過程采用從“特殊到一般”的研究方法符合學生的認知規律，在教師的引導下，學生合作完成性質的猜想、驗證，不僅強化學生研究函數的一般路徑及思想方法，也讓學生體會數學探究帶來的成就感，讓學生真正成為課堂活動的主角，讓核心素養落地開花.

6 結語

課堂是落實立德樹人根本任務的最前沿陣地，也是提升學生核心素養、減輕學生學習負擔的主陣地.高中數學教師應積極進行教學情境創設的實踐研究，讓學生在深度學習中提高思維能力，促進核心素養落地.

【此文為河北省教育科學“十四五”規劃課題《核心素養視域下高中數學情境化教學策略研究》的研究成果，課題編號：2205280】

參考文獻：

［1］ 龔有順.基于數學核心素養的問題情境創設的案例評析——以“數列”單元教學為例［J］. 中國數學教育，2019（Z2）：58-62.

［2］吳中才.高中數學教學情境與問題芻議——以人教B版高中數學必修第一冊為例［J］.數學教學.2022（02）：18-21.

［3］陜振沛，寧寶權，郭亞丹.“情境—問題”教學模式在高中數學教學中的推廣及應用［J］.教育教學論壇，2019（12）：199-200.

［4］郝榮春.如何巧設問題情境構建高中數學高效課堂［J］.中學課程輔導（教師教育）.2021（09）：14.