摘 要:學生在數學中的“問題解決”能力,即在面對數學問題的過程中,基于核心素養的引導,增強學生思維的邏輯性和數學推理的能力。因此,高中階段的數學教師,需要運用全新的思維理念和教學方法,依據不同學生的發展規律和學習情況,開展“問題解決”式的教學模式,以培養學生思維的邏輯性,從而助推學生的全面進步和成長。基于此,文章首先進行了核心素養導向下高中數學“問題解決”概述;其次,分析了高中數學“問題解決”教學的重要性;再次,分析了高中數學“問題解決”教學的現狀;最后,探究了核心素養導向下高中數學“問題解決”教學的具體實施措施。
關鍵詞:問題解決;高中數學;核心素養;教學思路
《普通高中數學課程標準》(2017年版2020年修訂)明確提出,要全面發展學生的數學核心素養,培養學生在數學教學情境中,形成良好的邏輯思維和推理能力,進而實現知識的內化和有效遷移。為此,在高中數學教學的過程中,教師務必要將“問題解決”教學模式應用到課堂活動中,培養學生數學邏輯思維的活躍性,進而能夠將數學知識運用到現實生活中,提高自身的實踐能力,切實發展學生的核心素養?;诖耍疚木秃诵乃仞B導向下高中數學“問題解決”教學思路進行探究,以期為數學教育工作人員提供一定的幫助和參考。
一、核心素養導向下高中數學“問題解決”教學概述
新時期背景下,在高中階段的數學課堂環節中,充分引入“問題解決”的教學形式,可以幫助學生強化自身解決問題的能力[1]。首先,問題解決有著其特殊的含義和本質,從狹義的角度來講,是將數學這門抽象的學科與問題解決的形式相關聯,旨在對數學習題進行充分的解答;從廣義的角度來講,是一種全新的認知方式,旨在在面對實際問題的環節中,對問題處理的一種形式。其次,從歷史研究的角度來講,“問題解決”在數學教學中的充分融入,從本質上來講就是落實學生的數學思維和核心素養,繼而不斷強化學生對數學建模的能力和數學的推理技能,并在面對高考的時候,能夠具備良好的應用意識和能力。最后,結合高中數學“問題解決”的相關概述,得出問題解決的基本特點。第一,具有核心指向性[2]。基于核心素養導向下,在高中數學教學中,將問題解決的模式融入課堂中,突出了“問題解決”的指向性特征。即在抽象、復雜的數學科目學習的過程中,運用對應的數學理念,解決數學問題,從而提高自身問題解決的能力。第二,具有面向未來性[3]。以數學教學工作為基礎條件,在核心素養背景下,運用問題解決的教學形式,可以實現學生的全面進步和發展。因此,數學作為較為重要的基礎性學科,務必要在學習的過程中,面向所有的學生,培養學生良好的學習習慣,以面對日后復雜的數學問題,并能夠實現知識的融會貫通。第三,具有一定的方向性[4]。核心素養導向下,數學教師應充分發揮出學科育人的作用,明確教學的根本目的和具體指向,進而可以有效強化學生的創新能力和思維素養,確保學生在潛移默化中形成良好的道德品行,以提高自身的綜合能力。
二、高中數學“問題解決”教學的重要性
(一)強化學生思維素養
新課程改革的時代背景下,將“問題解決”的教學形式,結合到高中數學教學中,可以充分強化學生的思維素養[5]。首先,提升學生的思維素養并不是一蹴而就的,需要在漫長的過程中,逐漸形成[6]。為此,教師需要結合高中階段學生的發展規律和不同學生的不同訴求,把“問題解決”形式引進教學中,提高學生問題解決的素養,進而在遇到數學難題的過程中,能夠積極面對問題、分析問題,并最終有效解決問題。其次,高中階段的數學與中小學數學相比而言,往往具有復雜性的特征。為此,在數學教學的環節中強化學生解決問題的能力,有助于實現數學知識的形象化。在此基礎上,通過不同的教學情境和創新的教學形式,引導學生積極自主地思考和探究問題,進而能夠做到“舉一反三”,實現數學課堂效率的有效提升。
(二)落實數學核心素養
在傳統的數學學習過程中,教師往往更傾向于對數學概念、原理等知識的講解[7]。然而,這種單一形式的教學模式,會導致學生被動學習,無法充分培養學生的思維和能力?;诖?,數學教師需要將“問題解決”的教學思路融入數學課堂中,確保學生在教師所創設的數學情境中,鞏固并夯實自身的數學基礎,進而有效落實核心素養。在此基礎上,確保學生可以建立良好的學習自信心,并能夠在此環節中獲得切身榮譽感和滿足感,以調動學生學習的積極性,促進數學教學的有序進行。
(三)提高解決問題能力
核心素養視角下,將“問題解決”的教學思路融入數學教學課堂中,其本質就是提高學生數學問題的解決能力[8]。首先,數學源自生活且服務于生活。基于此,在核心素養導向下,教師應將數學知識與生活化的現象進行緊密結合,確保將復雜多樣的數學知識,逐漸過渡到直觀化的呈現,從而提高學生的綜合素養。其次,教師應站在不同的維度上,進行數學問題的有效設計,引導學生對其進行整合和歸類,進而在整合的過程中對數學問題進行一一答復,落實學生的思維和素養。最后,在問題的帶動和指引下,鼓勵學生開展評價和反饋,尋找自身的不足之處,能夠充分認識到不足并加以改正,真正體現出數學育人的內在價值,使學生在學習的過程中,感受數學所帶來的樂趣,實現自身的全面進步和發展。
三、高中數學“問題解決”教學的現狀
(一)創新意識不足
新課程改革背景下,要求教師在教學中,不僅要增強自身的創新意識和能力,同時也要引導學生具備一定的創新意識。為此,在高中數學教學的環節中,教師利用問題解決的模式開展數學課堂活動,務必要充分挖掘出學生的內在潛力,發揮出其創新的意識和能力,進而掌握問題解決的技巧,并將其應用到現實生活中。然而,從現階段的情況來看,部分高中階段學生的創新意識不足,不能夠較好地結合所學習的數學知識開展高效的數學活動。此外,數學教師在進行問題解決教學的環節中,往往傾向于對數學概念、理論等知識的講解,進而忽略了培養學生的創新素養,導致學生創新意識的不足,制約了學生的進步和發展。
(二)課堂氛圍待提升
良好的課堂氛圍,能夠直接影響教學的整體效果。為此,核心素養視角下,在開展問題解決式教學的環節中,高中數學教師務必要為學生營造良好的課堂氛圍,提供給學生積極向上、輕松有趣的學習環境,以提高學生思維的活躍性,提升學生的學習成效。然而,從現階段的情況來看,數學課堂的氛圍感仍處于有待提升的階段。首先,在數學課堂中,學生的積極性不高,無法帶動課堂的輕松氛圍。其次,學生在數學“問題解決”的活動中,互動感不足,導致課堂氛圍沉悶,不利于課堂效率提升。為此,教師需要結合不同學生的需求,營造多樣化的輕松課堂環境,以調動學生參與數學學習的熱情和積極性,強化學生數學學習的動力。
(三)生活元素融入不充分
數學源自生活且服務于生活。為此,在開展這門復雜且抽象的科目過程中,教師務必要融入生活化的教學元素,幫助學生深化對知識的認知和理解,提高學生數學的運用能力。然而,從目前的教學形式來看,部分教師在進行數學問題解決融入的過程中,單一強調了“問題解決”的有效融入,忽視了生活元素的有機結合,導致學生在學習過程中,無法產生濃厚的興趣,也無法產生情感的共鳴,不利于教學的有序開展。此外,部分高中數學教師在開展數學活動的時候,單一強調“填鴨式”的教學模式,注重知識的輸出,而忽視了學生的主體性地位,導致學生在數學課堂中,不能發揮出自身的優勢,也沒有展示自我的良好平臺,進而嚴重固化了自身的數學思維,失去了對數學學習的興趣,也不利于教師開展高效的教學工作。
(四)學生質疑能力缺失
核心素養背景下,要求學生在學習過程中,要勇于提出自己的疑問或疑惑,強化自身的質疑意識和能力。然而,從實際的學習狀況來看,大部分高中階段的學生,在進行數學問題解決的過程中,不能提出具有針對性的問題,缺少基本的質疑能力。首先,學生在面對數學問題的時候,對問題的認知和了解程度不深,沒有意識到問題的本質和內涵,無法提出針對性的問題。其次,部分學生在解決較為復雜的數學問題的時候,缺少自主的判斷力和思考能力,進而在沒有教師指導和督促的情況下,不能進行問題的有效分析和解決,更無法提出合理的疑問。
四、核心素養導向下高中數學“問題解決”教學實施的具體措施
(一)強化創新精神和探索意識
核心素養導向下,在高中數學教學環節中,將“問題解決”的教學思路融入課堂活動,要求教師務必要強化學生的創新精神和探索意識,并在此基礎上,培養學生獨立的思考能力,并在思考中實現問題的有效解決。首先,在傳統的數學教學中,學生往往作為課堂的客體,被動接受數學知識,其思維能力和創新能力會受到一定的限制。為此,在新課改背景下,高中數學教師務必要將“問題解決”思路融入數學課堂中,重視學生的主體性,并培養學生自主的學習和探索意識,提高自身的創新精神和能力。其次,在核心素養背景下,教師應給予學生展示自我的機會,運用多元教學思維和創新的教學模式,打造全新的高效教學環境,強化學生課堂的互動性和交流性,實現綜合素養的全面提升。例如:在學習蘇教版高中數學必修第一冊第8章《函數應用》的過程中,首先引導學生了解導函數的單調性,并能夠利用導數判斷函數的單調性;掌握函數與方程根之間存在的關聯性,并能夠進一步明確函數的特征,學會建立函數模型解決現實生活中的問題。其次,鼓勵學生開展小組合作,在函數情境導入的過程中實現學習和探究,并利用圖形計算器進行本章內容的學習。在小組內部布置不同的任務,并鼓勵學生通過概念知識的認知,來觀察函數的變化以及函數變化所產生的規律性,深化對函數的掌握和應用,從而有效運用二分法求方程近似解。最后,在“問題解決”思路引導下,高中數學教師應打造輕松愉悅的教學空間,培養學生獨立思考的意識和創新素養,并對函數內涵有更為全面的認知,有助于幫助學生形成科學的價值觀,進而實現自身的進步和成長。
(二)營造和諧良好的課堂環境
在開展高中數學“問題解決”教學模式的環節中,應拉近學生和教師之間的距離,并為學生營造良好的學習氛圍。首先,高中數學教師需要做到“以生為本”,建立良好的師生關系,以提高數學課堂的秩序性,進而通過和諧的師生關系,打造輕松愉悅的課堂學習氛圍,提高教學的有效性。其次,將“問題解決”的教學思路和模式應用到數學課堂中,要充分考慮到不同學生的學習基礎,并設計不同的教學任務,以確保所有學生都能夠學有所獲。需要注意的是,在營造良好課堂環境的過程中,教師需要客觀公正地對待每一位學生,做到“一視同仁”并保持“因材施教”的教學模式,關注到每個學生的基礎情況和進步情況,并能夠針對不同學情的學生采取不同的設計方案,以有效提高學生數學學習的能力。最后,在“問題解決”模式開展的進程中,不僅要關注到學生知識的學習和復習,還要重視在學習和復習中與學生進行溝通和討論,關注不同學生的身心發展。此外,在“問題解決”融入的環節中,鼓勵學生勇于面對問題、分析問題,并能夠大膽說出自己的想法。教師在此過程中,不論學生的回答正確與否,都要做出積極正面的評定和反饋,提高學生問題解決的自信心,進而在不斷改進的過程中,找尋問題的正確解答思路和方式,實現數學素養的全面提升。
(三)創設生活化問題情境
核心素養導向下高中數學“問題解決”的過程中,要求教師創設生活化的問題情境,以提高學生聯系生活解決數學問題的能力。首先,教師在數學課堂環節中,應基于現實生活場景,以學生常見的生活元素為切入點,將數學知識引入生活化情境中,以調動學生的積極性和參與性,并通過所創設的問題情境,引導學生從現實生活入手,感知數學知識的內在價值,并聯系所學習的數學要素,擴展學生的知識面,進而促進學生形成良好的思維和數學問題的解決能力。其次,在創設生活化問題情境過程中,教師也可以運用故事的形式吸引學生的注意力,利用故事情節帶動學生學習的動力,進而在故事的引導下,強化對生活的感知和對問題的思考,深化學生的數學核心素養。例如:在學習蘇教版高中數學必修第一冊第3章《3.2基本不等式》的過程中,首先在教學導入的過程中,引導學生掌握基本不等式的概念、特征、規律等,并能夠運用其解決“最值”相關的問題;理解幾何平均數和算數平均數的相關概述,并能夠通過條件的構造運用不等式結構,增強學生的探究意識。其次,在生活化問題情境的創設過程中,通過圖形的設計引入“基本不等式”相關的知識要素,增強課堂的活躍性和趣味性,并通過圖形與實際教學內容相結合的方式,加深學生對知識的印象,進而通過數學思維感知世界,能夠用數學的眼光對待萬事萬物,真實感受到學習數學的價值和魅力??傊?,在核心素養導向下,將“問題解決”模式應用到數學課堂環節中,教師務必要為學生布置生活化的問題場景,引導學生勇于面對問題、自主分析問題、積極解決問題。并在解決問題的過程中,提高自身的自覺性和創新性,實現數學問題的有效解決,進而促進自身全面的進步和成長。
(四)培養問題的質疑能力
高中數學“問題解決”進程當中,要培養學生對問題的質疑精神和素養,從而在解決數學問題的環節中,開闊自身的思維和視野,落實并發展自身的數學核心素養。首先,高中數學教師應積極為學生營造輕松的學習環境,在教學活動中引導學生對數學問題提出疑問,具備質疑的精神和素養。需要注意的是,在面對性格內向、不勤于發言的學生的時候,教師應采取積極鼓勵的策略,引導學生突破內心的障礙,用正面肯定的語言帶動學生進行發言,并給予肯定和贊賞,提高學生的自信心。其次,在提高學生質疑能力的過程中,教師需要與學生保持對等的關系,并在這種對等關系中形成良好的互動性,鼓勵學生自主進行學習和討論,思考學習中遇到的問題,并勇于發表自己的想法和見解。最后,在提問環節中,教師需要不斷創新教學模式,確保學生的知識能夠得到進一步的拓展,強化課堂的實效性。例如:在學習蘇教版高中數學必修第一冊第5章《函數概念與性質》的過程中,教師可以在課程導入的時候,對函數圖像進行繪制,通過圖像的描繪引導學生找出對應的x點和y點。之后,鼓勵學生進行x和y的分析和探究,并提出自己的疑問:x值增大之后,y值會發生怎樣的變化?通過問題的提出,學生深入學習本節課的重難點知識,并得出最終的結論:根據函數給出的條件,y會隨x值的變化,出現不同的增大和減小等變化??傊?,在培養問題質疑精神和能力的進程當中,通過數學教材資源的充分引導,能夠不斷深化學生對數學本質的理解,助推學生思維能力的全面提升。
(五)重視教學的整體評價工作
在核心素養導向下,開展高中數學“問題解決”式的教學形式,要求教師務必要重視整個教學過程的評價和反饋工作,以提高教學課堂的整體效果。首先,在進行教學評價的環節中,教師可以利用問題的導入,強化學生對數學的有效記憶。掌握數學的基本概念、原理、解題思路、解題技巧等,并在問題的引導下,對學生的掌握情況進行合理的評價,提高課堂的實效性。其次,為進一步落實學生的數學核心素養,教師需要培養學生的自主學習意識,通過鼓勵和激勵的語言,引導學生獨自進行學習和探究,并根據不同學生的學習情況,制訂具有針對性的評價形式,確保每個學生都能夠得到進步,強化學生學習的自信心和積極性。最后,在對整個教學環節進行綜合評價之后,教師也可以設計自評體系。鼓勵學生之間進行生生評價,在評價和討論中,了解自身的不足之處和值得學習的地方,并能夠實現改進和完善,提高自身的綜合能力和素養??傊皢栴}解決”教學的引導下,重視教學的整體評價和反饋工作,可以有效解決學生學習動力不足的問題,并提高學生學習的動力和積極性。此外,在良好的評價環節中,學習能力較強的學生,能夠實現創新素養的有效提升;學習能力中等的學生,能夠實現知識的進一步內化和遷移;學習能力較差的學生,也能夠得到知識和技能的進步。
結束語
綜上所述,核心素養視角下,將“問題解決”的教學思路融入高中數學課堂中,不但能夠培養學生良好的思維素養,提高其分析并解決數學問題的水平,也在極大程度上落實了學生的數學核心素養。為此,高中數學教師要通過強化創新精神和探索意識、營造和諧良好的課堂環境、創設生活化問題情境、培養問題的質疑能力、重視教學的整體評價工作等有效途徑,將“問題解決”教學模式融入教學工作的各個環節中,實現數學課堂的高效性,進而提高學生數學的綜合運用水平。
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