新課標下高中數學情境教學模式的設計與實踐

李秀花

高中數學情境教學作為新課標下的教學創新模式，旨在通過創設具體情境，激發學生的學習興趣，培養他們的高階思維能力和解決問題的能力。在這一教學模式下，教師不再是單向灌輸知識的角色，而是引導學生主動探索、思考和實踐的伙伴。本文從創設生活情境、歷史情境、融合相關學科、運用類比猜想和創設操作情境等方面探討高中數學情境教學模式的設計與實踐，以期為高中數學教學提供新的思路和方法。

一、高中數學情境教學創設原則

首先，情境教學的創設需要貼近學生的現實生活，并能夠激發他們的興趣和好奇心。數學作為一門抽象的學科，往往讓學生覺得枯燥乏味，因此，教師在創設情境時應當結合學生的日常生活、社會實踐等方面，設計具有啟發性和趣味性的情境，激發學生主動學習的欲望。

其次，情境教學的創設應當注重跨學科融合，將數學知識與其他學科或實際問題相結合。比如，引入物理、化學、生物等自然科學領域的內容，或者結合經濟、地理、歷史等社會科學領域的實際問題，使數學知識更加貼近實際，增強學生對數學的學習興趣和理解深度。

最后，情境教學的創設還需要注重培養學生的綜合素質和學科思維能力。教師可以設置開放性的情境，鼓勵學生討論、探究和解決問題，培養他們的批判性思維、創新意識和團隊合作能力，以及對數學知識的深層理解和應用能力。

二、新課改下高中數學實施情境教學的意義

（一）激發學生的學習興趣和動力

傳統的數學教學往往以知識傳授為主，學生在被動接受知識的過程中很難產生濃厚的興趣和學習動力。情境教學通過設置具體的情境和問題，讓學生在實際生活中感受到數學知識的應用和價值，從而激發了學生學習的興趣和主動性。

（二）培養學生的綜合素養和能力

數學作為一門抽象的學科，很難讓學生將所學知識和現實生活相結合，而情境教學通過設置生活化的情境和問題，引導學生運用數學知識解決實際問題，能夠培養學生的綜合素養和解決問題的能力。

（三）增強教學的實踐性和應用性

傳統的數學教學往往過于注重概念和公式的傳授，學生學完知識后很難應用到實際生活中。情境教學通過引入真實的情境和問題，讓學生在具體的情境中運用所學知識解決問題，增強了數學的實踐性和應用性，使學生在解決實際問題中更好地理解和掌握數學知識。

（四）培養學生的合作能力和溝通能力

在情境教學中，學生往往需要通過團隊合作來解決復雜的情境和問題，在小組合作中互相討論，提出自己的想法，在思維碰撞中找出解決數學問題的創新方法。這種方式既培養了學生的合作與溝通能力，也增強了學生的團隊意識和責任意識。

三、新課標下高中數學情境教學模式的設計與實踐

（一）創設生活情境，激發學生主動學習興趣

現代教育理念強調以學生為中心的教學模式，情境教學正是符合這一理念的教學形式之一。情境教學是一種將學科知識與學生日常生活相結合的教學方式。在數學教學中，教師創設與學生生活密切相關的情境，引導學生主動探究、發現數學規律，并將其運用到實際問題解決中；綜合運用啟發式教學、問題解決教學等教學法創設相關的生活情境，讓學生體驗到數學在現實生活中的重要性和應用性；利用生活情境，將數學知識融入學生日常生活經歷中，增強學生對學習數學的興趣和動力，使學生在實際情景中更好地理解數學知識，培養他們對數學的興趣和熱愛，從而提高其學習數學的積極性和主動性。

例如，在教學高中數學必修五“數列”這一單元的知識點時，教師可以創設具體的生活情境：“小明每天都按同樣的速度在操場上跑步，他想知道第n天跑的總里程是多少？”首先，教師根據教材中數列的定義和公式，引導學生通過觀察小明跑步的情景列出數列的前幾項，然后嘗試總結數列的通項公式。其次，引導學生深入思考，如何利用數列的知識來解決小明的問題，并幫助學生建立數學模型，推導出總里程與天數的關系式。最后，教師讓學生利用計算器或電腦進行模擬實驗，驗證他們所得到的結論，并對結果進行分析與討論。

通過這樣的教學實踐，學生不僅能夠在實際情景中感受數列的應用，也能鍛煉自己的數學建模能力和問題解決能力，培養運用數學知識解決實際問題的能力。

在學習“等比數列”時，教師可以開展一個小活動，從某一組的某一列第一個開始，給他兩支筆，然后讓學生依次加倍給下一個學生，寫出對應的這一組數，然后讓學生觀察這組數列有什么特征。這種生活情境的導入可以給數學學習增添一點趣味，使數學知識更加形象，拓展學生對數列知識應用的認識，培養他們的發散思維能力。

（二）創設歷史情境，促進學生主動思考問題

在數學教學中，歷史情境的創設能夠幫助學生更好地理解數學知識的產生和發展過程，激發他們學習的興趣和主動性。數學是一門古老的學科，有著悠久的歷史和豐富的文化背景，教師可以通過還原歷史背景、引入歷史人物和事件等方式，引導學生深入探究數學問題，培養他們的思維能力和解決問題的能力，讓他們感受到數學的魅力和價值。數學的發展過程是一個不斷探索和發現的過程，教師讓學生了解數學知識產生和發展的過程，便于學生深入探究數學問題，培養他們的思維能力和解決問題的能力。

以高中數學必修二中“空間幾何體的表面積和體積”這一課的教學為例。教師可以引入古希臘數學家歐幾里得等歷史人物，講述他們對幾何學發展的貢獻和影響，向學生介紹古希臘數學家如何通過觀察和實踐得出幾何學的基本原理和公式。通過對這些歷史知識的講解，學生能夠更加深入地理解空間幾何學的本質和規律，在這些數學家的故事中對空間幾何體的表面積和體積的求解產生興趣，跟隨古人的腳步去逐步探索出立體幾何的求解方法，主動地去思考和探究；從圓柱體、錐體再到球體等立體幾何圖形，結合掌握的相關數學方法舉一反三，求解更復雜的空間幾何體的表面積和體積。教師也可以鼓勵和引導學生去驗證古代數學家的思路和方法，或者結合如今更加先進的信息技術創新解決數學問題的方法。

教師可以通過還原歷史背景、引入歷史人物和事件等方式，引導學生深入探究數學問題，培養他們的思維能力和解決問題的能力，讓這些歷史故事不再僅是背景導讀，而是成為學生思考和探究問題的動力和指導方向。在實際教學中，教師需要根據教學內容和學生實際情況靈活運用歷史情境的創設方法，以達到更好的教學效果。

（三）開展跨學科教學，培養高階思維能力

跨學科教學能夠拓寬學生的知識面，加深他們對數學知識的理解。數學作為一門基礎學科，與物理、化學、生物等學科有著密切的聯系，教師將數學與這些學科進行整合，能夠引導學生發現不同學科之間的聯系和共同點，促進知識的遷移和運用。高階思維能力是指較高層次的思維活動，包括分析、評價、創造等方面的能力。教師將數學與其他學科進行整合，能夠引導學生運用所學知識解決實際問題，促進他們的思維活動向更高層次發展。教師在教學中要善于發現不同學科之間的聯系和交叉點，通過整合教學資源、合作備課等方式實現跨學科教學。同時，教師還需要根據學生的實際情況和學習需求，靈活運用多種教學方法和手段，激發學生的學習興趣和主動性。

例如，在教學高中數學必修三中“統計和概率”單元中的相關知識點時，在統計“用樣本估計總體”這一課的教學中，教師可以引入生物學中的人口普查數據進行統計分析，對人口普查數據的圖表和相關數據進行分析，讓學生了解統計學在現實中的應用，同時了解人口變化對社會發展的影響。在“概率”教學中，教師可以結合物理學中的隨機現象進行分析，如拋硬幣的概率問題、擲骰子的概率問題等，讓學生通過這些實際問題了解概率在生活中的應用，并通過實際操作加深對概率知識的理解。教師還可以結合物理學中的實驗設計和數據分析，引導學生自主設計實驗、收集數據并進行分析。

通過跨學科學習，學生不僅能夠掌握統計學的知識，還能夠培養實驗設計、數據分析等方面的能力，促進高階思維的發展。在教學中，教師可以結合現實生活中的案例，如人口增長問題、傳染病的傳播問題等，讓學生運用所學的統計和概率知識對相關問題進行分析和預測，通過實際的數據分析和概率計算，加深對這一單元的知識點的理解和應用，從而培養學生的綜合分析能力和創新能力。

（四）運用類比猜想，提高學生的數學思維能力

類比猜想是一種重要的數學思維方式，它通過對兩個或多個事物的比較，發現它們之間的相似之處，進而提出新的猜想或解決問題的方法。在新課標下的高中數學情境教學中，數學概念和性質往往具有一定的抽象性和復雜性，學生在學習時容易感到困惑，教師可以運用類比猜想的方法，幫助學生建立新舊知識之間的聯系，引導學生尋找它們之間的相似之處，從而更好地理解新的概念和性質。同時，創造性思維是數學思維的重要組成部分，它要求學生能夠獨立思考、勇于創新，教師可以運用類比猜想的方法培養學生的創造性思維，引導學生從不同的角度看待問題，發現新的解決問題的方法。

例如，在教學教材中“平面向量”這一單元的過程中，教師可以引入一個具體的類比場景實施類比猜想的策略，如力的作用。在這個教學場景中，教師向學生提出問題：“如果我們把力的作用問題與平面向量場景聯系起來，你認為可以使用平面向量的方法解決力的合成問題嗎？”通過這個問題，學生認識到力的作用問題和平面向量問題之間存在類似的特征和規律。在教學實踐中，教師可以引導學生分析力的作用問題和平面向量問題的聯系，提煉出共性規律，進而將平面向量的概念和運算方法應用到力的合成問題中。教師可以給學生提供一個力的合成問題，然后引導學生思考如何通過平面向量的方法解決該問題，并讓學生自己動手計算和驗證答案。

通過這樣的實踐操作，學生既能夠將平面向量的知識應用到實際問題中，又能夠培養歸納推理能力和類比思維能力，將已有的知識與新的問題相聯系，從而在解決問題時能夠靈活運用數學知識和思維方式。這種教學方式不僅提高了學生的數學思維能力，還培養了他們獨立思考和解決問題的能力。

（五）創設操作情境，鍛煉學生的動手能力

創設操作情境是指在數學教學中，教師設計具體的操作場景，讓學生親身參與到實際操作中，鍛煉他們的動手能力。這種教學方式可以幫助學生將抽象的數學概念轉化為具體的實踐活動，增強學習的趣味性和吸引力，激發學生的學習興趣和積極性。通過操作情境，學生可以親自操作實驗器材或計算機軟件，進行實際的觀察、測量和計算，通過自己的實際操作，深入理解和掌握數學概念和原理，探究數學問題，培養解決問題的能力。同時，教師創設操作情境，也有助于培養學生實際應用數學知識的能力，提升他們的綜合運用能力和創新思維。

以高中數學選修教材中“圓錐曲線與方程”這一單元的教學為例。在介紹橢圓的定義和性質時，教師可以設計一個物理實驗場景，讓學生通過測量橢圓的焦點和相應點的距離來驗證橢圓的定義。教師可以準備一個橢圓形的板子，上面有兩個固定的點作為焦點，并且在橢圓上固定幾個其他點。學生使用測量工具，如尺子或卷尺等測量焦點到橢圓上各個點的距離并記錄下來。然后，學生整理測量數據，計算焦點到各點的距離之和。

通過比較實際結果與理論值的差異，學生可以驗證橢圓的定義和性質。在教學實踐操作中，教師可以引導學生根據實際操作的結果，思考和解釋為什么測量結果符合橢圓的定義，從而促進學生對橢圓的理解和掌握。同時，教師還可以引導學生改變橢圓形狀、焦點的位置等參數，觀察橢圓的變化規律，進一步加深對橢圓的理解，培養學生的觀察能力和實驗能力。通過上述教學實踐，學生能夠在實際操作情境中深入理解和掌握圓錐曲線與方程的知識，提升知識應用能力和創新思維能力。

四、結語

總而言之，高中數學情境教學模式的設計與實踐對于學生的數學學習和綜合素質的提高具有重要意義。高中數學情境教學模式的設計與實踐需要教師具備全面的素質和能力，也需要學生與家長的積極配合和支持。只有通過教育改革的不斷深化和教學模式的不斷創新，才能夠實現教育的目標，為社會和國家培養更多優秀的人才。未來，教師應該注重多方面的創新，如優化教學設計、拓展教學資源、豐富教學形式等方面，以適應時代和學生的需求，同時，不斷提升自身的專業水平和教學技能，為學生提供更加優質的教育，促使他們成為具有創新精神和解決問題能力的高素質人才。