情境創(chuàng)設(shè)在高中數(shù)學(xué)教學(xué)實踐中的應(yīng)用

摘 要：傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)往往依賴抽象的概念和符號推導(dǎo)，這使得學(xué)生難以理解數(shù)學(xué)在實際生活中的應(yīng)用和意義.數(shù)學(xué)作為一門重要的學(xué)科，不僅具有理論上的價值，更能在實際中解決問題、指導(dǎo)決策.近年來，情境創(chuàng)設(shè)作為一種新穎的教學(xué)方法，逐漸受到教育界的重視和應(yīng)用.情境創(chuàng)設(shè)強調(diào)將學(xué)習(xí)置于具體、真實的情境中，通過模擬實際場景或問題，幫助學(xué)生在動態(tài)交互中學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識.

關(guān)鍵詞：情境創(chuàng)設(shè)；高中數(shù)學(xué)；合作探究

傳統(tǒng)的高中數(shù)學(xué)教學(xué)注重理論推導(dǎo)與抽象思維的培養(yǎng)，在培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維與數(shù)學(xué)推理能力的同時，也存在著學(xué)習(xí)過程過于枯燥、缺少應(yīng)用情境的問題.很多學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時會產(chǎn)生抵觸情緒，因為他們覺得數(shù)學(xué)離生活很遠，很難體會到數(shù)學(xué)的實用價值.為此，教育界開始探索創(chuàng)設(shè)情境，使數(shù)學(xué)教學(xué)更生動、更貼近生活.情境創(chuàng)設(shè)的核心思想是將數(shù)學(xué)知識與實際情境相結(jié)合，使學(xué)習(xí)更貼近學(xué)生的生活和興趣.

1 情境創(chuàng)設(shè)在高中數(shù)學(xué)教學(xué)實踐中的應(yīng)用價值

情境創(chuàng)設(shè)的核心在于將數(shù)學(xué)知識與現(xiàn)實生活緊密聯(lián)系，教師通過創(chuàng)設(shè)具體、生動的情境使學(xué)生在真實的或模擬的環(huán)境中學(xué)習(xí)和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識.情境創(chuàng)設(shè)能使學(xué)生把抽象的數(shù)學(xué)知識聯(lián)系到現(xiàn)實生活中，使學(xué)習(xí)更具體、更生動.［1］教師通過創(chuàng)設(shè)購物、建筑設(shè)計等具體情境，使學(xué)生感受到數(shù)學(xué)知識在實際生活中的運用，提高其學(xué)習(xí)的興趣和積極性.這種直觀的學(xué)習(xí)方法，可以幫助學(xué)生加深對數(shù)學(xué)概念、方法的理解，并培養(yǎng)其積極的學(xué)習(xí)態(tài)度.情境創(chuàng)設(shè)往往涉及多學(xué)科的知識與技能，需要學(xué)生綜合運用數(shù)學(xué)、科學(xué)、語言等多種能力解決實際問題，如解決環(huán)境問題、經(jīng)濟分析問題時，學(xué)生既要用數(shù)學(xué)模型、公式，又要考慮社會、科學(xué)技術(shù)等因素.這種綜合學(xué)習(xí)有利于培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科思維、解決問題的能力，促進學(xué)生綜合素質(zhì)的提高.情境創(chuàng)設(shè)多是以小組或?qū)ｎ}的形式進行的，要求學(xué)生以小組形式協(xié)作完成任務(wù).這樣，學(xué)生既能學(xué)到數(shù)學(xué)知識，又能培養(yǎng)實際應(yīng)用能力和團隊精神.在合作學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要互相溝通，協(xié)商解決問題，學(xué)會有效的分工合作與互助，提高其社交能力與團隊協(xié)作能力.

2 情境創(chuàng)設(shè)在高中數(shù)學(xué)教學(xué)實踐中的應(yīng)用策略

2.1 生活化情境創(chuàng)設(shè)：鏈接數(shù)學(xué)與現(xiàn)實世界的橋梁

在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，生活化情境創(chuàng)設(shè)是一種重要的教學(xué)策略，可將抽象的數(shù)學(xué)概念與學(xué)生日常生活和實際應(yīng)用場景緊密聯(lián)系起來，以增強他們的學(xué)習(xí)興趣、理解深度和應(yīng)用能力.［2］以“集合與函數(shù)概念”教學(xué)為例，教師通過生活化情境創(chuàng)設(shè)在高中數(shù)學(xué)教學(xué)實踐中的應(yīng)用，以促進學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí).

2.1.1 創(chuàng)設(shè)實際生活情境

生活情境創(chuàng)設(shè)的關(guān)鍵是要設(shè)計出能反映學(xué)生生活實際情況的數(shù)學(xué)任務(wù)或問題.學(xué)生生活中存在著大量的社交網(wǎng)絡(luò)信息.本課題擬設(shè)計一項任務(wù)，讓學(xué)生對某一社交平臺的用戶群進行分析，并將不同用戶群的特征以集合的形式表示出來.例如，學(xué)生根據(jù)用戶的興趣、年齡、地域等特點，對用戶進行聚類，通過交集、并集等運算，分析具有相似興趣的用戶群.這樣的情境既能使學(xué)生對集合的概念有一個直觀的認(rèn)識，又能培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力和邏輯思維能力，同時也能激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)抽象概念的興趣.［3］在函數(shù)概念教學(xué)過程中，教師可設(shè)計一項功能模型任務(wù).例如，通過對學(xué)生每日學(xué)習(xí)時長與學(xué)習(xí)成效的關(guān)系進行分析，建立一種函數(shù)模型來刻畫二者間的數(shù)學(xué)關(guān)系.學(xué)生可以對自己及同學(xué)的學(xué)習(xí)資料進行收集，并以函數(shù)的形式表示學(xué)習(xí)時間、考試分?jǐn)?shù)等信息，并對函數(shù)的定義域、值域及函數(shù)圖象的特征進行分析.這種真實生活情境的創(chuàng)設(shè)既可以幫助學(xué)生了解函數(shù)的概念與特征，又可以培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力與解決實際問題的能力，使得數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)更具實際意義與深度.

2.1.2 引導(dǎo)實踐與反思

教師在設(shè)計生活情境創(chuàng)設(shè)的具體任務(wù)的同時，也要引導(dǎo)學(xué)生在實踐中進行深刻的反思，從而提高教學(xué)效果.在學(xué)生完成生活情境創(chuàng)設(shè)任務(wù)之后，教師可組織學(xué)生交流自己的思維過程與策略.在這種實際操作過程中，學(xué)生既能加深對數(shù)學(xué)概念的理解，又能學(xué)到不同的解題方法，以此豐富自己的數(shù)學(xué)思維.教師要鼓勵學(xué)生自我反思、總結(jié)，評估自己解決問題的優(yōu)劣勢，探討改進策略.反思式學(xué)習(xí)有助于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，促進學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的順利進行.

通過以上的生活化情境創(chuàng)設(shè)策略，集合與函數(shù)概念在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中不再是抽象的符號和理論，是與學(xué)生生活密切相關(guān)的實際問題和應(yīng)用場景.這種教學(xué)方法不僅能夠增強學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣和參與度，還能夠培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)思維能力和解決問題的能力，為他們未來的學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ).［4］

2.2 技術(shù)輔助情境創(chuàng)設(shè)：多媒體與虛擬實驗的融合

2.2.1 直觀展現(xiàn)幾何關(guān)系

在教授“點、直線、平面之間的位置關(guān)系”這一知識點時，傳統(tǒng)的教學(xué)方法受到二維黑板靜態(tài)演示的限制，很難將三維空間內(nèi)復(fù)雜的關(guān)系直觀地表達出來.教師借助多媒體技術(shù)，特別是三維造型軟件、虛擬現(xiàn)實平臺等，能夠營造出逼真的三維空間，使學(xué)生能夠身臨其境地感受到點、線、面的位置關(guān)系.例如，教師可以用幾何畫板、GeoGebra或者其他三維造型軟件建立一個由點、線、面組成的虛擬場景.在這種情境下，學(xué)生可自由轉(zhuǎn)動視圖，觀察點是怎樣在一個平面上運動的，直線是怎樣與平面相交或平行的，平面是怎樣成角的.通過交互操作，學(xué)生可對點、線、面的位置及方向進行人工調(diào)整，實時地觀察由點、線、面位置及方向的變化引起的幾何關(guān)系的變化，從而深刻理解“點在直線上”“直線在平面上”“兩平面平行”等概念的本質(zhì).此外，教師還可以設(shè)計一系列虛擬實驗，如探究“兩點確定一條直線”的原理、演示“過不在同一直線上的三點有且僅有一個平面”的過程等，讓學(xué)生在動手操作中驗證幾何定理，提高空間想象能力和邏輯推理能力.

2.2.2 動態(tài)演示與即時反饋

多媒體、虛擬實驗具有動態(tài)展示、即時反饋等優(yōu)點，對理解動態(tài)變化的幾何關(guān)系具有重要意義.在教學(xué)“點、直線、平面之間的位置關(guān)系”時，教師可以利用動畫功能，展示點沿直線移動、直線穿過平面、平面轉(zhuǎn)動與另一平面相交的過程.通過動態(tài)演示，復(fù)雜的幾何變化過程變得一目了然，這有助于學(xué)生建立起動態(tài)的幾何模型，增強對幾何關(guān)系變化規(guī)律的認(rèn)識.虛擬實驗平臺通常配備即時反饋系統(tǒng)，學(xué)生在操作過程中，系統(tǒng)能夠即時顯示操作結(jié)果，指出可能的錯誤，并提供糾正建議.例如，在構(gòu)建平面時，如果學(xué)生選擇的三個點恰好在同一直線上，系統(tǒng)會立即提示“三點共線，無法確定平面”，并引導(dǎo)學(xué)生調(diào)整點的位置，直到滿足條件.這種即時反饋機制能幫助學(xué)生及時發(fā)現(xiàn)和糾正錯誤，鞏固正確概念的記憶，提高學(xué)習(xí)效率.

2.3 跨學(xué)科情境創(chuàng)設(shè)：數(shù)學(xué)與科學(xué)、藝術(shù)的對話

2.3.1 科學(xué)實驗與數(shù)學(xué)原理的結(jié)合

在高中數(shù)學(xué)中，“解三角形”不僅是幾何學(xué)的一個重要組成部分，也是連接數(shù)學(xué)與其他科學(xué)領(lǐng)域，尤其是物理學(xué)的關(guān)鍵橋梁.教師通過學(xué)科交叉的情境創(chuàng)設(shè)，把“解三角形”理論知識和物理實驗有機地結(jié)合起來，使學(xué)生對三角函數(shù)、正弦定理、余弦定理等數(shù)學(xué)原理有更深刻的認(rèn)識和運用.例如，教師可設(shè)計一個力的合成和分解實驗，用測力計在不同角度測得拉力，再用“解三角形”法求水平力和垂向力，最后得出力的大小.在實驗中，學(xué)生不僅要用正弦、余弦函數(shù)將角度、力的大小進行轉(zhuǎn)換，而且要掌握向量的概念，理解復(fù)合與分解背后的數(shù)學(xué)規(guī)律.通過這樣的實驗，學(xué)生可以直觀地體會到三角函數(shù)在解題過程中所起到的作用，從而加深對“解三角形”公式的認(rèn)識.教師還可以引入更復(fù)雜的物理情境，如斜面運動、彈射器的設(shè)計等，讓學(xué)生在解決具體問題的過程中靈活運用“解三角形”的知識.這些活動不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能夠培養(yǎng)他們的跨學(xué)科思維能力和問題解決能力.［5］

2.3.2 藝術(shù)創(chuàng)作與數(shù)學(xué)思維的碰撞

教師把“解三角形”這一概念與視覺藝術(shù)結(jié)合，創(chuàng)設(shè)富有創(chuàng)造性的教學(xué)情境，使學(xué)生既能享受美，又能加深對數(shù)學(xué)的認(rèn)識.在藝術(shù)作品中，色彩的分布、線的排列和形態(tài)的排列都包含著豐富的幾何關(guān)系，“解三角形”正是這種關(guān)系的分析與創(chuàng)造的有力工具.例如，教師可組織一次視覺藝術(shù)活動，主題是“解三角形”.學(xué)生可利用不同顏色的線，在畫布上畫出不同形狀的三角形，并通過計算角度、邊長來探究不同三角形的性質(zhì).在此基礎(chǔ)上，學(xué)生可以嘗試用三角形拼接成更復(fù)雜的圖形，如蜂巢結(jié)構(gòu)、埃舍爾風(fēng)格的連續(xù)圖案等，深入理解三角形在圖案設(shè)計中的作用.教師可以鼓勵學(xué)生研究著名藝術(shù)家的作品，如畢加索的立體主義畫作，探討其中隱藏的幾何結(jié)構(gòu)，特別是三角形的使用方式.通過這樣的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅能提升自己的藝術(shù)鑒賞力，還能在藝術(shù)與數(shù)學(xué)的對話中發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)之美，促進創(chuàng)造力的發(fā)展.

2.4 問題導(dǎo)向情境創(chuàng)設(shè)：培養(yǎng)批判性思維與問題解決能力

設(shè)計開放性問題.在教學(xué)“數(shù)列”這一知識點時，教師可設(shè)計一系列開放性問題，讓學(xué)生從多個角度去思考數(shù)列的性質(zhì)和應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的思維能力.例如，教師提出一個基于實際情境的問題“假設(shè)你在一個游戲中，每天獲得的金幣數(shù)量構(gòu)成一個等比數(shù)列，第一天獲得1枚金幣，之后每天獲得的金幣數(shù)量是前一天的兩倍.問第n天時，你總共獲得了多少金幣？”這樣的問題不僅要求學(xué)生掌握等比數(shù)列的求和公式，還需要他們具備將抽象概念應(yīng)用于具體情境的能力.在解題過程中，學(xué)生需要分析問題背景，識別出問題的關(guān)鍵信息（首項a1=1，公比q=2），并應(yīng)用等比數(shù)列的求和公式Sn=a1（1-qn）1-q來計算金幣總數(shù).

鼓勵合作探究，促進學(xué)生的交流與反思.為了進一步深化學(xué)生對數(shù)列概念的理解，教師可以組織小組合作探究活動，讓學(xué)生圍繞數(shù)列的某一主題進行深入探討.例如，教師可以給出一組數(shù)列，如斐波那契數(shù)列Fn=Fn-1+Fn-2（其中F1=F2=1，n≥2，n∈N*），要求學(xué)生探究其背后的數(shù)學(xué)規(guī)律，并嘗試將其應(yīng)用到其他領(lǐng)域.在合作探究過程中，學(xué)生需要分工合作，共同收集資料、分析數(shù)據(jù)、提出假設(shè)并驗證猜想.通過同伴之間的交流和討論，學(xué)生可以互相啟發(fā)，一起解決問題，這樣可以幫助他們從不同的角度看待數(shù)列的概念，從而更好地理解它們之間的關(guān)系和應(yīng)用.教師還可以在適當(dāng)?shù)臅r候引導(dǎo)學(xué)生反思在解決問題時所采用的策略是否合理，有沒有更有效的方法，以此培養(yǎng)學(xué)生的自我評價能力，養(yǎng)成不斷學(xué)習(xí)的習(xí)慣.

3 結(jié)語

情境創(chuàng)設(shè)作為一種常用的教學(xué)方法，在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中具有重要的應(yīng)用價值和推廣意義.在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，情境創(chuàng)設(shè)為學(xué)生提供了一個貼近實際、生動有趣的學(xué)習(xí)體驗.通過情境創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅能夠在解決問題的過程中理解數(shù)學(xué)的實際應(yīng)用，還能夠培養(yǎng)創(chuàng)新思維和團隊合作能力.這種教學(xué)方法不僅激發(fā)了學(xué)生對數(shù)學(xué)的興趣和學(xué)習(xí)動力，也為他們未來的學(xué)習(xí)和職業(yè)生涯打下了堅實的基礎(chǔ).

參考文獻

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