核心素養背景下高中數學教學中問題情境的設計研究

摘要：數學核心素養是數學課程目標的集中體現，是學生學習與應用數學知識的過程中逐步形成的綜合能力.同時，數學課程標準強調數學應與現實生活以及其他學科相聯系，重視數學實踐，利用問題情境搭建數學理論與現實生活的橋梁，提升學生應用數學知識解決現實問題的能力，發展數學核心素養.因此，研究核心素養背景下高中數學教學中問題情境的設計與實踐問題具有重要的現實意義與理論意義.

關鍵詞：核心素養；高中數學；問題情境；教學設計

在高中數學教學過程中，教師在培養學生核心素養的背景下，運用真實的問題情境，既能讓課堂教學氛圍更加多元化，也能夠轉變學生的學習方式、教師的教學方式以及師生之間的交流方式，從而提高教學成效，促進學生在更高層次的知識、能力方面的發展，提升教師的職業素養.本文對高中數學教學中的問題情境設計作些探討.

1問題情境教學設計的基本策略分析

學生在數學領域的核心素養不是與生俱來的，需要在數學學習實踐來不斷地發展和提高.高中數學課程包括數學概念的闡述、解題技巧的培養以及答疑解難的方法.因此，筆者按照不同類別的數學核心素養以及對應的教學活動來設計教學活動（如圖1），致力于促進學生數學核心素養的提升，并對高中數學知識教學以及如何解決問題提供一系列的問題情境下的教學策略.

2數學知識教學的問題情境設計策略

知識教學是數學課程教學基礎，核心素養的提升取決于學生對數學知識的掌握和領悟.然而，由于面臨著高考的巨大壓力和繁重的教學工作，許多教師在高中的數學課程上，依然堅持使用傳統教學方式，忽略了學生對數學知識的領悟，只是簡單地讓他們記憶一些基本的概念、公式或者原理，然后就開始解題訓練.這種教學方式，無助于學生深化數學認知，也無助于學生數學核心素養的提升.

2.1制定培養思維素養的教學目標

高中數學的教學目標在于幫助學生更好地領會和掌握所學的知識.這包括了基本的概念、定律和數學思維方式的教學.因此，數學課程實際上是為了提升學生的數學核心素養而設計的.［1］在正式進入系統教學之前，學生將結合自己已有知識和實踐活動所積累的經驗作為構建知識框架的基礎.這一階段有助于提升學生的形象思維能力.

同時，在知識教學階段，學生必須熟練掌握對復雜數學原理的領悟與理解.例如，在開始接觸統計與概率的課題時，學生已經了解到投擲硬幣正面或者反面朝上的概率都是12，投擲骰子出現1的概率是16.接著，學生依據直觀的認知理解，獲得了關于古典概型數學模型的理論，這需要學生先獲得實際的認識，接著在這個前提下進行探索與歸納，最后提煉出明確的理論.因此，在進行數學教學設計時，教師需要確立一個提升學生的直接想象力以及數學抽象能力的教學目標，著重促進他們數學思維能力的提升.

2.2選擇生活性問題情境的教學內容

2.2.1引入實際生活問題情境

在學習數學知識時，教師需要確保學生理解知識的起源和發展.高中的數學課程包含了諸多的數學觀點、公式和規律，這些內容對學生來說可能會感到乏味.因此，教師在制定教學策略時，需要挑選出與學生日常生活密切相關的問題情境，從而展示出數學知識在現實情境下的運作模式.例如，教師可以引導學生比較新開的餐廳的優惠活動，來判斷使用滿減卡或五折優惠卡的優劣，把真實的問題情境和教學目標相結合，指導學生進行互動、溝通和協作.教師可以通過創造真實情境下的數學問題揭示數學知識的形成和演變，引導學生把數學理論應用于具體的情境，激發他們對于數學新知的探索熱情.［2］

2.2.2實踐活動問題情境

只有當“公共知識”被“個體知識”所吸收，并經由實踐操作，知識才能得以傳遞，這也是“求知到表達”的教學方式的一種體現，它對于核心素養的培養起到了關鍵的作用.在目前的高中數學教學方式中，多媒體演示逐漸代替了學生的直接體驗以及參與學習的模式.教師應創設可以在課堂內進行的活動情境，為學生提供實踐操作或問題研究的條件，將問題的呈現與問題的解決相融合，幫助學生通過實際操作學習數學，將復雜的數學概念變得清晰明了，引導他們由被迫接受知識到積極探索.教師應加強學生對于數學概念的深入認知，以此提升學生的學習成效和教學效率.例如，在教學“橢圓的定義”這一章節時，教師可以引導學生使用圖釘、線繩、鉛筆等工具，按照教材的要求描繪橢圓，還可以布置一些問題，幫助他們更好地理解并研究橢圓的定義及其運行軌跡.

3數學解題教學的問題情境設計策略

解題教學是教學模式中常見的一種，一般是在對數學原理講解完成后，開展實例分析及相關習題練習的教學過程.解題教學可以被視作對知識講解的延伸與拓展.然而，由于高考的壓力，教師和學生常常會陷入“題海戰術”的困擾.因此，解題教學應重視加深學生對數學理論的理解，并且要以某些特定的數學知識作為支撐，幫助他們在掌握了這些知識之后，能夠運用數學技巧，提升學生的數學技能.

3.1制定培養方法素養的教學目標

面臨著高考的巨大挑戰，許多學校的高中數學課程都會采用習題式的教學方法.通過解題教學，教師可以將知識傳授擴大到更廣的領域，以便學生更好地理解并掌握基本概念.為了實現數學方法素質提升的教學目標，教師需要根據真實情境來設計習題教學活動.［3］通過這樣的方式，教師能夠幫助學生更好地理解、鍛煉他們知識運用能力，以及熟悉他們的思維方式.通過這種方式，學生能夠增強自身在數學運算和邏輯推理方面的能力，也可以進一步培養他們對數學知識的理解與掌握.

3.2采用真實案例分析的教學內容

3.2.1真實案例分析

對于數學解題的教學策略，教師不能僅僅把教材里的示范題目直接復制到學生手里，而是要從各種角度去揭示真實的案例問題，以便更好地闡明其復雜程度.教師可以通過構建案例情境，讓學生了解到如何運用數學的技巧，或是如何把它們與各種問題進行融合.教師可以借助類比性的問題以及擴展性的問題，讓學生看到同樣的數學知識在各種問題中的運用的差別和共性，這對他們全面理解并掌握數學的解答策略和技巧大有裨益.在解決問題的過程中，教學設計必須借鑒有價值的實際案例，通過深入解讀，助力學生將數學知識應用于具體問題，進而增進他們對知識的理解與把握.例如，在教學“概率性質”這一課程內容時，教師可以構建一個與諸葛亮相關的故事框架以激發學生學習的興趣.教師可以引導學生思考，對于“三個臭皮匠，頂個諸葛亮”這句諺語，我們如何運用概率學的知識來進行闡述.

3.2.2多元化解題方法

在高中數學課堂上，教師主要根據學生對于數學概念的認知來進行教材內容練習，依照這種方式來衡量他們掌握數學知識的能力.在核心素養背景之下，涉及解決問題的具體教學設計時，教師應通過真實的數學解題活動對學生進行指導，使他們掌握解決數學問題時的方法，從而增強他們的數學運算與邏輯推理能力.教師應激勵學生探索多樣化的解答途徑，使其在已經對數學有初步認知的前提下，更深入地理解并運用相關的數學思維方式，甚至可以明白各種技巧的差異與聯系.教師應協助學生創造出利用最新信息處理復雜數學問題的技巧與戰術，通過深入剖析、整合，指導他們領悟到實際的解題技巧與方法.

4數學問題解決教學的問題情境設計策略

處理復雜的現實情境問題的教學重點在于引導學生發掘、剖析、構建數學模型，同時利用他們的數學理論與技巧去解決問題.此部分的活動被劃分為“數學建模活動”“數學探究活動”.該專題著重利用數學技巧去處理實際的綜合性問題，也會擴大問題的范圍，使得原有的數學理論能夠應用在真實的問題環境之中.因此，在問題解決環節的課程設計中，教師需要確保問題情境具備多樣性、主旨性、全面性，從而確保真實環境的復雜度.同時，情境的細節也需盡量減少碎片化和簡潔化.在教學過程中，教師可以使用“問題情境—構建模型—運用擴展”的方法來推進，從而提升學生的知識轉換技巧和全面運用技巧.

4.1制定培養工具素養的教學目標

核心素養就是在實際情境中運用數學知識解決問題的能力.數學知識的掌握指的是將數學理論運用到實際環境的技巧.盡管考試里的數學難題，學生可以輕松地處理，然而他們在面臨真實情境時，往往無從下手，無法運用所掌握的數學知識來處理.因此，在問題解決教學的課程設計時，要特別關注提升學生的數據分析和數學建模能力.教師要以這兩個方面為教學目標，來制定相關的教學策略.這樣，學生就可以在獨立探索和團隊協作的過程中，應對錯綜復雜的實際情境，借助數據解讀與構建數學模型來進行探究，讓學生感受數學與現實情境的密切聯系，進一步提高他們的綜合能力與思維水平.

4.2采用跨學科綜合問題情境

教師選取反映實際生活情境的素材時，不應局限于某一種數學情境.由于實際生活往往涵蓋多種復雜的知識內容，相互交織成一種綜合性情境.因此，教師在構建這樣的情境時，需要融入其他相關知識點，創造出具有多元化的問題情境，借此培養學生的跨學科思維，促進其核心素養的養成.目前，對傳統教學模式的認知仍舊停留在理論高于實踐、重視理論超過實踐的思想觀念上，在實際操作中始終遵循“先學習后應用”的教學模式.對于真實情境的教學策略，教師會利用多個學科的交叉情境，讓學生通過親身參與和協同研究來感悟并掌握數學知識以及其他多元領域的知識，這樣就能將抽象的理論變成具有直接感覺的經歷，進一步增強他們的整體思維能力.在多元化的問題情境下，學生能夠透過研究、推理、應用和評價等方式來處理這些情境，這樣他們就能理解數學知識與這些情境的聯系.這種方式不僅能推動他們的個人成長，也能激勵他們的創造力，并有助于他們將所掌握的數學知識轉換為實際應用，最終實現他們的數學技能的提升.

5結語

對于高中數學核心素養的培養，采用真實的情境教學是一種有效的方式.借助精心策劃的教學方案，不但能使教學情境豐富多彩，而且有助于轉變學生的學習習慣、教師的教學方式及師生互動的效果，進而促進學生數學能力和水平的提高.

參考文獻

［1］劉海軍.問題驅動下的高中數學課堂教學策略［J］.亞太教育，2024（19）：125-127.

［2］吳力文.高中數學課堂問題情境的創設與運用［J］.福建教育學院學報，2023（8）：29-31.

［3］殷啟航，虞秀云.基于差異教學理論的高中數學建模活動教學探索［J］.教育觀察，2024（14）：82-84+99.