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深度教学视域下高中数学问题情境创设研究
摘要:本文综合探讨了深度教学理念在高中数学教育中的具体应用,涵盖了创建高效问题情境的不同类型与构建方法。文中阐述了深度教学理念,并探索了其通过问题情境在数学教学中的实施方式。也详细分类并分析了高中数学问题情境的具体类型及其构建策略。并且本文提出了成功创设问题情境的具体策略,并探讨了在实践过程中可能遇到的挑战与相应的改进措施。通过这一系列分析,旨在为高中数学教学提供更深层次、系统的教学设计方向。
关键词:深度教学;高中数学;问题情境创设
引言
随着教育模式的演进,深度教学理念已成为推动学生深入理解和应用知识的重要教育策略。特别是在数学教学中,该理念的实施可以显著提升学生的解决问题能力和创新思维。本文旨在深入探讨深度教学理念下,如何通过精心设计的问题情境,有效提升高中数学教学的质量与效果。文中从理念的阐述开始,到问题情境的多样化类型与创建策略,再到实际应用中所面临的挑战与策略优化,提供了一个全面的分析和指导框架。
一、深度教学理念及其在数学教学中的应用
深度教学理念的核心在于促进学生主动探索和深入理解数学概念、原理及其应用,而非只停留在算法操作或表层认知上。在具体应用中,深度教学倡导通过问题引导的教学策略,将真实世界的复杂情境融入学习过程,以此触发学生的思考和问题解决技能,例如在探讨几何体积的课程中,教师可能引入现代建筑设计的实际问题,如计算某设计的材料使用量或结构稳定性分析,这种方法不仅关联了数学与现实世界,也深化了学生对数学应用的理解与兴趣。
同时实施深度教学的数学课堂通常强调理论与实践的结合,强化学生的批判性思维和自我表达能力,通过小组合作学习形式,学生可进行共同探究,这在难点攻克和概念深化中尤为有效。小组内部的讨论可以促进观点的碰撞,帮助学生从多角度理解数学问题,并在这个过程中培养学生的逻辑推理能力和表达能力。并且教师在这个过程中起到的是引导和激励的作用,通过提出挑战性问题,教师激发学生的好奇心和求知欲,使其在求解过程中,自然而然的掌握深层次数学概念和方法[1]。因此深度学习不仅能增强学生对数学知识的掌握,更可以通过创设具有挑战性的问题情境,使学生能够在实际生活中应用所学的数学技能。
二、高中数学问题情境的类型与构建
在高中数学教育中,问题情境的设计和构建直接关系到学生对数学知识的理解深度和应用能力,根据问题的真实性、复杂性以及与学生生活经验的相关度,可以将高中数学问题情境分为现实情境、虚构情境、历史情境和跨学科情境。现实情境是直接引用或模拟真实世界中的问题,如统计学在市场研究中的应用,这种类型的情境能够增强学生学习的目的感和实用价值感。虚构情境是建立在假设性的背景之上,例如创建一个需要使用几何或代数技能解决的游戏或谜题,此类情境往往能激发学生的创造力和探索欲。历史情境主要是借用数学史的实例,展示数学概念是如何被发现及其应用的历程,有助于学生理解数学的逻辑发展以及其时间维度的影响[2]。跨学科情境则是与其他学科如物理、化学或经济学结合的问题,例如使用微积分来分析物理运动,这类情境可以培养学生的系统思考能力和综合运用知识的能力。
同时构建高效的问题情境需要教师深入理解数学内容与学生所储备知识的交叉点,教师需要评估学生已有的知识基础和他们的可发展区域,选择适合的情境复杂度来确保学生既不会感到过度挑战也不会感到缺乏刺激。并且情境应该与学生的实际生活密切相关,这样可以引起他们的共鸣并激发他们的内在动机。而且情境的设计还应该考虑跨学科的联系,利用学生在其他学科中的知识和技能,以促进学科间的联系和知识的整合,使每个设计出的情境都能具备清晰的学习目标和评估方式,确保情境的教学效果可被明确衡量,反馈也能针对性的指导学生和教师未来的学习和教学策略调整。
三、成功创设高中数学问题情境的策略
成功创设高中数学问题情境涉及多维策略,包括真实性引入、跨学科联系、技术整合与情感关联,真实性引入不仅围绕现实世界中可以观察到的数学应用设计情境,更重要的是解决实际问题所必需的数学逻辑和思想。跨学科的连接主要是扩宽学生视野,如结合经济学的供需理论来分析函数的变化趋势,通过这种方式,数学知识将超越教科书的限制,成为探索世界的一种工具。且技术的整合,例如使用计算机软件模拟数学问题,可以提供动态可视化,使抽象的数学概念更加具体易懂。而在情感关联方面,教师需要通过故事、历史情景等方式,激发学生对数学的兴趣和情感投入,将“学习”转变为“探索”。
以高中数学“函数的概念”为例,可以设想一个进行市场研究的场景,学生扮演经济分析师的角色,他们需要预测某一产品的销售走势。初始数据可以是过往几年该产品销量与广告投放量的数据表格,在这种情境下,"函数"可以协助学生分析数据中变量之间的关系,学生需要识别并构造代表广告投放量与销售量之间关系的函数模型,利用所学的数学工具(如线性函数、指数函数等),预测未来的销售趋势。同时教师可以引入软件工具,如Excel或其他统计软件,让学生通过软件工具在图形界面上直观地看到当广告投放量改变时,销售额的变化趋势[3]。这种情境模拟不仅能让学生运用数学知识解决问题,还能激发他们的好奇心和探究欲,通过“做中学”,深化对函数概念的理解与运用。
四、面临的挑战与改进策略
在深度教学视域下创设高中数学问题情境的实践中,教师通常会遇见以下几个挑战,其一是资源的限制,包括时间、物理教学资源和技术支持,传统的教学模式大多基于直接讲授和标准化测试,而转向以问题情境为中心的教学方式需要更多的时间来设计、实施和评估。也需要整合新技术进入数学课程设计中,比如使用计算软件进行复杂问题的模拟和分析,还需要相应的硬件支持和软件知识,这些都可能超出某些学校的现有条件[4]。其二在教师层面,这种转变不仅要求他们掌握丰富的数学知识,还需要具备教学设计的能力和技术应用的熟练度。
针对上述挑战,其改进策略需要覆盖从教师培训到课程资源配备等各个方面,在教育行政机构中,要考虑为教师提供更多专业发展的机会,特别是在新教学方法和科技工具的使用上,通过工作坊、在线课程等形式增强教师的自信心和能力。而学校需要尝试与各种教育技术供应商建立合作,获取或开发适用于数学教学的软件和工具,为学生提供动态和互动的学习体验。
结语
综上所述,文中对深度教学视域下高中数学问题情境的创设进行了全面的理论与实务探索,通过综合分析问题情境的类型、构建方法及成功实施策略,本文为数学教师提供了切实可行的方法论指导。同时识别并提出针对现实挑战的改进措施,进一步优化了问题情境的教学效果。在未来,持续的教师培训和教学资源的更新将是确保这一教学理念得以深入实施的关键。
参考文献
[1]孙懿.浅谈高中数学单元教学中问题情境创设的有效策略[J].试题与研究,2024,(14):138-140.
[2]张彩丽.高中数学课堂教学中问题情境的创设策略[J].数理天地(高中版),2023,(03):74-76.
[3]史姗珊.高中数学教学中问题情境创设的实践探索[J].数学之友,2021,(04):21-22.
[4]杨艺,化存才.高中数学问题情境创设与核心素养培养[J].试题与研究,2020,(36):54-55.