新课标背景下高中数学教学中问题情境创设的实践探究

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  摘 要:从认知本质看,高中数学教学过程中离不开情境的支持。创设情境的终极目的,就是让学生变“要我学”为“我要学”,真正让学生在数学教学中动起来,成为学习的真正主人。在新课标背景下,在数学教学过程中如何创设问题情境,是摆在当前高中数学教师面前所要研究的一个重要课题。
  关键词:新课标; 高中数学;创设情境; 策略
  一、背景与理论依据
  1.基础教育课程改革的要求
  情境是指教师根据学生学习的知识和技能的发生、发展的过程所设计的学习环境。《普通高中数学课程标准(实验)》认为学生始终是学习和发展的主体,教学的一切活动都必须以调动学生学习的积极性主动性为出发点,要求教师关注学生体验、感悟和实践的过程,大力加强高中数学在理论和实际运用两方面的联系,紧密联系学生的生活实际,从学生的生活经验和已有的知识出发,创设生动有趣的情境,开发实践环节,拓宽学习渠道,从而有效地丰富学生的阅历和经验,激发学生质疑问难,探究与掌握知识的动机、欲望与兴趣,产生明显的情感共鸣和学习意识,改变学习方式,养成和发展积极主动学习的优良习惯,变“被动”为“主动”,变“苦学”为“乐学”,变“学会”为“会学”,真正体味到数学的美和趣味,真正体现新课程标准的理念,同时提高学习效率,培养创新能力。
  2.建构主义学习环境下的教学设计强调问题情境的创设
  建构主义认为,“同化”与“顺应”才能达到对新知识意义的建构,而同化与顺应离不开原有认知结构中的知识、经验和表象。在高中数学教学中,有丰富资源的情境创设为提取记忆中的这些知识、经验和表象创造了有利条件,使学习者可以根据自己的兴趣,爱好去主动发现、主动探索。在传统的课堂教学中,由于不能提供实际情境所具有的生动性、丰富性,不能激发联想,难以提取记忆中的有关内容,而使学习者对知识的意义建构发生困难。
  3.符合人的学习心理需求
  心理学研究表明,外部刺激在唤起主体的情感活动时,就更容易成为注意的中心,就能在大脑皮质上形成优势兴奋中心,从而强化理解和记忆。人的情感活动往往是由具体的情境所决定的,生动优良的教学情境对学生具有巨大的感染力、感召力。创设丰富的教学情境,有利于刺激学生的各种感官,唤起情感主动,促进学生学习的积极性和主动性。
  二、创设问题情境的基本原则
  数学教学中问题情境的创设,必须遵循一下基本原则:
  1.适度性:创设的问题情境要有一定难度,但又须在学生的最近发展区内,以使学生跳一跳而能摘桃子。
  2.全体性:创设的问题情境要面向全体学生,要考虑到大多数同学的认知水平,切忌专为少数学生而创设。
  3.目的性:创设的问题情境要简洁明确,有针对性,表达要简明扼要和清晰,不要含糊不清,使学生盲目应付,思维混乱。
  4.时机性:问题情境的创设时机要恰当,要寻求学生思维的最佳突破口。
  5.趣味性:创设的问题情境要使学生有新鲜感,有挑战性,能激发学生的兴趣,吸收学生投入进去。
  三、创设问题情境的策略
  策略1.在理论联系实际特别是联系学生生活实际中创设情境
  我国的数学教育在很长一段时间内对数学与实际的联系未给予充分的重视,使学生对数学学习的意义不明确,觉得数学枯燥、乏味,没什么用。新课程标准明确提出要发展学生的数学应用意识,力求使学生体验数学在解决实际问题中的作用,促进学生逐步形成和发展数学应用意识,提高实践能力。因此教师可以利用数学与实际生活的联系来创设情境,引导学生观察实际生活中的现象。
  案例1:在“算术平均数与几何平均数”的教学中,可以利用以下实际问题来创设情境。
  问题:用一个有毛病的天平(天平两臂之长略有差异,其它因素忽略)来称物体的质量,有人说只要把物体放左右盘中各称量一次,再把所得结果相加除以2,即可得知物体的质量。你认为可行吗?
  用学生自身生活实际创设情境,不仅可以使学生认识数学来源于生活,应用于生活,培养学生的数学应用意识,还能大大激发学生的学习兴趣,使学生的探究热情高涨。
  策略2.巧设悬念创设情境,引疑激趣
  案例2:在讲指数函数前,教师先拿出一张白纸问:“这张白纸厚度只有0.1mm,经过对折27次,纸的厚度将是多少?大家猜猜看,有没有七八层楼房那么高?”学生不得其解,老师略作停顿后说:“那将超过世界最高山峰——珠穆朗玛峰的高度8848m!”学生惊讶,老师乘势指出:“学习了指数函数后,我们可以算出其厚度约为13442m。”学生定会兴趣盎然地投入新课的学习。创设悬念型问题情境能使学生变被动学习为主动学习,提高学习的效率。
  策略3.创设抽象数学环境,学会运用知识
  此案例用到一个对应法则,同时也牵涉到定义域、值域、反函数有关问题。虽说新教材对反函数的要求大大降低,然而这里用到的反函数知识也没超纲。
  策略5.从趣味历史典故、数学文化中创设情境
  数学文化是人类文化的一个重要部分。数学课程应帮助学生了解数学在人类文明发展中的作用,逐步形成正确的数学观。好好利用中国数千年文明史给我们留下的数学文化遗产,可以为我们的数学教学增光添彩。
  案例5:在学习等比数列的求和公式时,可以给学生讲述阿凡提和国王下棋的历史故事。下棋前,阿凡提说如果我赢了,就赏给我第一个格子放一个麦粒,第二个格子放2个麦粒,第三个格子放4个麦粒,第四个格子放8个麦粒,依此类推……国王一笑,根本不放在眼里,但最后的结果是国王根本拿不出这么多的麦粒来,这是为什么呢?
  这个数学的历史典故极大地增强了学生学习数学的兴趣,激发了他们的探究热情,更进一步了解数学的文化价值。
  策略6.从数学实验中创设情境   新课程标准倡导自主探索、动手实践、合作交流、阅读自学等学习数学的方式。数学实验是指实验者运用一定的物质手段,在典型的实验环境中或特定的实验条件下所进行的一种数学探究活动或者数学学习的方式。在数学实验中创设教学情境,可以使学生体验、感受“做”数学的乐趣,培养合作交流能力。
  案例6:在线面垂直的判定定理的引入中,教师可以让每个学生准备一块三角形纸片,过顶点A翻折该纸片得到折痕AD,请同学们研究:如何翻折纸片,才能使折痕AD与桌面垂直呢?学生通过自已动手操作,体会做数学的乐趣,并通过自已的实验直观地自已“发现”了线面垂直的判定定理,对定理的理解会比老师直接给出深刻得多。
  数学实验还可以充分利用信息技术与数学课程的整合,用多媒体计算机等来进行数学的探究实验,如在椭圆的教学中,不仅可以用教材介绍的实验,利用线和固定的两个钉子来画椭圆,还可以用几何画板来进行实验探究。
  策略7.创设想象情境,变“单一思维”为“多向拓展”
  贝弗里奇教授说:“独创性常常在于发现两个或两个以上研究对象之间的相似点,而原来以为这些对象或设想彼此没有关系。”这种使两个本不相干的概念相互接受的能力,是创造力的一项重要指标。有人称之为“遥远想象”能力。让学生在两个看似无关的事物之间进行想象,如同给了学生一方驰骋的空间。
  一位留学生归国后说:如果教师提出一个问题,10个中国学生的答案往往差不多,而在外国学生中,10个人或许能讲出20种不同答案,尽管有些想法极其古怪离奇。这说明我国的教育比较注重学生求同思维的培养,而忽视其求异品质的塑造。有研究者认为:在人的生活中,有一种比知识更重要的东西,那就是人的想象力。它是知识进化的源泉。因此,我们在教学中应充分利用一切可供想象的空间,挖掘发展想象力的因素,发挥学生的想象力,引导学生由单一思维向多向思维拓展。
  策略8.利用多媒体创设直观的问题情境,激发学生兴趣
  利用多媒体网络的文本、声音、动画等内容引导学生“神游”于问题情境之中,让学生充满好奇,兴趣盎然的亲历数学问题的建构过程,并逐步掌握认识事物,发现真理的方法。
  案例8:课本上的图形是“死图”,无法表现二次曲线的形成过程,而黑板上的图形鉴于技术原因很难画得准确,更何况有谁能让黑板上的二次曲线连续变化呢?又有谁能一给出离心率就马上显示相应的二次曲线呢?笔者用《几何画板》设计并创作“离心率与圆锥曲线的形状”课件,由学生通过网络访问教师放置在服务器上的课件,独立探索。
  同理,在“直线与圆位置关系”教学中,通过播放设计好的教学软件,屏幕先出现美丽清晰的地平线,慢慢地太阳开始露出可爱的笑脸,将这一美丽的景物形象地比喻为直线与圆的位置关系,引导学生去发现并很快“悟”出直线与圆的位置关系在公共点个数方面的本质特征,进而发现直线与圆的位置关系的分类标准、类型以及圆心到直线距离与半径之间的相应数量关系等。
  总之,教师在课堂教学中,要不失时机地千方百计地创设情境,加强创造性思维的训练,使学生的思维始终处于活跃状态,并自己从传统的一包到底的角色中解脱出来,把学习的主动权交给学生。这样才能更好地培养学生的创造性思维。
  四、创设问题情境的实践探究的体会
  1.要充分重视问题情境在数学课堂教学中的作用
  问题情境的创设不仅在教学的引入阶段格外重要,而且应当随着教学的展开要成为一个连续的过程,并形成几个高潮,使学生经常处于激动奋发的状态,给学生提供自主学习的目标和思维的空间。
  2.在探究问题的环境中,教师要善于保护学生提出问题的积极性
  发现和提出一个有价值的问题就是创新,甚至比解决问题本身更重要。培养学生的问题意识是培养学生创新能力的一个重要部分。教师在教学中要为学生创设一个十分自由宽松的探究问题的环境,鼓励学生大胆质疑,保护学生提出问题的积极性;对学生的问题要耐心倾听,认真解答,让每一个学生都认识到,即使他们的问题看起来荒诞可笑,或者远离现实,也值得表达研讨,与人分享。
  3.在引导学生自主学习中加强学法指导
  学会自主学习也离不开教师的主导,这种作用主要在问题情境设置和学法指导两方面。从课堂教学中推进素质教育以及发展的要求来看,不仅要让学生“学会”数学,而更重要的是学会学习,具备在未来的工作与生活中,科学地提出问题,探索问题,创造性地解决问题的能力,要结合教学实际,因势利导,适时进行学法指导,使学生在自主学习中,逐步领会和掌握科学的学习观念,方法,并把这些观念,方法尽快地上升到理论的高度,以提高学习的效益。
  4.在创设问题情境中注意创设情感情境,以充分发挥学生的主体作用
  教学实践表明,学生能否提出数学问题,不仅受其数学基础、生活阅历与经验、学习方式等自身因素的影响,还受其所处的环境、教师对提问的态度等外在因素的制约。因此,教师不仅要真正转变对学生提问的态度,鼓励学生大胆地提出问题,还要通过课堂教学过程各个环节适宜的情感情境的创设,如教师炽热的感情,精心而语言生动的设问,赞赏、鼓励的眼光,师生间的对话以及学生间议论等,逐步提高水平的妥善的引导学生对所提出的问题进行分析、整理,筛选出有价值的问题,启发学生揭示问题的数学实质,将提问引向深入。同时加强师生之间的情感交流,充分调动学生的非智力因素,有效地发挥学生的主体作用,使之主动参与教学活动,真正成为课堂教学的主角,从而提高课堂教学的效益。
  总之,创设教学情境是教学模式的基础环节,教师必须对学生的身心特点、知识水平、教学内容、教学目标等因素进行综合考虑,有比较的选择教育功能更好的情境,激发学生的学习动力,让他们更积极更主动地参与知识的发生、发展的探究中去,真正体现以学生发展为本,全面培养学生能力的课改精神。
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