新课标下高中数学情境教学模式的设计与实践

李秀花

高中数学情境教学作为新课标下的教学创新模式，旨在通过创设具体情境，激发学生的学习兴趣，培养他们的高阶思维能力和解决问题的能力。在这一教学模式下，教师不再是单向灌输知识的角色，而是引导学生主动探索、思考和实践的伙伴。本文从创设生活情境、历史情境、融合相关学科、运用类比猜想和创设操作情境等方面探讨高中数学情境教学模式的设计与实践，以期为高中数学教学提供新的思路和方法。

一、高中数学情境教学创设原则

首先，情境教学的创设需要贴近学生的现实生活，并能够激发他们的兴趣和好奇心。数学作为一门抽象的学科，往往让学生觉得枯燥乏味，因此，教师在创设情境时应当结合学生的日常生活、社会实践等方面，设计具有启发性和趣味性的情境，激发学生主动学习的欲望。

其次，情境教学的创设应当注重跨学科融合，将数学知识与其他学科或实际问题相结合。比如，引入物理、化学、生物等自然科学领域的内容，或者结合经济、地理、历史等社会科学领域的实际问题，使数学知识更加贴近实际，增强学生对数学的学习兴趣和理解深度。

最后，情境教学的创设还需要注重培养学生的综合素质和学科思维能力。教师可以设置开放性的情境，鼓励学生讨论、探究和解决问题，培养他们的批判性思维、创新意识和团队合作能力，以及对数学知识的深层理解和应用能力。

二、新课改下高中数学实施情境教学的意义

（一）激发学生的学习兴趣和动力

传统的数学教学往往以知识传授为主，学生在被动接受知识的过程中很难产生浓厚的兴趣和学习动力。情境教学通过设置具体的情境和问题，让学生在实际生活中感受到数学知识的应用和价值，从而激发了学生学习的兴趣和主动性。

（二）培养学生的综合素养和能力

数学作为一门抽象的学科，很难让学生将所学知识和现实生活相结合，而情境教学通过设置生活化的情境和问题，引导学生运用数学知识解决实际问题，能够培养学生的综合素养和解决问题的能力。

（三）增强教学的实践性和应用性

传统的数学教学往往过于注重概念和公式的传授，学生学完知识后很难应用到实际生活中。情境教学通过引入真实的情境和问题，让学生在具体的情境中运用所学知识解决问题，增强了数学的实践性和应用性，使学生在解决实际问题中更好地理解和掌握数学知识。

（四）培养学生的合作能力和沟通能力

在情境教学中，学生往往需要通过团队合作来解决复杂的情境和问题，在小组合作中互相讨论，提出自己的想法，在思维碰撞中找出解决数学问题的创新方法。这种方式既培养了学生的合作与沟通能力，也增强了学生的团队意识和责任意识。

三、新课标下高中数学情境教学模式的设计与实践

（一）创设生活情境，激发学生主动学习兴趣

现代教育理念强调以学生为中心的教学模式，情境教学正是符合这一理念的教学形式之一。情境教学是一种将学科知识与学生日常生活相结合的教学方式。在数学教学中，教师创设与学生生活密切相关的情境，引导学生主动探究、发现数学规律，并将其运用到实际问题解决中；综合运用启发式教学、问题解决教学等教学法创设相关的生活情境，让学生体验到数学在现实生活中的重要性和应用性；利用生活情境，将数学知识融入学生日常生活经历中，增强学生对学习数学的兴趣和动力，使学生在实际情景中更好地理解数学知识，培养他们对数学的兴趣和热爱，从而提高其学习数学的积极性和主动性。

例如，在教学高中数学必修五“数列”这一单元的知识点时，教师可以创设具体的生活情境：“小明每天都按同样的速度在操场上跑步，他想知道第n天跑的总里程是多少？”首先，教师根据教材中数列的定义和公式，引导学生通过观察小明跑步的情景列出数列的前几项，然后尝试总结数列的通项公式。其次，引导学生深入思考，如何利用数列的知识来解决小明的问题，并帮助学生建立数学模型，推导出总里程与天数的关系式。最后，教师让学生利用计算器或电脑进行模拟实验，验证他们所得到的结论，并对结果进行分析与讨论。

通过这样的教学实践，学生不仅能够在实际情景中感受数列的应用，也能锻炼自己的数学建模能力和问题解决能力，培养运用数学知识解决实际问题的能力。

在学习“等比数列”时，教师可以开展一个小活动，从某一组的某一列第一个开始，给他两支笔，然后让学生依次加倍给下一个学生，写出对应的这一组数，然后让学生观察这组数列有什么特征。这种生活情境的导入可以给数学学习增添一点趣味，使数学知识更加形象，拓展学生对数列知识应用的认识，培养他们的发散思维能力。

（二）创设历史情境，促进学生主动思考问题

在数学教学中，历史情境的创设能够帮助学生更好地理解数学知识的产生和发展过程，激发他们学习的兴趣和主动性。数学是一门古老的学科，有着悠久的历史和丰富的文化背景，教师可以通过还原历史背景、引入历史人物和事件等方式，引导学生深入探究数学问题，培养他们的思维能力和解决问题的能力，让他们感受到数学的魅力和价值。数学的发展过程是一个不断探索和发现的过程，教师让学生了解数学知识产生和发展的过程，便于学生深入探究数学问题，培养他们的思维能力和解决问题的能力。

以高中数学必修二中“空间几何体的表面积和体积”这一课的教学为例。教师可以引入古希腊数学家欧几里得等历史人物，讲述他们对几何学发展的贡献和影响，向学生介绍古希腊数学家如何通过观察和实践得出几何学的基本原理和公式。通过对这些历史知识的讲解，学生能够更加深入地理解空间几何学的本质和规律，在这些数学家的故事中对空间几何体的表面积和体积的求解产生兴趣，跟随古人的脚步去逐步探索出立体几何的求解方法，主动地去思考和探究；从圆柱体、锥体再到球体等立体几何图形，结合掌握的相关数学方法举一反三，求解更复杂的空间几何体的表面积和体积。教师也可以鼓励和引导学生去验证古代数学家的思路和方法，或者结合如今更加先进的信息技术创新解决数学问题的方法。

教师可以通过还原历史背景、引入历史人物和事件等方式，引导学生深入探究数学问题，培养他们的思维能力和解决问题的能力，让这些历史故事不再仅是背景导读，而是成为学生思考和探究问题的动力和指导方向。在实际教学中，教师需要根据教学内容和学生实际情况灵活运用历史情境的创设方法，以达到更好的教学效果。

（三）开展跨学科教学，培养高阶思维能力

跨学科教学能够拓宽学生的知识面，加深他们对数学知识的理解。数学作为一门基础学科，与物理、化学、生物等学科有着密切的联系，教师将数学与这些学科进行整合，能够引导学生发现不同学科之间的联系和共同点，促进知识的迁移和运用。高阶思维能力是指较高层次的思维活动，包括分析、评价、创造等方面的能力。教师将数学与其他学科进行整合，能够引导学生运用所学知识解决实际问题，促进他们的思维活动向更高层次发展。教师在教学中要善于发现不同学科之间的联系和交叉点，通过整合教学资源、合作备课等方式实现跨学科教学。同时，教师还需要根据学生的实际情况和学习需求，灵活运用多种教学方法和手段，激发学生的学习兴趣和主动性。

例如，在教学高中数学必修三中“统计和概率”单元中的相关知识点时，在统计“用样本估计总体”这一课的教学中，教师可以引入生物学中的人口普查数据进行统计分析，对人口普查数据的图表和相关数据进行分析，让学生了解统计学在现实中的应用，同时了解人口变化对社会发展的影响。在“概率”教学中，教师可以结合物理学中的随机现象进行分析，如抛硬币的概率问题、掷骰子的概率问题等，让学生通过这些实际问题了解概率在生活中的应用，并通过实际操作加深对概率知识的理解。教师还可以结合物理学中的实验设计和数据分析，引导学生自主设计实验、收集数据并进行分析。

通过跨学科学习，学生不仅能够掌握统计学的知识，还能够培养实验设计、数据分析等方面的能力，促进高阶思维的发展。在教学中，教师可以结合现实生活中的案例，如人口增长问题、传染病的传播问题等，让学生运用所学的统计和概率知识对相关问题进行分析和预测，通过实际的数据分析和概率计算，加深对这一单元的知识点的理解和应用，从而培养学生的综合分析能力和创新能力。

（四）运用类比猜想，提高学生的数学思维能力

类比猜想是一种重要的数学思维方式，它通过对两个或多个事物的比较，发现它们之间的相似之处，进而提出新的猜想或解决问题的方法。在新课标下的高中数学情境教学中，数学概念和性质往往具有一定的抽象性和复杂性，学生在学习时容易感到困惑，教师可以运用类比猜想的方法，帮助学生建立新旧知识之间的联系，引导学生寻找它们之间的相似之处，从而更好地理解新的概念和性质。同时，创造性思维是数学思维的重要组成部分，它要求学生能够独立思考、勇于创新，教师可以运用类比猜想的方法培养学生的创造性思维，引导学生从不同的角度看待问题，发现新的解决问题的方法。

例如，在教学教材中“平面向量”这一单元的过程中，教师可以引入一个具体的类比场景实施类比猜想的策略，如力的作用。在这个教学场景中，教师向学生提出问题：“如果我们把力的作用问题与平面向量场景联系起来，你认为可以使用平面向量的方法解决力的合成问题吗？”通过这个问题，学生认识到力的作用问题和平面向量问题之间存在类似的特征和规律。在教学实践中，教师可以引导学生分析力的作用问题和平面向量问题的联系，提炼出共性规律，进而将平面向量的概念和运算方法应用到力的合成问题中。教师可以给学生提供一个力的合成问题，然后引导学生思考如何通过平面向量的方法解决该问题，并让学生自己动手计算和验证答案。

通过这样的实践操作，学生既能够将平面向量的知识应用到实际问题中，又能够培养归纳推理能力和类比思维能力，将已有的知识与新的问题相联系，从而在解决问题时能够灵活运用数学知识和思维方式。这种教学方式不仅提高了学生的数学思维能力，还培养了他们独立思考和解决问题的能力。

（五）创设操作情境，锻炼学生的动手能力

创设操作情境是指在数学教学中，教师设计具体的操作场景，让学生亲身参与到实际操作中，锻炼他们的动手能力。这种教学方式可以帮助学生将抽象的数学概念转化为具体的实践活动，增强学习的趣味性和吸引力，激发学生的学习兴趣和积极性。通过操作情境，学生可以亲自操作实验器材或计算机软件，进行实际的观察、测量和计算，通过自己的实际操作，深入理解和掌握数学概念和原理，探究数学问题，培养解决问题的能力。同时，教师创设操作情境，也有助于培养学生实际应用数学知识的能力，提升他们的综合运用能力和创新思维。

以高中数学选修教材中“圆锥曲线与方程”这一单元的教学为例。在介绍椭圆的定义和性质时，教师可以设计一个物理实验场景，让学生通过测量椭圆的焦点和相应点的距离来验证椭圆的定义。教师可以准备一个椭圆形的板子，上面有两个固定的点作为焦点，并且在椭圆上固定几个其他点。学生使用测量工具，如尺子或卷尺等测量焦点到椭圆上各个点的距离并记录下来。然后，学生整理测量数据，计算焦点到各点的距离之和。

通过比较实际结果与理论值的差异，学生可以验证椭圆的定义和性质。在教学实践操作中，教师可以引导学生根据实际操作的结果，思考和解释为什么测量结果符合椭圆的定义，从而促进学生对椭圆的理解和掌握。同时，教师还可以引导学生改变椭圆形状、焦点的位置等参数，观察椭圆的变化规律，进一步加深对椭圆的理解，培养学生的观察能力和实验能力。通过上述教学实践，学生能够在实际操作情境中深入理解和掌握圆锥曲线与方程的知识，提升知识应用能力和创新思维能力。

四、结语

总而言之，高中数学情境教学模式的设计与实践对于学生的数学学习和综合素质的提高具有重要意义。高中数学情境教学模式的设计与实践需要教师具备全面的素质和能力，也需要学生与家长的积极配合和支持。只有通过教育改革的不断深化和教学模式的不断创新，才能够实现教育的目标，为社会和国家培养更多优秀的人才。未来，教师应该注重多方面的创新，如优化教学设计、拓展教学资源、丰富教学形式等方面，以适应时代和学生的需求，同时，不断提升自身的专业水平和教学技能，为学生提供更加优质的教育，促使他们成为具有创新精神和解决问题能力的高素质人才。