基于情境教学的高中数学核心素养培养路径研究

【摘要】情境教学是一种突出学生主体地位的教育方法，强调将学习内容置于具体且相关的情境中，以增强学生对知识的理解和记忆.实践中，教师将结合教学内容特点创建一个模拟的现实环境，引导学生通过实践、体验和交互活动等方式进行学习和探索，从而促进知识的深层理解和长久记忆.文章以基于情境教学的高中数学核心素养培养路径为主题展开研究，阐述了情境教学的定义和特征，分析情境教学在高中数学核心素养培养中的应用价值，再结合实践案例提出具体的实施路径，旨在探讨如何通过情境教学有效培养学生的数学核心素养，以期为高中数学教育提供创新的教学方法和理论支持，全面提高学生的数学素质和应用能力.

【关键词】情境教学；高中数学；核心素养；培养路径

【基金项目】本文系甘肃省教育科学“十四五”规划2023年度重点课题《基于高中数学核心素养下的情境教学策略研究》的研究成果论文，课题立项号：GS[2023]GHBZ160

引 言

在新课改的全面实施过程中，高中数学课程的实施以提高数学学科核心素养为主要目标，教师将通过系统完善的教学活动促进学生数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算和数据分析六大素养的同步发展，旨在帮助学生形成系统完善的数学知识结构，持续提升解决实际问题的综合能力.在此背景下，情境教学作为一种有效的教学策略，可将课程学习内容置于富有意义的情境中，引导学生在与实际情境的交互中深入理解数学概念和原理，从而提高学习的主动性和实用性.为进一步推动高中数学新课改的实施，教育者应当深入研究情境教学的实施路径，在真实或模拟的环境中，鼓励学生将数学知识与现实世界充分联系，以实现对数学核心素养的培育.

一、情境教学的定义和特征

（一）情境教学的定义

情境教学是一种将学习内容置于特定的、富有意义的情境中，以促进学生更深层次理解和应用的教学方法.这种教学策略强调在真实或拟真的环境中进行学习，通过模拟现实生活中的场景或问题，使学生在解决问题的过程中自然而然地吸收知识和技能.情境教学起源于认知心理学，特别是基于认知主义的学习理论，认为知识的获取和理解最有效的方式是通过在具体和实际的情境中进行学习.因此，情境教学不只注重学科知识的传授，同时更重视对能力的培养，通过创设具体情境的方式引导学生主动探索和实践，以达到优化学习效果的目的.

（二）情境教学的特征

情境教学是符合新课改教学要求的一种教学方法，其学习活动围绕与学生生活或未来职业实践紧密相关的情境展开，不仅能够激发学生的学习兴趣，还可增强学习的针对性和实用性.具体来讲，该教学方法具有学生中心、互动合作、综合应用、注重反思等特征.

二、情境教学在高中数学核心素养培养中的应用价值

情境教学在高中数学核心素养培养中具有诸多方面的积极应用价值.一方面，情境教学可以将数学学习置于真实或拟真的情境中，学生能够直观理解数学概念和原理，从而更好地把握数学的抽象性和逻辑性.在此过程中，学生可以主动将数学知识与现实世界的问题链接起来，提高数学学习的实用性和相关性，从而让学生在解决实际问题的过程能够更加自信.另一方面，情境教学强调学生的主动参与和合作学习，通过小组讨论和项目实践的方式，学生的合作精神和沟通能力可得到有效提升，还可锻炼批判性思维和创新能力.因此，这种互动合作的学习模式不仅促进学生思维方式的多样化，还可加深他们对数学概念的理解和应用.除此之外，情境教学能够促使教师在教学过程中不断创新教学方法和内容，使教学更加灵活和生动，从而提高教学效果.通过持续的实践和反馈，教师可以更好地了解学生的学习需求和挑战，进一步优化教学策略，帮助学生在不断的实践中积累经验，形成深刻的数学理解和应用能力.因此，情境教学不仅可以丰富高中数学教育的教学内容和方法，还可显著提升学生的数学核心素养.

三、基于情境教学开展高中数学核心素养培养的实施路径

（一）巧设生动教学情境，激发学生学习兴趣

在高中数学教学中，巧妙设置教学情境对于激发学生的学习兴趣具有重要价值.数学问题与情境的有效融合不仅是教学的一种手段，更是核心素养培养的载体.为了适应学生的数学认知发展和学科教学的特点，教师应当采用多样化的方法创设直观且具象的教学情境，促使学生积极参与其中，自主探索并获取有价值的数学知识，持续保持活跃的数学思维状态.

1.故事情境

在高中数学教学中，故事情境创设是增强课程吸引力的有效方法，将其作为新课程内容的引入手段，教师可以更有效地吸引学生，从而为课堂教学奠定良好的基础.为此，教师可以根据即将教授的数学概念，设计一个与之相关的故事情境，这个故事应当富有趣味性和实际意义，能够引起学生的共鸣.同时，故事的内容不需要过于复杂，关键是要与数学内容有机结合，让学生跟随故事的发生、发展自然而然地发现问题、分析问题和解决问题.在故事的叙述中，教师可以运用多媒体工具如幻灯片、视频等辅助材料，使故事更加生动，同时让数学概念在学生心中得以具象化，降低抽象概念的学习难度.

以湘教版高中数学教材必修一“集合”为例，教师可以创造一个名为“寻找宝藏”的故事情境.故事的背景设定在一个古老的海岛上，学生扮演探险者的角色，他们需要找到藏在岛上的宝藏.在这个过程中，教师引入了“集合”的概念，如探险者需要通过各种线索确定宝藏可能藏匿的位置，这些位置可以视为一个集合.在故事讲述中，教师可以进一步引入如交集、并集等概念，模拟不同线索间可能的逻辑关系，比如两个线索的交集代表两个线索同时指向的宝藏位置.随着故事的推进，学生在解决如何利用集合理论找到宝藏的问题中，自然而然地理解并掌握了集合的基本操作和理论.在此过程中，故事情境的设置不仅使抽象的数学概念变得具体和易于理解，还极大增强了学习的趣味性和实践性，可有效促进学生的主动学习，实现核心素养的培育.

2.游戏情境

游戏情境也是提高学生学习积极性的一种有效方法，能够使抽象的数学概念在学生眼中更具体、更有趣，通过寓教于乐的方式完成课程教学.教师需要根据教学内容设计与之相关的数学游戏，能够覆盖关键的教学点，同时需要具有挑战性和互动性，以促进学生的积极参与.在游戏设计中，教师可以结合竞赛元素，设置规则和目标，使学生在游戏中追求目标的同时主动运用数学知识，促进对数学知识的理解和应用.为增强游戏体验感，教师还应合理利用教学资源，如电子白板或手持设备等进行数字化游戏，有效提高游戏的吸引力和教育效果.

以湘教版高中数学教材必修一“函数的基本性质”为例，教师可以引入一个名为“函数大挑战”的游戏.在这个游戏中，学生需要通过解决与函数性质相关的一系列问题来推进游戏进程.游戏可以设置在一个虚拟的科学实验室环境中，学生扮演年轻的科学家，任务是通过实验探索不同类型的函数和它们的性质（如单调性、奇偶性、周期性等）.每通过一个实验关卡，学生可以解锁下一个更复杂的实验（即更难的数学问题）.例如，初级关卡涉及识别函数图像的单调区间，而更高级的关卡则要求学生分析函数的组合并预测输出结果.通过游戏化方式，学生在探索和解决问题的过程中自然而然地加深对函数基本性质的理解，在轻松愉快的氛围中掌握复杂的数学理论.

3.生活情境

在高中数学教学中，引入生活情境是引导学生直观感受数学与现实世界联系的有效方法，可以有效激发学生的主动学习热情，从而在自主性学习中促进核心素养的提高.首先，教师需要根据教学内容选择与之相关的日常生活情境，情境应当是学生熟悉或感兴趣的，如购物、旅游、家庭预算管理等，学生能够自然地将数学概念与现实生活联系起来.同时，教师应设计具体的问题或任务，让学生在解决实际问题的过程中应用数学理论，使学生更加关注学习内容.

以湘教版高中数学教材必修一“指数函数”为例，教师可以设计一个与银行存款利息相关的生活情境.在这个活动中，学生扮演顾客的角色，面临如何选择最优的银行存款方案的问题.教师提供几种不同的定期存款方案，每种方案有不同的利率和复利计算方式.学生的任务是计算在一定期限后各个方案的最终收益，并比较哪种方案收益最高.通过实际计算复利公式，学生能够掌握指数函数的应用，理解其中的数学原理如指数增长和时间的影响.在此过程中，教师应引导学生讨论不同情境下的选择差异，如短期与长期投资的利益如何受到复利效应的影响.通过实际生活情境的创设，学生不仅能够学习指数函数的数学原理，还能看到其在生活中的实际应用，从而在解决实际问题的过程中深化对数学概念的理解和应用，促进核心素养的提高.

（二）组织项目探究活动，提升学生学习能力

在高中数学教育中，探究性活动的组织与实施是提高学生核心素养的有效手段，也是情境教学方法应用的主要形式之一，其目的是将学习主动权交还给学生，同时培养他们的探索意识和实践能力.通过有目的的探究活动，学生能在观察、分析和计算的过程中体验到数学的实用性和美感，提高他们的学习动力和效率.因此，组织多样化的探究性项目成了提升学生综合能力的重要手段，在此过程中，学生不仅可以学习数学知识，还将学会如何运用这些知识解决实际问题.

1.统计调查项目

在组织统计调查项目中，教师可以引导学生通过实际的数据收集和分析探索与日常生活紧密相关的主题，指导学生在生活情境中开展自主学习.教师应先引导学生选择一个感兴趣的主题，如校园饮食偏好或者运动参与度等.接着，教师指导学生设计问卷，确保问卷的问题既能覆盖研究主题的关键方面，又能产生可量化的数据，适合后续的数学分析.学生团队需分配任务，分别负责问卷发放和收集、数据的录入、整理和分类等.同时，教师应引导学生学习并使用适当的统计软件，对数据进行简单分析，尝试制作图表等，以得出基本结论.

以湘教版高中数学教材必修一“抽样”章节为例，教师可以引导学生进行一个关于“学生课外阅读习惯”的统计调查项目.教师需先讲解抽样的基本原理和方法，帮助学生了解如何进行有效抽样以减少偏差并节省资源.学生设计一个包含课外阅读时间、阅读材料种类和阅读环境偏好等问题的问卷，应用系统抽样方法，从学生名单中按照一定的间隔抽取样本，以确保样本的代表性.其次，学生需要将收集到的数据通过统计软件输入并分析，学习如何通过图表和百分比等形式呈现数据结果，最终形成一份报告，总结课外阅读的普遍趋势和特点.通过这个项目，学生不仅能够实际操作和应用抽样理论，还能深入理解数据如何支持科学研究和决策过程.

2.几何设计项目

在几何设计项目中，教师可以环保包装设计为落脚点，设计实践应用场景，指导学生将数学理论应用到实际问题解决中.首先，教师需要引导jojMyd3ke5OsljJHA1k7q91bOM76UsfHrvW4Iy7tJrw=学生理解项目的目标：为元旦节设计一种既经济又实用的产品包装，这要求包装使用最少的材料达到最大的包装效果.其次，教师应引导学生复习一些基本的几何形状和它们的性质，回顾如何计算这些形状的体积和表面积.最后，学生需要选择一个具体的产品，如饮料瓶或食品盒，然后探索不同包装设计的可能性.在此过程中，学生以团队方式开展项目探究，绘制草图，选择他们认为最合适的几种设计方案，每种方案都需要详细计算所需材料的体积和表面积.

以湘教版高中数学教材必修二“几种简单几何体的体积”为案例，教师可以指导学生探讨不同几何体（如棱柱、棱锥、棱台和球）在包装设计中的应用.例如，学生选择设计一个糖果盒，他们可以考虑使用棱柱形或棱台形，因为这些形状在实际生产中比较常见，易于堆叠和运输.学生需要计算不同设计的表面积和体积，以确定哪种设计使用的材料最少，还要考虑包装的开启方式和美观性.在此过程中，学生可以使用计算软件帮助进行这些计算，并创建简单的三维模型来直观展示他们的设计.通过这个过程，学生不仅应用了数学知识进行实际问题解决，还能够深入理解几何体积的计算方法和实际应用场景，实现理论与实践的有效结合.

（三）运用现代信息技术，拓宽学生学习视野

在情境教学框架下，教师还应积极运用现代信息技术，紧密结合数学教学内容和学生实际需求开展情境教学，拓宽学生的学习视野.教师需先选择合适的技术工具和资源，如互动白板和在线模拟平台等创建一个沉浸式的学习环境，再构建富有吸引力的学习情境，使抽象的数学概念在学生眼中能够更加具体，从而增强学生对知识的理解.在此过程中，通过设置相关的数学场景，如历史数学问题的再现、数学应用的模拟等，教师可以引导学生在实际环境中探索数学知识，从而更好地理解数学的实用性和美感.

以湘教版高中数学教材必修二“几何学的产生和发展”为例，教师可以利用数字化工具，如几何画板软件模拟古希腊时期的几何学场景，学生可以通过这个平台“步入”虚拟的古希腊，探索当时的数学研究环境，仿真解决历史上著名的几何问题，如用尺规作图解决古典问题.同时，教师可以利用VR技术，引导学生可以虚拟参观历史著名的建筑等，观察和分析这些建筑设计中的几何元素.这样的情境教学不仅让学生在探索过程中亲身“体验”历史和文化，还能直观地理解几何学在实际工程和艺术设计中的应用.通过这种互动和沉浸式学习体验，学生能够更全面地理解几何学的发展及其对人类社会的深远影响.

结 语

综上所述，情境教学在高中数学教育中是培养学生核心素养的一种高效策略.实践中，教师应当结合课本内容巧妙设计教学情境，同时组织多样化项目探究活动，再结合现代信息技术不断增强情境教学的真实性、丰富性和感染力，持续增强学生对数学概念的理解，有效促进学生数学核心素养的培养.

【参考文献】

[1]王涛.情境教学运用于高中数学教学中的相关思考及实践探究[J].考试周刊，2023（52）：74-77.

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