小学数学“情境化习题”编制的实践研究

【摘 要】编制“情境化习题”是当下教师亟待提升的能力之一。从情境与学生生活实际的贴近度、与学科知识的融合性等方面考虑，可将常见的“情境化习题”分为日常生活情境习题、科学探究情境习题、社会文化情境习题等，这为习题的编制奠定了基础。结合具体的内容，以系列题目为例，从情境出发或从学科知识出发，介绍编制“情境化习题”的具体方法。

【关键词】小学数学； 情境化习题；习题编制

基于真实问题情境创编的习题可称之为“情境化习题”，自《义务教育数学课程标准（2022年版）》（以下简称“2022年版课标”）颁布以后，这类习题已引发广大教师和数学教学研究者的广泛关注。2022年版课标中明确指出，数学教学应紧密联系实际生活，通过创设丰富多样的问题情境，引导学生发现数学规律，解决数学问题，进而培养他们的创新意识和实践能力。这一要求不仅体现了数学教育的时代性，也凸显了问题情境在数学教学中的核心价值。但在实践中，一线教师创编“情境化习题”的能力普遍不足。本文将在划分“情境化习题”类型的基础上，结合具体的系列题目，探讨编制“情境化习题”的方法。

一、划分“情境化习题”类型，奠定习题编制基础

情境是连接数学知识与现实世界的桥梁，是激发学生数学学习兴趣、培养其创新思维的有效途径。从情境与学生生活实际的贴近度、与学科知识的融合性等方面考虑，常见的“情境化习题”主要有以下三类。

（一）日常生活情境习题

习题编制可围绕学生的日常生活展开，如购物中的价格计算、时间管理中的日程规划、家庭装修中的面积测量等。通过这些习题，学生可应用已掌握的数学知识解决实际问题。比如，在一年级学生认识了“几和第几”之后，结合乘坐电梯的情境，可以创编如下习题。

在下图中，花姐姐刚刚按了电梯的按键准备回家。

（1）这栋楼共有（ ）层。

（2）花姐姐家住在第（ ）层。

（3）叶妹妹家住在第6层，比花姐姐家低（ ）层。

需要注意的是，编制“日常生活情境习题”需要从学生的角度出发，结合学生真实面对的现实生活。比如，乘坐电梯这样的情境对于多数学生来说是真实的，但如果学生的生活中很少看到电梯，那么这样的情境就不合适了。

（二）科学探究情境习题

数学作为一门基础学科，与其他学科有着密切的联系。习题编制可以融入自然科学中的相关知识，或当前科技研究的最新成果，促进学生跨学科思维和综合应用能力的培养。以科学技术发展、科学成果表述等方式呈现习题，可以让学生在利用数学知识分析、推理的过程中，理解科学技术背后的数学原理、数学思想。

如下面是结合基因编辑技术创编的习题。

情境设定：想象一下，你是一位小小科学家，正在参与一个旨在保护濒危动物的项目。最近，科学家们发现了一种叫作CRISPR-Cas9的超级“剪刀”，它能够在DNA这个生命的蓝图里进行精确的修改，就像我们用橡皮擦改正错别字一样。现在，你的任务是帮助一种名叫“彩虹鹦鹉”（虚构物种，用于教学）的濒危鸟类，基因问题导致它们的羽毛颜色不再鲜艳，影响了它们的求偶和生存。

（1）首先，科学家们需要找到影响“彩虹鹦鹉”羽毛颜色的基因。经过研究，他们发现这个基因位于DNA的第3号染色体上，具体位置是从第123，456个碱基对到第123，480个碱基对。请问，这段影响羽毛颜色的基因一共有多少个碱基对？

（2）使用CRISPR-Cas9技术，科学家们成功地在实验室里对“彩虹鹦鹉”的胚胎细胞进行了基因编辑，修复了那些导致羽毛颜色变淡的基因错误。最近的一项研究显示，经过基因编辑的“彩虹鹦鹉”幼鸟中，有80%恢复鲜艳的羽毛颜色。如果在一个实验中，有50只经过基因编辑的幼鸟孵化出来，你能预测大约有多少只幼鸟的羽毛颜色会恢复鲜艳吗？

（3）科学家们希望通过这项技术，不仅能帮助“彩虹鹦鹉”种群恢复往日的美丽，还能提高它们在野外的生存能力。假设在未经基因编辑前，“彩虹鹦鹉”的野外繁殖率仅为50%，而基因编辑后，由于羽毛颜色的恢复提高了它们的求偶成功率，繁殖率提升至75%。如果在一个保护区内，有400只自然繁殖的“彩虹鹦鹉”和另外100只经过基因编辑的“彩虹鹦鹉”，你能估算出一年后这两组鹦鹉分别大约会有多少只存活下来吗？

结语：通过努力，你不仅学习了CRISPR-Cas9这一前沿的生命工程技术，还帮助了“彩虹鹦鹉”这一虚构的濒危物种。在现实生活中，我国的科学家们正利用这样的技术为保护生物多样性、治疗遗传疾病等做出巨大贡献。希望在未来，你能成为保护地球生命的英雄！

上面这种习题呈现方式，将阅读与问题解决整合起来，数学知识本身不难，学生解决数学问题的过程也是学习的过程。设计这样的习题，一方面，有利于拓宽学生的视野，激发学生数学学习的兴趣和信心，树立民族自信心、自豪感；另一方面，也有利于培养学生应用意识、创新意识和科学精神，提升学生的科学素养和跨学科思维能力。

（三）社会文化情境习题

习题编制时还可以融入社会文化元素，如社会热点问题中的数学计算、地域特色文化中的数学问题等。设计这类习题，既可以贴近学生当下生活，也可以包含数学史、中国传统优秀文化等。

如结合新闻中的素材创编习题。

2022年10月25日，12点23分，自贡凤鸣通航机场，一架代号为“双尾蝎D”的大型四发无人机自主驶入跑道并顺利升空，飞行18分钟后，于12点41分平稳着陆。全球首款大型四发无人机的成功首飞，标志着我国大型无人机产业已具备了针对不同市场需求快速研发响应的能力。该无人机速度可达260千米/小时以上，有效飞行距离可达7000千米以上。如果按260千米/小时的飞行速度，在首飞当天，该无人机飞行了多少千米？

通过这类习题，学生可以感受到数学与科技、数学与社会、数学与文化的紧密联系，增强对数学学习内容的认同感和兴趣。

二、建构数学与情境之间的“桥梁”，编制“情境化习题”

编制“情境化习题”的过程，就是构建数学与情境之间“桥梁”的过程。编制“情境化习题”，既可以从合适的情境入手，抓住情境中与数学相关的素材，也可以从数学知识本身入手，思考数学知识可以解决现实生活中的哪些问题。

（一）根据情境创编习题

古人云“处处留心皆学问”，教师如果具备“数学的眼光”，也能做到“处处留心皆习题”。如一名数学教师本身是音乐爱好者，结合音乐中的乐谱创编了以下系列习题。

（1）音符计时：在一个乐谱中，每个四分音符代表1拍，每个八分音符代表半拍。小明在练习一首曲子，他数了一下，这首曲子一共有20个四分音符和10个八分音符。请问这首曲子一共有多少拍？

（2）节奏组合：小红正在学习如何将不同的音符组合成相同的节奏。她发现，可以用2个八分音符来替代1个四分音符，或者用4个十六分音符来替代1个四分音符。如果乐谱中有1个四分音符和1个八分音符，她可以用多少个十六分音符来替代这2个音符？

（4）音符的排列：在一个乐谱中，有一串音符按照以下顺序排列：四分音符、八分音符、四分音符、十六分音符、十六分音符。如果每个四分音符代表1拍，那么这串音符一共占用了多少拍的时间？

（5）音乐的速度：一首曲子的速度是每分钟60拍（BPM），即每秒1拍。如果这首曲子的一小节有4拍，那么这首曲子在1分钟内能演奏多少小节？5分钟能演奏多少小节？

这些问题不仅有趣，而且能够激发小学生对数学和音乐的兴趣，帮助他们在轻松愉快的氛围中学习新知识。通过以上问题，学生可以将运算、等价替换等数学知识应用到音乐情境中，既可以加深对音符时值的理解，提升根据拍号来判断乐谱节奏的能力，也可以促进逻辑思维能力的提升。

（二）结合数学知识创设情境

在教学中，运用数学知识创设情境的方式更加常见，这就需要教师是数学习题设计的“有心人”。如教师教学“有余数的除法”后，围绕相关知识点设计了系列问题。问题在不同的情境中逐步加深难度，让学生全面理解和掌握相关知识。

（1）分配糖果：小明有10颗糖果，他想将它们平均分给3个小朋友。请问每个小朋友能得到几颗糖果？还会剩下几颗糖果没有分出去？

（2）玩音乐盒：小杰得到了一个新型的数字音乐盒，它可以播放由数字序列组成的旋律。玩音乐盒的规则是，每按下一个数字键，它会播放对应音符，并且自动跳到下一个数字（按顺序0～9循环）。如果小杰从0开始，每隔2个数字按下一个数字键（0、3、6、9、2……），那么他按了13次后，音乐盒会停留在哪个数字上？在这个过程中，有哪些数字被按了2次？

（3）借阅图书：图书馆里有32本新书，管理员决定将它们摆放在书架上。如果每个书架上摆放6本书，那么可以放满几个书架？还剩下几本书？如果管理员想尽量让每个书架上摆放的书数量相同，并且没有剩余的书，他可以怎么做？

（4）看信号灯：学校旁边十字路口的交通信号灯按照一个特定的规律变换颜色：从绿灯开始，每亮15秒绿灯，接着亮3秒黄灯，然后亮18秒红灯。这个变换模式一直循环。如果小红7时30分15秒整到达路口时，信号灯刚好开始一个新的循环，那么她需要等待多长时间才能看到绿灯再次亮起？小刚到达同样的位置时，时间是7时37分15秒，他可以直接过马路吗？为什么？

以上4道题目层层递进，构成了一个练习序列。问题（1）通过简单的糖果分配情境，引导学生初步认识有余数的除法，理解除数和商的概念，以及余数的产生。问题（2）通过玩数字音乐盒的情境，引入有余数的除法，让学生进一步巩固有余数的除法概念，理解循环和余数在日常生活中的应用。问题（3）通过图书借阅的情境，让学生练习有余数的除法，并学会根据余数调整分类方式，以达到特定条件，培养他们的分类思维和问题解决能力。问题（4）将有余数的除法与交通信号灯的变化规律相结合，让学生对有余数的相关知识在生活中的应用有更深刻的认识。学生需要理解信号灯变化的规律，以及如何根据规律结合时间的计算解决问题，从而锻炼他们的数学思维和逻辑推理能力。

教师结合数学知识创设情境，既需要对学生掌握这一知识的水平进行具体的划分，又要在生活中处处留心，了解学生的世界，找到他们感兴趣的话题。

总之，高质量的习题能促进学生高效地学、教师有效地教已成为大家的共识，“情境化习题”的编制方式需要所有数学教育研究者与实践者共同关注。虽然一般而言，教师受时间、精力所限，在日常教学中呈现的习题多来自教材、习题集等教学参考资料，但为了达成让习题内容更好地为学生学习服务的目标，教师必须有意识地提升自身创编、改编习题的能力。

同时需要注意的是，在题目的编制过程中，创设情境只是第一步。有了合适的情境以后，教师还可以根据情境继续设计层次分明的任务，并思考习题呈现的方式。这也是我们继续研究的方向。

参考文献：

［1］林松柏. 基于能力范式的教学改革理论创新和实践［M］.北京：科学出版社，2023.

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［3］李峥，王安民.指向核心素养的情境化习题的实践化探索：以教材“动量”情境化习题教学为例［J］.湖南中学物理，2023，38（9）：30-33.

［4］吴伟华，张嫦. PISA 2021数学素养测评框架视域下小学数学习题的设计［J］.小学教学（数学版），2023（5）：25-28.