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文檔簡介

摘要:新高考注重對學生高階思維的考查,這意味著在高中數學教學中,教師不僅要引導學生準確、有效地獲取知識,還要注重引導學生對數學知識進行深度分析,讓學生可以在原有認知基礎之上對知識進行創新,并對結果進行及時的評價。對此,在高中數學教學中,教師要正確認識高階思維的內涵,結合培養學生高階思維的必要性,探索更為有效的高中數學教學方式,改變傳統教學中學生以大量做題、死記硬背為主的學習方式,增強教學的實效性,提升高中數學教學質量,讓學生可以用良好的狀態去應對新高考數學的挑戰。關鍵詞:高中數學;新高考;高階思維在以往的高中數學教學中,教師采取的教學方式比較單一,并且不重視對學生思維品質、學習能力的培養,導致學生無法真正獲得學習的能力。新高考作為教學的指南針,對于教師的教學行為具有重要的導向作用。近些年來,高考數學試題呈現出情境化、綜合化的傾向,更加重視對學生高階思維的考查。因此,教師有必要積極轉變思想觀念,探索培養學生高階思維的有效方式。一、高階思維的內涵美國教育家布魯姆將思維能力劃分成多個層次,包括識記、領會、應用、分析、綜合、評價、反思等,其中,識記和領會等被稱為低階思維,分析、應用、反思、創造等被稱為高階思維[1]。此外,也認為高階思維具有非算法性、復雜性、多種解決方案多種應用標準、不確定性等特征。在高中數學教學中,高階思維具體表現在以下方面:分析思維:學生可以對問題進行分析、拆解,并且理解問題的組成部分。應用思維:學生可以根據問題解決的實際需求,靈活地調用自己的已有知識經驗。反思思維:學生可以根據標準或者準則,對事物的發展進行評估,并且從中總結出更好的問題解決方法。創造思維:學生可以在解決問題的過程中提出新的想法或者實踐方案。總之,高階思維是區別于識記、領會等低階思維的思維方式,具有很強的應用性和遷移性,是提高學生學習能力的重要思維方式,對于落實數學核心素養要求具有重要意義。二、新高考背景下高中數學教學中培養學生高階思維的必要性2020年推出的《中國高考評價體系》,提出了“一核四層四翼”的評價體系,對“高考為什么考”“高考考什么”“高考怎么考”等考試的本源性問題進行了詳細敘述[2]。從這四個角度進行分析,可以看出高考數學的考查要求包括四個方面,分別是基礎性、綜合性、應用性和創新性,為教師“如何培養人”指明了方向,具有重要的參考價值。高考評價體系中提出的要求也成為當前新高考改革的重要指南,在近些年來的高考數學試卷中,不乏對學生問題分析能力、邏輯思維以及探究能力的考查。例如,在高考數學試題中,會強調讓學生基于真實情境來提出解決問題的辦法,學生需要具備良好的信息獲取能力、問題解決能力、數學表達能力,并且將這些能力外顯化,進而更好地解決問題。又如在新高考數學命題中,重視對開放題的命制,這要求學生具有良好的發散思維能力以及獨立思考的能力,可以將觀點和論證統一,體現了新高考對學生創新思維的考查。綜上可以看出,在新高考背景下,教師有必要實現對學生高階思維的有效培養,從而幫助學生更好地應對高考的挑戰,將學生培養成為社會發展需要的人才。三、新高考背景下高中數學教學中培養學生高階思維策略(一)創設思維情境,培養分析思維能力區別于初中和小學的數學教學,高中階段的數學知識難度明顯增加,知識容量也在加大。對此,教師在培養學生分析思維能力的過程中要重視對思維情境創設手段的運用,借助思維情境的創設,提升學生的學習興趣,增強數學知識和學生生活之間的關聯,從而讓學生對知識的本質建立更加完善的認識[3]。1.借助生活情境,培養分析思維數學知識與學生生活之間存在密切的關聯,通過著眼于學生的最近發展區,選擇學生熟悉并且感興趣的話題來創設情境,可以有效激活學生內在的學習動機,讓學生的思維更具有靈活性、敏捷性和深刻性,從而使學生的分析思維能力獲得發展。教師選擇的情境要貼近學生的生活,并且關注學生的前經驗,讓學生可以在生活情境的分析中糾正自己的錯誤認識,搭建更加完善的認知框架。例如,在“函數的概念”教學中,教師可以為學生展示如下情境:交通是地方經濟發展的前提,伴隨科技的發展和國家經濟實力的提升,我國的交通狀況也在不斷好轉,2021年,國內首條“興國號”磁懸浮列車在武漢下線,在加速到400千米每小時之后,這個列車又勻速行駛了半個小時。那么在本次的行駛過程中,列車行駛的路程和行駛的時間之間存在怎樣的關系?是否可以使用初中時期學習過的知識,描述路程和行駛時間之間存在的關系?你認為“在列車加速到400千米每小時之后,每行駛一個小時,列車就前進了400千米”這種說法正確嗎?你是否可以使用更加精準的語言來描述路程和時間之間的關系?借助這一生活情境的創設,不僅可以引出本次的教學主題,而且能夠激活學生的已有學習經驗,讓學生在問題的牽引下進行深入思考,從而促進學生對數學現象的深入分析,發展學生的高階思維能力。2.運用數學史情境,培養分析思維數學史具有很強的育人價值,在高中數學教學中創設數學史情境,不僅可以讓學生受到數學文化的熏陶,而且能夠讓學生在分析數學知識發展過程時建立完整的數學認知框架,從而促進學生分析思維能力的成長。在高中數學教學中,教師要結合對學生認知規律的了解,選擇適合的數學史素材,有效調動學生的內在動機,讓學生主動分析數學史情境中蘊含的問題[4]。例如,在“復數”的教學中,為了讓學生對復數的概念產生探索的興趣,教師可以借助復數發展的歷史來創設情境。首先,教師引導學生回顧之前所學的知識,讓學生進行簡單的代數方程計算,喚醒學生的回憶。接著,教師再向學生講述故事:在古代,人們就對求解代數方程的方法十分感興趣,在古希臘時期,人們就已經掌握了一元二次方程的解決方法,但是卻在一直規避的情況,到了1545年,某個數學家揭露了一元三次方程的求根公式(使用多媒體向學生展示相關的公式),但是很快,這個數學家發現在使用該公式解決某些方程時,會出現二次根式被開方數小于零的情況,由此,更多的數學家開始關注方程中的相關問題。接下來,教師再根據這一數學史情境,順勢引出復數的概念,讓學生知道之前的人們是如何一步步得到復數概念的,增強學生的探索動機。如此,比起直接告訴學生結論,借助數學史情境創設的方式,可以讓學生在趣味情境的分析中提煉出數學概念,對數學知識的形成過程建立更加正確的認識,從而促進學生分析思維能力的發展。3.結合合作情境,培養分析思維在高中數學教學中,通過創設合作情境,不僅可以營造良好的課堂學習氛圍,增加學生之間的交流互動,而且有助于引發學生之間的思維碰撞,讓學生對如何解決問題產生更加深刻的理解,從而促進學生分析思維能力的發展。在教學中,教師要加強對學情的分析,了解學生的認知特點,選擇適合的話題素材來創設合作情境,為學生的交流合作創造良好的環境[5]。例如,在“圓和圓的位置關系”教學中,教師可以在上課之前對學生進行分析,將學生分成幾個小組,并且確保每個小組中都存在學優生、中等生和學困生,讓小組內存在不一樣的聲音。接下來,教師再創設如下的合作情境:首先,借助多媒體向學生展示日食過程中兩個“圓”的相對運用,讓學生對這個過程進行觀察,分析可以從中獲得哪些數學信息。接著,再向學生展示提前準備好的兩個圓形紙板,讓學生以小組為單位來進行共同操作,在實踐當中進一步歸納總結圓和圓的位置關系,并且分析每一種位置關系的特點。如此,借助合作情境的創設,可以讓學生在交流討論中探索圖形運動的本質,加深學生的理解,并且促使學生在說的過程中獲得分析思維能力上的發展。(二)引導數學建模,培養應用思維能力應用思維能力的培養旨在讓學生學會運用所學知識去解決、解釋生活中的某些問題,在培養學生應用思維能力的過程中,教師要重視對數學建模手段的運用,從而增強抽象理論知識和學生生活之間的關系,讓抽象復雜的數學現象以直觀、生動的方式呈現在學生面前。1.借助課堂教學,培養應用思維課堂是高中數學教學的主陣地,借助課堂教學的方式來引導學生掌握數學建模的方法,可以使學生的數學應用思維獲得更好的發展。在教學中,教師要深入挖掘教學內容中的建模問題,包括課堂教學中的數學概念、公式、定理等,以這些載體來引導學生進行數學建模活動,使學生在分析、解決問題的過程中自然而然地提升自身的數學應用思維能力。例如,在“函數的應用”教學中,教師可以引導學生開展數學建模活動。首先,教師向學生提出問題:最近,老師喜歡上了茶藝這項活動,已知煮沸水和時間之間存在密切的關系,一分鐘的時候,水溫是24℃,兩分鐘的時候,水溫是35℃,三分鐘的時候,水溫是46℃,四分鐘的時候,水溫是54℃,那么你可以根據這些信息,計算出來茶水煮沸需要的時間嗎?在學生了解了要解決的問題之后,教師可以引導學生根據這一問題來進行數學建模,學生在這個過程中需要使用“對模型問題進行抽象轉化—繪制散點圖—建立不同模型進行預估”的思路來完成建模的活動,在這個過程中培養學生的數學應用思維能力。2.引導專題建模,培養應用思維在高中數學教學中,教師在培養學生數學應用思維時不應當將教學局限在教材上,而是要根據學生數學應用思維能力的發展需要,引導學生開展恰當的專題建模活動,讓學生可以在專題建模中進一步掌握數學建模的方法,強化學生的數學應用思維。在高中數學教學中,通過對教學內容進行分析,教師可以從以下角度來引導學生進行專題建模訓練:一是借助潮汐問題、投資問題等,引導學生完成對“函數模型”的建構;二是借助銀行貸款問題、細胞分裂問題、人口增長問題等現實問題,引導學生對“數列模型”進行深度構建;三是借助有獎銷售等問題,引導學生去建構“概率統計模型”;四是借助最優解問題,引導學生去建構“優化模型”等。總之,在高中數學教學中,教師要深入挖掘教學內容中對學生數學應用思維有幫助的內容,對其進行整合,適當地引導學生開展專題建模活動,使學生的高階思維獲得更好的發展。(三)變換評價方式,培養反思思維能力在新高考背景下,教師要重視對學生反思思維能力的有效培養,讓學生學會對自我進行過程性、發展性、持續性的評價,增強學生的綜合素質,從而將學生培養成為優秀的人才。在高中數學教學中,教師要注重變換評價方式,從而更好地實現對學生反思思維能力的有效培養。1.設計日記活動,強化反思思維每個學生都有自己獨特的學習方式,只有尊重學生之間的差異,讓學生尋找適合自己的學習方式,才可以使學生在反思中獲得更加全面的發展。因此在高中數學教學中,教師可以引導學生開展撰寫數學日記活動,讓學生借助數學語言來記錄下自己的數學學習過程,從而使學生在記錄的過程中對自己是“如何發現、提出、分析、解決問題”的建立更加完善的認識,促進學生反思思維的成長。例如,在“對數函數”的教學中,教師可以在新課教學的基礎上,在課后給學生布置學習任務:在課后對對數函數、指數函數的相關知識進行歸納整理,分析自己在兩個函數的學習中獲得了哪些成果,在認知上還存在哪些不足等。學生需要對自己這一階段的數學學習成果進行歸納總結,并且使用恰當的數學語言來進行描述。在撰寫數學日記的過程中,學生不僅可以使用常用的文字,還可以使用符號、圖表等方式來記錄自己的發現,從而讓學生制作出更具有自己特色的數學日記,實現有效反思。在學生完成了日記的撰寫之后,教師還可以鼓勵學生將自己的作品,借助線上的方式分享給其他同學,讓學生之間交流互動,從而讓學生在交流表達中收獲更多的學習經驗。2.引導學生互評,強化反思思維學生互評是一種“同行者的激勵與提示”,通過引導學生之間相互進行評價,可以讓學生對他人以及自我的成長進步情況建立更加客觀的認識,有助于學生反思思維的成長。在高中數學教學中,教師要積極引導學生進行相互評價,讓學生可以從不同的角度來審視自己學習的過程,從中形成自己的改進方案,強化學生的反思思維能力。例如,在“平面向量”的教學中,教師可以首先向學生展示問題:在一個三角形當中,點是線段上面的一個點,連接,是的平分線,其中,的長度是4,的長度是3,的度數是60度,那么的長度是多少?在提出了問題之后,教師可以給學生充足的時間來進行獨立思考,之后,再邀請部分學生去介紹自己的解題思路。有的學生借助余弦定理的知識去解決問題,有的學生通過建立直角坐標系的方式去解決問題,還有的學生借助等面積法去解決問題……在學生展示了不同的問題解決方法之后,教師再引導學生進行相互評價,讓學生從客觀的角度來分析每一種方法的優點以及不足。如此,不僅可以幫助學生擴寬自己的問題解決思路,還可以讓學生在互評中認識自己的不足,從而促進學生反思思維等高階思維的成長。3.實現持續評價,強化反思思維學生反思思維能力的成長是一個循序漸進的過程,在高中數學教學中,教師要避免向學生提出過高的要求,導致學生對學習產生畏難情緒。在教學中,教師要加強對學生的全面觀察,注重對學生進行持續性的發展評價,讓學生養成良好的反思習慣,從而使學生的反思思維能力獲得更好的發展。例如,在高中數學教學中,教師可以加強對學情的觀察與分析,對學生進行恰當的分析,對不同學生進行恰當的評價。如在數學基礎知識的教學中,對于學習能力較強的學生,教師要重點評價學生是否可以自主完成學習任務,是否能夠積極主動地參與到數學探究活動中來等;對于數學學習能力較差的學生,教師在評價中則要關注學生是否形成了基本的質疑精神等。如此,通過根據學生之間的差異性,對學生進行持續性的評價,可以在潛移默化中挖掘學生的學習潛能,并且讓學生更好地感受自己的進步,找到適合自己的學習策略,從而促進學生反思思維能力的發展。(四)借助開放手段,培養創造性思維能力創造性思維的培養是新高考背景下高中數學教學的主要任務,在高中數學教學中,教師要注重為學生創造開放的學習空間,增強學生思維的靈活性、開放性,讓學生可以在數學學習中產生更具有創造性的思維方式,從而實現對學生高階思維的有效培養。1.借助開放問題,激活創造性思維在高中數學教學中,教師可以向學生提出具有開放性的問題,借助開放性問題的提出,讓學生形成多元化、靈活化的問題思考方式,進而激活學生的創造思維。在傳統的高中數學教學中,存在問題封閉性強、問題答案固定等情況,導致學生在思考中出現了過程標準化、思維方式模板化的問題,不利于學生創造思維的成長。借助開放問題的提出,則有助于改善這一情況。例如,在函數知識的教學中,教師可以向學生提出問題:已知函數滿足,并且,請你求出的解析式,這個問題的題目十分靈活,條件也具有很強的開放性,學生需要形成開放、靈活的問題思考方式,對二次函數等不同的函數進行探索,從而讓學生的思維靈活性、開放性獲得發展,增強學生的創造思維能力。在學生解決了這個問題之后,教師還可以鼓勵學生根據對這個問題解法的思考,自主設計一個開放性的函數問題,進而讓學生可以遷移使用自己獲得的學習經驗,使學生在編寫題目的過程中獲得創造性思維的進一步

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