核心素养下高中数学体验式课堂教学设计研究

摘 要：《普通高中数学课程标准》提出学生的数学核心素养有六个方面：数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算、直观想象和数据分析。如何提升学生数学核心素养，对我们一线教师课堂教学设计提出了更高的要求。通过数据对比得出，体验式教学方式不仅可以提升学生的数学核心素养，而且对于提高学生的数学成绩有明显的优势，学生对所学的知识和方法掌握得更加牢固。因此，对于高中数学体验式教学课堂设计的研究是非常重要而且非常必要的。

关键词：核心素养;体验式教学;课堂设计

一、体验式课堂教学设计研究的政策指导

2014年3月，《教育部关于全面深化课程改革 落实立德树人根本任务的意见》强调把课程改革作为落实立德树人根本任务的一个重要抓手和突破口，并首次提出制订学生发展核心素养体系，把核心素养落实到各学科教学中。2017年12月，教育部印发了新修订的《普通高中数学课程标准》（以下简称《课标》），把核心素养作为确定课程目标、遴选教学内容、设计教学活动的主要依据。《课标》提出学生的数学核心素养有六个方面：数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算、直观想象和数据分析。而提高学生“数学素养”就是培养学生用数学的眼光观察世界，用数学的思维分析世界，用数学语言表达世界。《课标》提出了“四基”“四能”的高中数学课程目标。数学基础知识、基本技能可以通过训练获得，而基本思想、基本活动经验则需要通过学生不断体验才能形成。这意味着传统的以“双基”为目标的课堂教学模式已不适应教学改革的要求，在教学中要实现对学生的数学核心素养的培养，实现立德树人的根本任务，促进学生的终身发展、全面发展都具有重要的现实意义和实用价值。

二、调查分析，提出体验式教学课堂教学模式

如何提升学生数学核心素养，对我们一线教师课堂教学设计提出了更高的要求，经过研究发现在课堂中设置高效的体验环节，对教师更加有效地开展教学，提高专业素养，促进学生的终身发展、全面发展都具有重要的现实意义和实用价值。数学核心素养的提升过程是学生做数学的过程，是学生通过体验、感受、领会，产生方法上的感悟、思想上的升华、情感上的熏陶，不断地积淀为数学素养的过程。因此，在新课程改革的背景下开展这一研究具有重要的现实意义和实用价值。

通过对本校高一高二年级数学教师进行问卷调查，发现80%以上的数学课堂设计采用传统讲授的方式讲解知识和总结规律，压缩了学生课堂思考和探索的时间，将重心放到培养解题能力上。数学核心素养是学生在面对复杂的、不确定的现实生活情境时，分析情境、发现问题、提出问题、解决问题、交流结果过程中表现出来的综合性品质，所以培养学生解题的能力并不能完全提升学生的数学核心素养。在教學中要实现对学生的数学核心素养的培养，就必须构建新的课堂教学模式。体验式教学是指在教学过程中为提升学生的核心素养，立足数学课程教学目标，在学生最近发展区设置相关问题体验，组织以学生为主体的主动建构活动，让学生亲身经历知识的发现、形成、发展的过程。在这一过程中，学生全身心积极参与、体验成功，掌握数学核心知识，把握数学本质及思想方法，学会“用数学眼光观察世界;用数学思维思考世界;用数学语言表达世界”，形成积极的内在学习动机、高级的社会性情感、积极的态度、正确的价值观。体验式教学具有亲历性、情感性、意会性、内化性、个体性等多种特征。高中数学课堂体验环节主要包括：情境体验、互动体验、实践体验、反思体验。

三、新教材的设计思路论证了体验式教学模式的必要性

通过对人教版2019新版和老版高中数学教材进行对比研究，发现新教材引进了符合时代进步要求与社会发展需要的新内容;同时运用发展和联系的观点编排课程结构，注重数学知识的相互作用和数学思想的相互渗透，为学生的个性品质发展提供广阔的空间。新教材增设了“数学建模，研究性课题，数学文化”三个板块，其目的在于使学生在发现、探索和解决问题中体验创新的乐趣，学会创新的策略与方法，增强学生的创新意识，提高实践能力，培养学生的综合数学素质。在教学内容的组织上，新课程强调数学体验活动过程的重要性，倡导以“问题情境——建立模型——解释——应用与拓展——反思”的基本模式展开，让学生体验“数学化”与“再创造”的过程。由此可见，新教材更加注重学生的知识建构的情境体验、知识的形成过程体验、知识的实践应用体验、应用之后的反思体验等。基于此，我们在平时的课堂教学过程中，要悟透课本的编写意图，在课堂中设计合适的体验环节，让学生亲历知识的形成、发展、应用以及反思过程。基于教材和数学核心素养，在课堂中设计合适的学生体验环节，让体验更加充分有效，从而实现高效和长效的课堂教学效果，培养学生的主体参与意识，深化学习方式变革，形成相对成熟的高中数学体验式教学策略和模式。

四、实验论证体验式教学的有效性

课题组通过实验形式来分别调查在两种不同教学模式（传统授课方式和体验式授课方式）下的两个平行班级（A班和B班）对于所学内容的掌握水平。根据当堂检测和月考测试的作答情况，利用Excel等软件统计数据，进行差异性和相关性分析，以此来检验体验式课堂对于提升学生的核心素养和成绩方面的教学效果。

针对直线与圆以及椭圆部分知识点的当堂检测共设置了18次实验，在A班实行传统授课模式，B班实行体验式授课模式。在总成绩60分的情况下，A班平均成绩50.36分，B班平均成绩51.98分.

同时两次月考（10月，11月）平均分（总分300分），A班（传统授课模式）与B班（体验式授课模式）平均成绩如下：

直线的方程（总分值20分）：A班平均得分14.3;B班平均得分16.5;

直线的应用（总分值30分）：A班平均得分20.6;B班平均得分26.3;

圆的方程（总分值40分）：A班平均得分25.3;B班平均得分30.2;

直线与圆的位置关系（总分50分）：A班平均得分30.6;B班平均得分35.8;

圆与圆的位置关系（总分35分）：A班平均得分23.6;B班平均得分31.3;

椭圆的方程（总分35分）：A班平均得分22.1;B班平均得分29.1;

椭圆的几何性质（总分35分）：A班平均得分22.5;B班平均得分29.2;

直线与椭圆（总分55分）：A班平均得分40.2;B班平均得分48.5。

A班平均总得分198.8分;B班平均总得分246.9分.

通过数据对比得出，由于学生亲历了知识建构的情境体验、知识的形成过程体验、知识的实践应用体验、应用之后的反思体验等，使得学生对所学的知识和方法掌握得更加牢固，对直线与圆的位置关系、椭圆知识的理解与掌握更全面而深入，因而成绩上体现出了非常大的优势。由此可见，体验式教学方式不仅可以提升学生的数学核心素养，而且对提高学生的数学成绩有明显的优势。

五、体验式教学课堂设计研究

既然体验式教学对于提高学生的数学核心素养，提升学生的数学成绩有如此明显的优势，在教学设计中如何选择合适的切入点，设置高效的体验环节，是非常重要的。假如采取完全开放的教学模式，整堂课都由学生自己体验，显然容易让学生陷入迷茫的境地，有时甚至使课堂失去控制。由教师引导，选择合适的切入点设置体验环节，不仅可以提高课堂效率，有效控制课堂，更重要的是可以让学生达到有效体验的效果。并不是所有的教学点都适合设置体验环节，在教学设计中根据知识特点与结构，同时考虑课型特点选择合适的切入点设置体验环节，是教学设计研究的重点。比如：在“向量的实际应用举例”这一节中，如何在教学中设计体验环节，让学生达到积极参与、体验成功，掌握向量的核心知识，把握向量的本质及思想方法的目的。在“向量的实际应用举例”这一节中可以在以下几个地方设置体验环节。

体验环节一：向量在物理中的应用

设计意图：在体现学科间关联的区域设置体验环节，通过设置情境体验、同学们之间的互动体验以及數学在物理中的应用的实践体验，让学生充分体验学科间知识的融合，同时在体验中对比物理方法与数学方法的不同之处。

体验设计预期效果：通过情境体验、互动体验、实践体验培养学生善于将平面向量知识与物理有关知识进行类比的思维，例如：向量加法的平行四边形法则可与物理中力的合成进行类比，平面向量基本定理可与物理中力的分解进行类比，通过体验更好地掌握用向量方法解决物理问题的步骤：一是把物理问题中的相关量用向量表示;二是转化为向量问题的模型，通过向量运算解决问题;三是将结果还原为物理问题，通过体验更好地理解数学知识与物理知识的融合。

体验环节二：向量在平面几何中的应用

设计意图：在难度大，思维量大的地方设置互动体验、反思体验环节。让学生在互动中体验向量知识在解决问题中的精妙之处。向量在平面几何中的三大应用：一是借助运算判断图形的形状，二是借助模型、数量积等分析几何图形的面积;三是借助向量探寻函数的最值表达式，进而求最值。

体验设计预期效果：平面几何问题的求解或者证明一直是学生感觉学习比较困难的地方，尤其是向量与三角形四心综合的问题以难度大、思维含量高而困扰学生。究其原因是学生没有掌握三角形四心各具有的特征，在这类问题的解题中可设置互动体验，通过学生思维的碰撞使学生获得更多的精神共鸣，还可以设置反思体验，通过反思自己的得失找到自身问题所在，以期改善自己的思维模式与学习习惯。

六、小结

教学设计中体验环节的设置除了要考虑所学知识的特点、难易程度等因素之外，显然还要考虑学生结构特点、课型特点等因素的不同。高中数学课堂体验环节主要包括：情境体验、互动体验、实践体验、反思体验。在课堂中如何选择合适的切入点设置体验环节，既要兼顾知识的特点、课型的特点，同时还要考虑学生结构特征。

（一）新授课、复习课、习题讲评课如何设置体验环节

一般来讲，结合教材特点新授课的导入部分一般是选用实际生活中的具体事例，因而适合设置情境体验;而提出问题、解决问题的过程中，显示了知识的形成过程，这时候适合设置互动体验，让学生通过他们之间的互动讨论来实现思维的碰撞、融合乃至统一，从而体验知识形成的过程;而在知识的应用环节中，由于应用多与实际生活中的实际问题息息相关，因而适合设置实践体验;而课堂小结通过对本节课所学知识的总结与反思部分适合设置反思体验。同时，教师在教学中还要兼顾新授课、复习课与试题讲评课的课型区别，这也会在体验环节的设置上有较大的区别。一般来讲复习课与习题讲评课的反思体验设置会更多一些，学生对本部分知识已经学习完毕，基础知识的掌握情况通过复习课或者习题课得以检验，这适合根据自己的具体情况，反思自己的学习还存在哪些问题，有哪些不足还需要改进或者加强。甚至在复习课或者习题课中可以设置全开放的体验环节，由学生自主梳理或者全程直接参与教师的角色来体验对知识的反思，从而促进对知识更深层次的理解与掌握。

（二）如何根据学生结构设置体验环节

不同的学生结构对体验环节的设置也有非常大的影响。就学生的知识结构来说，高年级学生由于掌握了更多的知识，知识储备较大，掌握的数学思想方法比较多，而低年级学生掌握的知识相对较少，因而在课堂学习中体验环节的设置量要比低年级学生多一些。同时，对于实行分层次教学的班级，基础比较好的班级显然更适合设置较多的体验环节，而对于基础稍差的班级，在教学中需要教师更多的引导与讲解，体验环节的设置就更加需要仔细斟酌，要在学生能力范围内设置体验环节。否则，不仅收不到好的学习效果，还可能浪费大量的时间。

结束语

在课堂中设计合适的体验环节，有效管控课堂，提高课堂效率只是手段，我们真正要做的是让学生亲身经历知识的发现、形成、发展的过程，全身心积极参与、体验成功，掌握数学核心知识，提升学生数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算、直观想象和数据分析六大核心素养，把握数学本质及思想方法，这是每一位教师的任务与使命。

参考文献

[1]教育部.教育部关于全面深化课程改革 落实立德树人根本任务的意[M]2014，3，06-09.

[2]教育部.普通高中数学课程标准[M] 2017，12，16-18;33-39.

[3]章建岳.普通高中数学教材人教A版必修二（2019版）[M].人民教育出版社.48-51.

[4]章建岳.普通高中数学教材人教A版选择性必修一（2019版）[M].人民教育出版社.82-85.

作者简介：殷贺（1982—），女，汉族，山东省微山县人，山东省北镇中学，大学本科，中学一级教师。研究方向：高中数学课堂教学。

基金项目：2020年山东省教育教学研究课题：一般课题，“核心素养下高中数学体验式课堂教学设计研究”（项目编号：2020JXY321）。

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