情境教学在高中数学课堂中的应用分析

随着科学技术的不断发展，素质教育成为高中教育体系中的重要目标，这也为高中数学教学课堂带来了许多变化。在教学过程中学生不再只是被动的接受者，而是主动探索者。面对这样的新式课堂理念，情境教学法应运而生，逐渐受到许多数学教师的广泛运用，通过情境教学可以激发学生创造力、调动参与学习的兴趣，实现深度探索化教学。基于此，本文立足于高中教育，围绕数学课堂中情境教学的应用进行探索分析，希望为相关人员带来一些参考。

现阶段，传统的高中数学教学模式已经无法满足新时代的发展需要，情境教学已经成为受到广泛应用的教学方式，教师通过联系真实生活、借助多样化的教学手段、引进信息技术可以构建起生动有效的教学情境，以求在教学过程中调动学生的探索意识和积极性，使学生主动探索并进行联想对比，充分结合高中生认知基本特征展开有效教学，实现学生核心素养的发展和培养。

1 情境教学概述

情境教学（Situational Teaching）是一种运用具体生动的场景以激起学生主动学习的兴趣、提高学习效率的教学方法。

情境教学是指在教学过程中，教师有目的地引入或创设具有一定情绪色彩、以形象为主体生动具体的场景，以引起学生一定的态度体验，从而帮助学生理解教材，并使学生的心理机能得到发展的教学方法。其核心在于激发学生的情感，使学生在模拟的情境中学习和掌握知识，该方法以口语为基础，借助环境氛围、动作表演等使学习内容与相应的情境相结合，有助于学生从整体结构上感知和把握学习内容。

情境教学广泛应用于各个学科的教学中，特别是在语言教学、社会科学教学以及自然科学教学等领域。通过情境教学，学生可以更加直观地理解和掌握知识，提高学习兴趣和积极性，同时也有助于培养学生的观察力、想象力、思维能力和创造力。

2 情境教学在高中数学课堂中的应用重要性

2.1 调动探索精神

高中阶段的数学知识难度相对较高，其不仅要求学生具备坚实的数学基础知识还要有一定的抽象思维理解能力，面对高难度学习学生会不可避免地出现求知欲降低、兴趣难以激发等问题。因此，教师通过教育情境创设，可以将原本抽象的数学知识简化处理，转变为更加具象化的教学方式，使学生在学习过程中获得学习乐趣和成就感，进而在无形中激发求知欲望，获得探索精神。通过构建教学情境也能缓解数学知识教学的枯燥乏味，使学生在充分体验学习兴趣的同时，在良好的环境中掌握教学目标，从根本上提高学生的数学学习能力。

2.2 深化知识理解

数学教材中包含着十分多元化的知识内容，学生想要在有限的教学时间里快速理解知识并非一件容易的事情，特别是许多数学公式和概念相对复杂，如果沿用传统机械式教学模式，不仅会导致学生学习兴趣受影响，更会出现学生难以理解教学知识的情况，而通过有效的情境创设可以为学生对复杂知识点和数学公式的理解提供帮助，借助良好的情境构建，进而使原本抽象化的数学概念更加具象化，帮助学生快速进行理解和掌握，在潜移默化中加深对数学公式的积极应用，在立足于理解的基础上深化教学记忆，满足学以致用的核心目标，这是高中数学教学的核心目的之一。这意味着在高中数学情境创设的过程中，应充分联系生活实际与教材内容帮助学生加深理解，获得更加出色的学习效果。

2.3 转变学习方式

通过在高中数学教学中构建核心教育情境，对于学生而言有着十分深远的影响，借助完善的教学情境创设可以大幅度提高教师的综合水平，以此来大幅优化教学情境的高效性并发挥其核心作用。在有效的情境教学中，学生会跟随情境内容加深与教师之间的沟通和互动，获得更加深入的学习兴趣，相较于传统的被动式机械学习而言，这能够大幅提高学生的自主学习积极性。从传统的被动式学习转变为主动式学习，这样一种态度方面的转变会在潜移默化中提高教师的教学水平，并促使学生将课堂知识应用在现实生活中。

2.4 提升实践应用能力

通过在课堂中构建有效教学情境，可以直观地展示复杂抽象的数学教学知识，同时在数学理论学习中引入真实生活场景，拓展学生的数学学习知识渠道，在潜移默化中提升对实践应用能力的培养。数学本就是具有较强应用性的学科，数学教育活动的核心在于引导学生建立数学思维，提升创造，进而将数学知识应用在日常生活中。因此通过建立与真实生活相联系的社交友情，可以使学生在合作和探究过程中了解知识内涵、养成学习习惯，进而获得实践能力的培养。

2.5 孕育创新意识

创新能力成为新时代下社会发展的一个必然要素，其具体指的是人通过寻找事物的本质规律发现各个事物之间隐藏的内在联系，进而通过探索来获取结论，这本质上是提升创造力、实现创造性思考的全过程，而借助问题情境，可以使学生主动参与到教学中，感悟问题从出现到解决再到拓展的全过程，在面对富有挑战性的问题时展开深度创新。

3 情境教学在高中数学课堂中的应用

3.1 利用信息化技术提升教学效果

在信息化技术不断引入教学的今天，教师的教学情境创设也可借助多媒体技术，以此来提升教学的有效性，特别是在视听化效果提升方面，通过以感官为媒介来有效强化学生对于虚拟情境的沉浸感。特别是针对数学科目来说，由于其知识本身具备抽象性和复杂性，因此教师在多媒体情境创设中可以充分运用以下几种方式，首先，将复杂抽象的数学知识概念化借助趣味动画、剧情演示等方式来进行知识的针对性表达，通过这种方式引导学生沉浸式进入情境并由此展开深入性思考。其次，通过趣味化的剧情编排来引出数学问题，进而引导学生沉浸在情境之中，由此开展深入的教学思考。最后，在视听化效果的加持下，围绕教室打造环境背景，为情境创设奠定良好的基础，使学生能够成为情境教学的主体参与者，通过这种方式达成多媒体信息技术与学生之间的互相配合，始终坚持有效教学的基本方针，避免出现学生过度关注情境从而轻视知识点教学。

例如，在对人教版高中数学教材指数函数这一部分知识进行教学时，第一步，教师可以在课堂导入阶段，借助多媒体进行教学展示，初步构建教学情境，在教学情境的播放中转变传统的教学概念相关演示，转而为学生展示细胞分裂的动画：先由一个细胞进行分裂，在完成分裂以后继续进行分裂，在多轮分裂以后，这些细胞逐渐多到难以数清，在此过程中教师应适当地进行引导：学生可以看出视频中细胞分裂速度相对较快，那么在观察分析后是否可以发现细胞数量与分裂轮数之间存在的联系呢？在教师的提醒下，学生开始有意识地分析捕捉视频画面，在经过个人分析以后寻找到二者存在的密切联系。第二步，为了实现思维建构完善认知体系，教师可以构建起树状图模型，在其中填入细胞分裂的动画模拟视频，在该模型中最上层为一个细胞，在每一个层级都向下分裂为两个，这样学生可以更加清晰直观地了解到各种细胞的具体数量。第三步，在引导学生围绕观察过的视频和树状图模型来延伸到函数关系方面，这时教师可以将分裂轮数与细胞数量分别定义为x和y，要求学生按照树状图的分布来明确x、y之间的关系，通过这样一种情境构建可以使学生在学习中将观察到的抽象化细胞分裂转变为真实的数字规律问题。此教学方式不仅提升了学生的创新思维延伸能力，同样也在无形中优化了建模能力，利用具体形象来展示指数函数的规律，使学生充分了解指数函数的特征。

3.2 以探究性情境发掘认知潜能

高中数学的核心目的，在于借助数学知识的教学来帮助学生获得实践能力、思维能力以及创新能力的核心素养发展，但在教学中不可避免地会出现一部分学生测试成绩较差。探究性情境是指在教学过程中，教师根据教学内容和学生的实际情况，创设一种能够引发学生探究欲望、促进学生主动思考和发现的学习环境，这种情境通常具有问题性、挑战性和趣味性，能够激发学生的内在学习动机。在高中数学教学的过程中，教师以探究性情境发掘认知潜能，能够通过创造具体而生动的探究环境，激发学生的好奇心和求知欲，从而促使他们主动探索、发现和学习，进而发掘和提升他们的认知潜能。因此针对这一部分学生，教师应鼓励其积极参与数学教学，帮助学生重新唤起学习的动力，通过情境的构建来引导学生在学习中进行探索、挖掘认知潜能，利用教学来促进素养的提高。

例如，在人教版高中数学教材充分条件与必要条件相关知识进行教学的过程中，有一部分学生存在逻辑思维相对较弱、缺乏足够知识储备的问题，这样的情况就导致此部分学生无法真正理解充分条件、必要条件和充要条件概念的区别，这时教师应为学生建立一个探究性情境，帮助学习能力相对较弱的学生，在探索中理解数学概念、了解问题内涵。这时教师的情境设置可以采取循序渐进式，通过引入真实生活中的内容，来激发学生的探索欲，如“害人之心不可有，防人之心不可无”这句中国传统的口头禅学生大多听过，这时教师便可将这句口头禅作为核心主题，询问学习能力相对较弱的学生：如果遇到别人欺负自己会采取何种手段？学生势必会说出口头警告这样的应对方式，这时教师便继续询问学生：什么样的话语或者行为是欺凌他人的表现呢？日常生活中有哪些警告他人不要欺凌自己的警告用语呢？怎样预防他人欺凌自己呢？通过这样的探索性方式可以使学生充分理解隐藏在“害人之心不可有，防人之心不可无”这句话中命题条件与结论存在的逻辑关系，进而逐渐理解到什么是充分条件，什么是必要条件。

3.3 借助真实情境强化参与体验

教师在教学过程中还可选择以模拟情境为主体带动学生的日常学习，联系日常生活结合与知识相关特性构建起差异化的模拟效果情境。首先，可以构建真实的教学情境，组织学生参与其中进行角色扮演，通过这种沉浸式的扮演方式来营造积极的数学教学氛围，进而实现数学模型、现实生活等多种要素的充分结合。其次，借助材料道具来进行教学情境的真实模拟，通过这种方式来真实表达出数学概念的基本形式和属性，进而使学生在长期学习过程中获得理解能力的进一步提高。最后，针对日常教学过程中存在的疑难点，可以采用计算机软件进行模拟，帮助学生加深对疑难点问题的针对性理解，在参与到教学情境模拟活动当中后，学生可以通过具象化的观察来理解教学难题，并在分析和理解的过程中了解到隐藏在教学情境内的数学规律，在长期发展中进一步提升学生的数学抽象能力。

例如，在人教版高中数学教材函数应用相关教学进行学习的过程中，由于真实生活中也普遍存在函数的应用，因此教师可以将教学目的放置在提高学生的函数实际问题解决能力，有效联系日常生活构建起函数模拟情境。第一，教师可以首先根据学生的学情将其划分为学习小组。要求各小组成员模拟旅游出行前的准备，小组内派出两名学生负责担任旅行社的老板，分别开出两家旅行社的购票优惠条件，第一位老板说购票如果在10张以上，则超过10张的票数打5折，10张以下打8折；第二位旅行社老板则说，无论购票人数是多少，旅行社的票数购买均为7.5折，已知班级学生为47人，原票价为40元，现在请各个小组通过沟通和商讨来制订完善的购票计划，并建立针对性的购票计算函数模型，提出对应的解决方案。通过此教育情境建设，使学生在学习过程中除了沉浸式地扮演角色，还要了解各个函数模型的具体应用方式，这对于学生的成长而言不仅是学习能力的提升，同样也进一步提高了应用能力和实践能力。

3.4 以问题情境调动思维发散

问题情境同样是情境教学中的一个有利方式，简单来说就是以问题作为学生思维的导向，通过教师的适当引导来使学生融入教学情境，进而感悟由发现问题再到解决问题的思维建构过程。在此过程中，学生会自觉地处理数学关系并构建系统化的数学知识体系，针对数学学科而言其核心本质在于处理问题、发现问题。因此，通过高效率问题情境的构建也能够大幅度提升数学教学的实践效率，为此教师在教学中，应加大数学思维培养力度，借助数学语言实现拓展创新，将问题作为建构思维发展流程的突破口。由此展开深度学习并有效连接真实生活，通过此方式培养学生与知识延伸生活的能力，并构建起系统性的思维发展意识。

例如，教师在人教版高中数学教学中，可以在平行相关知识教学中借助问题教学情境有效进行数学思维渗透，通过这种方式满足数学教学目标，例如，在围绕空间中的平行关系相关内容进行学习的过程中，由于这部分知识涉及学生空间想象能力的发挥，本身还具备较多的抽象化理念，这也导致在理解层面上学生很可能出现理解混淆的问题。因此教师应借助以问题作为导向，构建完善情境的方法，使学生在问题处理的过程中，针对性分析问题发生成因。通过这种方式了解隐藏于知识点中的核心内涵，依据教学核心开展针对性的学习探索，面向学生提出问题：在空间中直线与平面之间是否存在位置关系？有哪些位置关系；如果二者存在公共点，那么二者之间还会存在平行关系吗；回顾从前的知识，发现直线和平面本身都具有无限延伸的特征，那是否可以直接性地认为直线与平面具备公共点，如果不能以此方式判断要如何判断其二者互相平行，在平面中找到直线是否可以根据此条直线与平面外直线之间的联系，来判断平面与平面外直线之间的联系，在提出问题以后要给学生一些时间进行讨论分析，并询问其是否能在真实生活中发现相关案例，如果有则用绘图的方式将其表现出来。最后，引导学生对自己得出的结论进行论证，在这一问题情境的过程中，通过采用递进化引导的教学方式，能够使学生充分了解存在于平面与直线之间的关系要素，进而提出对关系进行针对性判定的有效方式、通知方式，为学生的创新思路提供基础，并在此过程中组织学生尝试着证明自己得出的结论，从而使这种方式发挥出良好的教学激励作用。

3.5 借助冲突性情境调动学习动力

所谓认知冲突，其本质上指的是在真实生活与思想认知发生矛盾的过程中学生所产生的直观性心理感受。冲突本质上在数学学科中主要表现为原有知识结构与新理念的矛盾，这是因为经过小学、初中阶段的学习，高中生已经建立起一个相对完整的数学认知结构。使其在学习相关内容前难以利用相似的原理，对教学内容进行理解和剖析。面对这一情况，教师在数学课堂中通过有效教学情境的构建，应合理渗透认知冲突教学理念。明确学生在学习过程中难以理解新知识的情况，重点关注其在学习表现和情感态度方面的矛盾点，进而实现内在学习动力的有效激发。在此过程中，教师也要适当提炼教材中难度较高的知识点，不断引导认知冲突的构建。

例如，在人教版高中数学教材函数相关知识教学过程中，教师应注意的是，由于该部分课程主要针对对数及对数函数的概念进行讲解，因此教师应引导学生以对数性质为核心点，针对性处理生活中常见的函数模型问题。并对数函数与指数函数之间的矛盾点，借助描点法来明确函数的定义和图象。当学生完成课堂知识的学习后，会寻找一个解决问题的万能方法，但函数相关题型本身较为复杂，因此在条件设定上的差异同样会导致后续解题方法选择受到影响。在此过程中教师更要重点关注学生的解题探索过程，尽可能纠正其中的错误环节。使学生在认知冲突的情况下，确认积极的解题方向，灵活调整学习状态，从根本上提升数学解题的效率

3.6 利用具象实物呈现数学知识

在教学情境的构建过程中，学生会不可避免地存在代入难等问题，因此教师可以在情境中适当引进背景资料、实物道具等内容，通过多种方式在课程体系内引导学生沉浸式代入，这种方式帮助学生具象化地掌握，详细了解由数学知识点所带来的方法和技巧，并在实物道具的引导下具象化地展示抽象数学知识点，通过这种方式从根本上提升学生的数学知识想象能力，借助实物道具能够较为直观地展现数学知识，构建起清晰的数学学习环境，帮助学生更加主动地投入教学知识学习过程中，以此在潜移默化中建立学习复杂的数学知识，使学习过程变得更加简单。

例如，在人教版高中数学教材进行立体几何相关内容的学习中，教师可以通过模型的灵活运用，构建起立体式的几何教学情境，通过这种方式使学生更深入地了解几何知识相关概念和知识点，特别是在几何切割的环节中，沿用传统的教育方式会使学生难以理解，因此教师可以利用信息技术手段更加具象地进行图形展示，帮助学生正确认知，进而通过这种方式在无形中提升学生立体几何学习效率。

再如，在排列组合相关知识的学习过程中，教师可以适当引入真实生活案例来向学生展示排列组合的基本变化规律。首先，在某一不可视的箱子中挑选4个白球，并将其标注为a，然后再挑选两个黑球，标注为b，随后教师再给出有关于黑球、白球的设定，要求学生在一个相同的盘子中放置4个白球和2个黑球的排列组合方案，此时可以从两个角度来分析：一是考虑所有球的无差别排列（即不考虑a与a之间、b与b之间的区别）。在这种情况下，只需考虑白球和黑球的数量，而不关心它们之间的具体顺序（即a1、a2、a3、a4视为相同，b1、b2也视为相同）。由于黑球和白球是不同的种类，此时可以使用组合数学中的“排列”概念，但这里的“排列”是指不同种类物体的排列，而不是指同类物体间的排列顺序。因此，问题转化为从6个位置中选择2个放黑球，其余放白球。这可以用组合数表示为C（6，2），即从6个位置中选2个的组合方式，因此可以计算C（6，2）=6！/（2！×4！）=15，所以有15种不同的排列方式（仅考虑黑白球的分布，不考虑白球或黑球之间的顺序）。二是考虑将每个a和b都视为独特个体时的排列（比如a1、a2、a3、a4和b1、b2都是不同的）。那么需要考虑所有可能的排列方式，在这种情况下，每个球都是独一无二的，所以总的排列数是6个球的全排列，即6！。因此为6！=6×5×4×3×2×1=720，由此可知有720种不同的排列方式。

4 结语

总而言之，在高中数学教学中，教师运用情境化教学模式对于学生自身的发展而言具有积极意义。通过趣味化、多元化的教学情境，不仅可以提升高中数学教学课堂的有效性，满足新时代下高中数学教学的教育要求，还能通过具象化的方式展现原本抽象复杂的教学理念知识，进而提升学生的逻辑思考和数学建模能力，为此教师应重视多元化教学情境的构建，加强与学生之间的沟通交流和积极协作，基于情境教学的目标设计来引导学生探索数学内涵，并在长期的教学发展中养成积极的学习习惯，这对于学生的未来发展而言有着十分深远的影响。