数学情境教学的迷宫:揭示误区与矫正之道
The Maze of Mathematical Situational Teaching: Revealing Misunderstandings and Ways to Correct Them
DOI: 10.12677/ae.2024.14101952, PDF, HTML, XML,    科研立项经费支持
作者: 薛志坚:岭南师范学院数学与统计学院,广东 湛江
关键词: 数学情境教学教学误区策略Mathematical Situational Teaching Teaching Misunderstandings Strategies
摘要: 数学情境教学以建构主义与情境认知理论为理论基础,以情境引导为方法,以学生日常生活与社会现实密切结合为教学手段,旨在帮助学生更好地掌握数学知识。尽管这种教学法因其能够促进学生学习兴趣与创新思维而不断被开发与推广,但在实践中却存在着一些误区。本文探讨情境过载、情境设计失谐、忽略数学本质及评估局限性的错误观点,深入剖析了产生这些错误的根本原因,并提出平衡情境及数学概念、促进教师培训的建议、优化教学资源与环境、构建综合评价体系的策略。最后本文对数学情境教学所取得的效果进行了总结,并对其进行展望。
Abstract: Mathematical situational teaching is based on constructivism and situational cognition theory, takes situational guidance as a method, and closely combines students’ daily life with social reality as a teaching means, aiming to help students better master mathematical knowledge. Although this teaching method has been continuously developed and promoted because it can promote students’ learning interest and innovative thinking, there are some misunderstandings in practice. This article delves into the misconceptions of contextual overload, contextual design disharmony, neglect of the essential nature of mathematics, and assessment limitations. It provides an in-depth analysis of the root causes of these misconceptions and proposes strategies to balance contextual and mathematical concepts, facilitate teacher training, optimize teaching resources and environments, and establish a comprehensive evaluation system. Finally, the article summarizes the effects achieved by contextual teaching in mathematics and offers an outlook for its future development.
文章引用:薛志坚. 数学情境教学的迷宫:揭示误区与矫正之道[J]. 教育进展, 2024, 14(10): 911-917. https://doi.org/10.12677/ae.2024.14101952

1. 引言

数学情境教学兴起于八十年代,教育领域对于情境教学的重视程度在建构主义理论产生之后得到进一步增强。九十年代情境认知理论更深刻地扩展了教学实践。新世纪来临,科技飞速发展,教育理念不断更新,均促使情境教学法被广泛运用。最近研究显示情境教学能够有效调动学生学习积极性,帮助学生实际运用知识,促进学生创新思维生长。然而情境教学在实践中却遇到了一些误区,有的人认为这可能降低教学效果,还可能让学生对数学概念理解产生错误。

文章将深入剖析数学情境教学存在的几个误区,主要表现为情境过载,设计与学生的真实经验之间的不匹配、数学的本质误区以及评估方法的局限等。本文将深入探究这些问题产生的深层次原因,并有针对性地提出解决措施,以期给教师以方向性的意见,帮助教师更有效地实施情境教学。

2. 数学课堂的情境迷宫:教学中的常见误区

2.1. 数学教学中的情境过载:细节关注与主题脱节的问题

在进行数学教学时,有一个普遍错误就是过于注重情境运用。对情境运用的过度重视将导致学生更加注重情境中的具体内容而非数学中的基本概念,也将让学生将注意力过多地集中在实际情境中的细节问题,阻碍了其深刻把握数学基本原理与技术。

情境的建构太过烦琐且融合大量非数学成分会使学生心烦意乱,使其很难集中精力解决数学这一核心疑难问题。举例来说,在一个特定的市场营销项目里,教师们规划了一系列复杂的任务,这些任务涵盖了市场调查、销售战略以及对客户反馈的深入分析。尽管这种教学设计的初衷是激发学生的学习兴趣,但实际情况是学生并没有真正掌握必要的数学统计能力,这也意味着我们需要对现有的教学方法进行调整,以增强其实际应用价值。

另外,尽管情境的设计可能很吸引人,但如果它与数学主题的联系不够紧密,可能会使学生在理解数学知识时遇到困难[1]。如学习植物生长机制教学案例时,情景融合了许多生物学知识,但从数学应用角度来看,多侧重于基本加减运算,未能全面展现数学原理和生物学场景的内在关联,形成喧宾夺主的局面,阻碍学生深入理解数学概念及其实际应用场景。

再者,在一些具体情境下学生可能取得优异的成绩,但是如果不能够把已获得的数学概念应用于解决新的问题,然后,其学习过程就可能受上述情景制约。这就决定了教师在教学过程中要促使学生从具体的学习场景中跳出来,发展其应用数学知识解决现实问题。

教学过程情境化过载会引发一系列问题。首先,问题超出学生的数学基础。尽管他们对待常规问题成绩较好,但是对于数学核心观念把握还不到位,对于数学基本知识缺乏了解。其次,学生面对纷繁复杂情境下的大量信息加工,可能感到较大的认知压力,这很可能给学习成果带来负面影响。再者,对情境的过度重视可能制约学生迁移能力的发展,使得学生很难在未知或者不同情境中灵活运用所学数学知识。

2.2. 数学教学中的情境失谐:设计与学生实际经验的脱节

在进行数学教学时,若选用情境不当,就有可能造成学生真实生活体验与教学情境不符,或情境设计太过简单化,从而影响到学生学习热情及思维能力。当情境中出现的问题和学生日常生活不能联系在一起的时候,他们可能感到很难引起共鸣。比如在学习股票市场学习环境中,学生可能因为没有必备的背景知识而不太容易了解股票交易和数学计算的联系,从而可能导致更难以高效地投入到学习中去。

另外,如果情境设计过于简化,没有充分展示问题的复杂性,这可能不利于学生进行深入探索。在参与个人存款利息计算的教育环境下,若教师仅给出单一的计算任务可能使学生仅仅是对公式的机械运用而忽略加深理解与探究的意义。

所选学习情境和所定教学目标之间有不协调之处,这一不协调就有可能妨碍学生高效地掌握数学知识,从而影响其学习效果。举例来说,在家居布置设计的教学环境里,虽然主要目标是教授学生如何计算几何图形的面积,但如果教学内容过分强调美学和设计方面的知识,可能造成学生对几何知识理解与掌握得不突出,从而影响其学习成效。所以,教师在教学场景的选取上,要保证这些情景和学生日常生活经验密切相关,能够充分表现出问题的复杂性并符合教学目的。

数学教学中情境选择不当会带来一系列不良后果。第一,学生对于所给情境没有兴趣,学习积极性就有可能大打折扣,从而使学生参与数学概念学习的积极性下降。第二, 若教学情境无法切实帮助学生加深对数学概念的理解,则教学效果就有可能下降,从而影响到学生学习成果。第三,是在学习环境与情境设计不符的情况下,可能使学生产生迷茫心理,从而极大地降低了学习体验。

2.3. 情境教学中的数学本质偏差:概念与过程的边缘化

教师在开展数学情境教学的时候,有时会忽视数学的本质,过多地注重情境中具体问题与操作细节的处理,而忽视数学核心概念,理论与方法的深入挖掘。这样就可能导致学生对数学及其广泛应用理解不透彻[2]

在实际教学过程当中,教师或许更愿意带领学生解决具体情境当中的疑难问题,而非深入探究数学基本概念与基本理论。以旅行路线规划教学为例,教师在教学实践中可能会更加注重如何进行路径选择与行程安排,而忽略几何原理及其在距离计算中的具体运用。

情境教学法强调实际操作与解决问题,然而此种方式可能阻碍学生数学思考与逻辑推断的发展。建构运算场景时,可能只要求学生完成基本的计算任务而未获得深入分析运算和运用数学逻辑推理等能力,不利于其数学思维能力发展。

另一方面,教师可能过分专注于解决情境问题的最终答案,却可能忽视了学生在解决问题过程中思维发展和策略应用的核心作用。在对交通路线优化问题进行研究时,老师们可能会仅仅关注学生们提出的最终解决方法,而不会对其进行充分的引导来深入分析各方案的优缺点,并对优化过程中应该使用到的数学策略进行探讨。

忽视了数学的真正含义,会使教学过程产生一系列问题。一是问题的提出使学生对于数学的认识可能是肤浅的,可能仅仅停留于数学概念、原理表面的操作与运用,而没有深刻的认识与把握。这种表面学习方法不能帮助学生深刻地理解数学。

二是学生系统性数学思维训练中可能被忽视,可能导致其逻辑推断、抽象思维等能力无法培养。数学并不仅仅是为了解题而存在的工具,也是培养逻辑思维与抽象技能的关键科目。若忽视这一方面,同学们遇到需要深度思考、逻辑分析的题目就可能觉得实力不够。

三是,学生在尝试把自己已获得的数学概念运用到各种情境中去,也可能遇到一定的困难。所谓知识迁移能力,是指学生具有把某一领域所获知识运用于新领域的本领。学生若是没有经过足够的迁移培训就有可能遇到新的挑战而表现出比较薄弱的适应性。

2.4. 情境教学评估的局限性:单一焦点与过程忽视

情境教学下的评估方法往往仅注重具体情境下学生的成绩,而往往忽略全方位地评估学生基础理论知识与数学逻辑思维。这种评价焦点过于简单可能导致教师过多地注重情境的展示而忽视基础理论的进一步学习。

例如,在设计花园的教学案例中,教师可能只关注学生最后展示的花园布局,而没有充分评估学生在实践中对几何形状和面积计算的理解和应用能力。同理,做预算报告时,教育工作者也可能仅仅关注报告是否完整,却忽略了学生将数学知识与技术运用到写作中。

为构建更全面的评价框架,教育工作者应利用各种评价工具与手段对学生综合技能与思维发展进行全方面评价[3]。以模拟商业活动为教学情境,既要评价学生递交商业计划书的质量,也要关注学生策略制定时运用到的数学逻辑与问题解决方法。

另外,评估过程不应只关注最后的成果,还应深入考虑学生在解决问题时的付出和思维。运用这一方式,可以更加深刻地把握学生学习的进展情况,激发学生对学习过程进行不断的思考和探究。

单一量化评估方法会给教学过程带来显著制约与困扰。首先应该清楚这种评估方法更多地关注于具体情境下学生的成绩,并没有从各个角度展现学生数学能力与思维发展的整体进步。这种局限性造成评估结果无法从各个角度展现学生的数学能力与潜在潜质。

再者,过分强调成绩与表现可能让学生感到学习压力较大。为追求高分及具体情境下的成绩,学生有可能忽视了基础学科知识的进一步学习,不仅影响其学习体验,而且对其长远学术发展也有不利影响。

另外,一个统一的评估机制可能会妨碍教师获得全方位的教学反馈。由于缺乏多样化的评估工具,教师很难全面了解学生在多个方面的表现和需求,这一点限制了教学方法的优化和教学质量的进一步提升。所以,要想更加深刻地评价学生学习效果,教育工作者就应采用多种评价手段,以此来促进学生全面发展,促进教育实践不断向前。

3. 破译教学迷宫:策略性解决教学中的常见误区

3.1. 平衡艺术:情境教学中数学概念与实践的融合

保证教育过程中情境和数学概念的均衡尤其关键。教师在建构学习情境时,需保证这些情境对数学概念有较强的帮助作用,还要避免情境过于繁杂,从而避免学习目标发生偏移。例如,在教授统计学概念的过程中,可以构建一个以学生兴趣为调查对象的场景,目的是让学生通过实地调查和数据分析来深化对基础统计概念和方法的理解,而不仅仅是处理与主题无关的数据。

选择与学生日常生活经验密切相关的情景有利于增强情景的真实感与吸引力。如模拟烘焙蛋糕情景,由学生自己动手测量、切割等,能显著地促进学生分数概念理解与运用。这种教学方法使抽象的数学观念更加具体、可感,还能调动学生学习的积极性,帮助学生对分数的意义及其在日常生活当中的具体运用有一个较为直观的认识。

设计难度合适的情境问题亦很重要,这类问题应既有挑战性又能激发学生探索兴趣及深度思考。在教授方程解法的过程中,我们可以将其与实际的教学场景结合起来,比如规划学校的各种活动和设计问题,让学生通过方程来计算活动的预算。该教学方法在增强学生计算能力的同时,也增强了其实际运用技巧。

通过精心创设的情境教学能够有效提升学生对于数学概念以及应用技巧的把握,让学习过程变得更有趣味以及有实际应用的价值,还能够避免过度情境化会导致的各种问题。教师在教学过程中需要对教学情境进行精心建构,保证其高度契合教学目标,进而帮助学生实现全方面发展。

3.2. 提升教师培训与专业发展成效:情境教学的新篇章

为加强教师职业能力建设,提升教学效果,学校应实施系统教师培训方案[4]。其中还涉及周期性举办情境教学专题讨论会,旨在强化教师对情境教学及实际操作技巧的认识与把握。教师在教学过程中,可采用专家演讲,案例分析,实际操作等方式,强化其情境教学设计与实施技能。

此外,学校应当搭建一个教师之间的合作与互动平台,鼓励教育从业者分享他们在情境教学中的成功案例和宝贵经验,从而加强相互之间的学习和团队协作。此外,还需要打造在线交流平台,这样可以让教师上传并分享情境教学案例、通过研讨优化教学内容、共同推动教学质量提升。

激励教师深入研究情境教学,并在实践中加以运用至关重要。对此,学校应设立专项研究基金以提供必要的资源与帮助,让教师能对情境教学方法进行更深层次的探究,肯定实际成效,不断完善研究成果。

通过加强教师培训与专业成长,可以显着强化教师专业能力与教学效果,继而促进情境教学整体品质与效果。这一做法既有利于提升教育的质量,又能有力规避因教师能力不足而造成的错误与问题。

3.3. 绘制教学新图景:情境教学中的资源与环境精细化优化

为更好地适应情境教学,相关教材及教学资源的开发与推广就变得格外关键。通过对与情境教学相一致的教学材料及教育资源的精心规划与广泛传播,能够显着改善教师教学效果。

提出了要编制一套关注实际生活场景,并将多种情境案例与活动设计有机结合起来,目的是帮助广大师生更加深刻地研究数学,同时解决实际问题。另外,还提出了要提供计算机,投影仪,互动白板以及虚拟现实设备等一系列必要的教学设备与技术支持。这些高级技术工具有助于教师运用多媒体工具开展课堂沉浸式情境教学,使课堂互动性与趣味性显着增强。

通过整合信息技术与多媒体资源显着提高情境教学交互性与吸引力。通过建立线上虚拟实验室,让学生在此虚拟环境下完成数学实验与运算,不仅能显著改善实际教学效果,而且能调动学生参与积极性。

通过优化教学资源与环境,能够显着提升情境教学成效,进而强化实际教学成果与学生学习感受。该方法有效解决了资源与环境限制所引发的各种问题,给学生营造出一条更丰富、更有效的学习路径。

3.4. 多维度评价:构建全面且平衡的数学能力评估体系

学校要想全方位地考核学生数学能力,就必须构建综合性考核体系,该体系既涉及基础知识掌握情况,又涉及实际应用场景能力。期末考试期间,除常规书面考试之外,可增加情境模拟、项目任务等内容,从而能对学生数学技能、实际应用能力等进行较全面考核。

要综合呈现学生学术表现应采取书面考试,口头评价和实际项目与情境模拟相结合的评估方式。例如,在社区规划中拟定项目任务,即让学生完成资料收集,分析及方案设计等工作,这类项目可用于评价其数据分析能力及问题解决。

基于过程的评价方法着重研究学生面对种种挑战的思维发展与策略应用问题,并通过提供精准的反馈与方向性的引导,帮助促进学生学术不断进步。在有关交通路线优化案例中,教师可以通过对学生思维模式与选择流程的观察,对其给予实时反馈与引导,以帮助其更好地优化与升级。

通过多样化评价机制的实施,全方位展现了学生数学与思维的成长过程,避免了单纯依靠单一评价所带来的潜在局限与压力,对教育过程进行了更全面的反馈,优化了依据。这种评估方法有助于我们对学生学习状况有一个较为准确的把握,继而对教育过程有一个较为有针对性的辅助。

3.5. 深化数学理解:情境教学中核心概念的强化

强化情境教学下数学概念与原理教育结构,对奠定学生扎实数学基础至关重要。通过与实际操作相结合,数学推导与直观图解相结合,可对概率基本概念与计算方法进行系统讲解,使学生在讲解概率过程中明显提高理解效率与实践能力。

要想发展学生数学逻辑思维,教师要引导学生在解决实际问题时提炼数学规律与原理,借助真实情景激发其探究欲望,然后归纳数学基本规律。比如在测量物体高度的情景下,经过反复练习与数据分析,可以引导学生对测量误差内在规律有深刻的认识,从误差分析中提炼有效的技术。

强调数学知识对迁移与实际运用的核心作用,鼓励学生灵活运用多样化情境下已获得的数学概念进行迁移,这将极大地强化其知识转移技巧。例如,当我们教授了函数的基本概念后,我们可以引入投资和理财的相关场景,这样学生就可以实际运用函数的知识来估算投资的回报和风险,进而增强他们的实际操作能力。

强化数学本质教学,既有利于奠定扎实基础,又可显著增强学生数学思维与知识迁移能力。该教学策略成功规避了因忽视数学核心概念所带来的肤浅理解与思考缺陷,对学生学术成长与实际问题解决具有坚实支持。

4. 结论和展望

数学情境教学作为一种有效的教学方法在教育界已显示出明显优势,尤其在调动学生学习积极性,促进知识实际运用以及培养创新思维等方面具有重要意义。但在具体操作过程中也遇到一些普遍误区,如情境设置过多,设计和学生真实体验不符,对数学本质有偏离,评价局限等。此类问题很可能会导致学生数学概念理解肤浅、学习压力加大、迁移能力欠缺、教学反馈不到位。

在未来的数学情境教学中,我们应该进一步加强对核心概念的教授,加强理论与实践的融合,并对教学资源和环境进行优化,以帮助教师更加高效地执行情境教学方法。要把教师培训与职业成长作为一个核心来考虑,这就能保证教师精心设计和实施贴近学生日常生活的情境,从而促进学生深度学习、知识迁移。

此外,为了有效评估学生的数学技能,构建一个全方位且均衡的评估机制是非常关键的。这不仅是有关基础知识的掌握,也涉及实际应用场景中能力的考核。运用多样化评估方法能够更加准确地呈现学生学习进度,在教育过程中给予更多针对性帮助。

最后,连续的学习和实践活动是促进数学情境教学进步的决定因素。通过对教学手段的不断研究与优化,可以更加有效地化解存在的纠纷与错误,从而给学生们带来更加丰富与有效的学习体验。今后的研究重点应放在如何将多种技术工具进一步整合,创新教学方法等方面,以便更好地满足教育领域日益发展变化的需要与挑战。

基金项目

2024年度广东省教育科学规划课题(高等教育专项)——基于大赛获奖经验的数学专业师范生教学技能训练模型构建与评估(项目编号:2024GXJK338);岭南师范学院2023年高等教育教学研究和改革项目——基于视频分析的数学微格教学改进的研究与实践;岭南师范学院2024年校级科研项目(教育数字化转型专项)——粤西地区职前教师数字素养现状及提升路径研究(项目编号:SZ2408);2024年度湛江市哲学社会科学规划项目——AI时代湛江师范生AI素养调查及对策研究(项目编号:ZJ24YB126)。

参考文献

[1] 宋春玲. 对小学数学情境教学的重新认识与思考[J]. 安徽教育科研, 2022(23): 53-55.
[2] 任亚楠. 高中数学情境教学的有效性研究[D]: [硕士学位论文]. 福州: 福建师范大学, 2016.
[3] 何玉玺. 通过情境教学构建高质量小学数学课堂[J]. 数学学习与研究, 2023(7): 47-49.
[4] 游俊华. 城乡初中数学情境教学现状比较与对策研究[D]: [硕士学位论文]. 武汉: 华中师范大学, 2020.