高中数学教学中项目化学习的应用

【摘

要】在素质教育这一背景下，要求当前教师在讲授教学理论的同时应注重学生的核心素养，使得学生在学习时养成核心素养，同时能够在教学过程中帮助学生实现全方位发展。这就需要教师围绕学科核心素养各要素，对教学方案进行合理的设计，充分分析教学方案中存在的问题，选择项目式教学法，提高教学的整体质量。在教育教学过程中需要充分突出学生的主体地位，引导学生在当前开展自主学习。在开放性的氛围中，有更多的学习收获与体验。本文主要阐述核心素养背景下高中数学教学中项目化学习的应用策略，希望对数学课堂的提质增效起到借鉴作用。【关键词】核心素养；高中数学；项目化学习高中数学知识抽象烦琐，需要学生具备抽象思维和逻辑思维等高阶思维，具备建模和推理等数学思想方法，直观理解和高效利用数学概念及定义等知识。教师为学生的自主学习构建脚手架，采取项目化学习的方式，帮助学生理解概念知识，使其在问题解决和多角度思考等学习过程中，潜移默化地形成逻辑推理等学科核心素养。一、培育数学抽象素养的项目化教学设计数学抽象是指将具体的实例抽象成数学概念，学生在学习过程中需要能够了解数学抽象素养的价值概念，并且将抽象的数学概念与现实世界逐步联系，直观地理解数学，了解数学的本质，并且有效地引入更多的数学知识，将数学知识应用在日常生活与学习中，从而直观理解数学本质。在高中开展项目化数学教学过程中，教师需要结合实际问题引入教学内容，发展学生的数学思维能力和抽象表达能力。如股票价格预测的项目化学习，教师引导学生根据历史股价数据，预测未来股价走势，帮助学生了解概率论与统计学中的假设检验、置信区间等概念。如计算面积和周长的学习项目，教师设计迷宫等几何图形，要求学生计算其面积和周长，并解释计算公式，帮助学生理解平面几何的基本定理和公式。如数据分析的学习项目，教师引导学生收集销售额和人流量等日常生活中的数据，分析数据的规律和趋势。帮助学生学会数据可视化，掌握统计学中的假设检验、回归分析等方法。如密码学的项目化学习，教师介绍哈希函数和非对称加密、对称加密等基本的密码学知识，使其了解信息安全的重要性及保护方法。教师通过项目化学习，让学生理解数学在实际应用中的作用，项目主题的实践与探究中，掌握数学抽象的方法和技巧。二、培育逻辑推理素养的项目化教学设计高中数学教师应帮助学生在这一阶段逐步形成逻辑推理素养。所谓逻辑推理素养是指学生在进行数学学习过程中具备逻辑思维，能够做到在面对不同问题时，进行思维逻辑的推理判断和分析。分析、归纳、演绎等不同的方式也可以正确地解决问题、分析问题、提高问题的学习质量，能够有效地帮助学生进行学习，同时增强学生的逻辑分析能力。学生唯有具备逻辑推理素养，才能轻松解决证明题、几何题等。培养学生逻辑推理的项目化教学方案，可以是数学实验，教师引导学生通过数学实验，切身体验数学知识的应用，提高其创新意识与实践能力。如设计探究三角形内角和定理的实验，要求学生测量不同三角形的内角，验证公式的正确性。学生在数学实验项目中，经历数学问题的探索和解决、实验数据的分析和处理、模型的建立和求解、结果的验证和证明。通过构建数学游戏，教师可以引导学生在开放性的课堂氛围中学习数学知识，提高其自信心。如设计数学拼图或华容道等游戏，学生通过解决数学难题获得积分和奖励。谜题游戏可锻炼学生的逻辑思维能力，提高其专注力和解决问题的能力。数学迷宫游戏需要学生在迷宫中找到正确的路径，通过解决数学问题获得提示，可帮助学生提高逻辑思维和问题解决能力。数学猜谜游戏需要学生通过推理和思考解决问题，可锻炼学生的思维能力。数学角色扮演游戏，需要学生扮演金融分析师和统计学家等不同的角色。教师引导学生通过撰写数学论文，深入探究某一数学问题，提高其逻辑思维能力和表达能力。教师引导学生自主编题，遵循逻辑方法，在分析和联想及创造中，深入把握习题条件中隐含的逻辑关系。三、培育数学建模素养的项目化教学设计数学建模素养也是数学教育中极重要的一部分，这也是项目化教学中的具体教学方式，能够让学生在进行建模的过程中掌握数学知识，提高数学学习过程中的主观能动性。数学建模是根据现实问题进行分析，进而构建抽象的数学模型，通过数学方法解决不同的问题，在开展数学建模时，教师需要高度注重理论知识与现实问题之间的有效整合，培养学生对问题的解决能力和创造能力。培育数学建模素养的项目化学习，可加深学生对理论的理解，将所学知识运用到实际问题中。如设计一个实验来测量蜜蜂的飞行速度的数学建模项目，研究假设蜜蜂的飞行速度受时间、距离、风力等因素的影响。在实验步骤方面，包括选择一组蜜蜂，并记录其编号；利用计时器，在相同条件下进行飞行测试；在不同的时间和风速条件下对蜜蜂进行多次测试；计算每只蜜蜂的平均飞行速度和时间，比较之前的假设。收集数据并进行统计分析，记录每次测试的时间和距离，计算每只蜜蜂的平均飞行速度和時间。比较不同蜜蜂的平均飞行速度和时间，并分析不同因素对蜜蜂飞行速度的影响。分析影响因素的过程中，如发现风力对蜜蜂飞行速度有显著影响，可建议学生在设计和实施蜜蜂飞行实验时考虑风力因素。通过项目化学习，切实发展其解决问题的能力。在高中数学中采取项目化学习方式，培育学生的数学建模能力，需要采取以学生为中心的探究性学习。首先，作为高中数学教师需要帮助学生在这一阶段了解建模的意义及其重要性。其次，设计日常生活中有实用性和启发性的数学建模问题，再引导学生建立和求解数学模型，将实际问题抽象为数学模型，用数学方法求解模型，以此掌握基本的数学建模技能。最后，注重数学建模知识的学以致用。四、培育数学运算素养的项目化教学设计数学运算素养涉及运算对象的明确和运算法则的掌握、运算思路的研究、运算方法的选择、运算程序的设计、运算结果的求得等方面。培育数学运算素养的项目化学习内容，涉及以下几方面：一是选择实际问题。选择计算平均数、平均值、标准差等有实际意义的问题。二是理解数学概念。通过计算股票收益率或计算圆的面积和周长等具体实例，学生深入理解概率与统计、圆的公式等数学概念知识。三是掌握数学方法。通过计算多项式的次数或计算复利等具体的实例，学生掌握多项式函数的导数和积分的计算方法、复合利率的计算方法等。四是训练数学思维。通过分析数据或解决复杂问题等具体实例，学生学会数据分析的方法，具有归纳、演绎、推理等思维方式。项目化教学可帮助学生掌握数学运算的基本方法和技巧，提高其数学学习效率。高中数学中的数学运算基础技能是学生必须掌握的，包括立方根或加减乘除、代数式运算、平方根等。教师采取项目化学习方法，可帮助学生更好地掌握数学运算技能。如加法器的项目设计，教师设计一个加法器，让学生通过输入两个数和运算符，输出结果。可以设置只输入数字，或输入数字和括号等不同的难度级别，有效锻炼学生的数学运算能力。如乘法表的项目设计，教师设计一张乘法表，让学生按照指定的乘法表进行填空，可设置只填整数，或者填小数等不同的难度级别。如代数式运算的项目设计，教师设计一些代数式运算题目，要求学生进行计算，可以设置只涉及基本运算，或涉及多项式运算等不同的难度级别。如平方根、立方根运算的项目设计，教师设计运算题目，要求学生进行计算。教师可设置只涉及简单根式，或者涉及复杂根式等不同的难度级别，考虑到学生的基础层次等个体差异，让全班学生受益。学生通过项目化学习的方式，可加深对数学运算本质的理解，提高其计算能力与解决问题能力。教师可通过课堂讨论等方式展开项目评价，及时发现和解决学生的学习问题，促使核心素养的教育任务得以落地。五、培育直观想象素养的项目化教学设计直观想象素养是指学生通过图形或图像等可视化工具，直观地理解数学概念和定理，并能够运用想象解决问题，可促进学生的思维与想象力的发展。如“求解不规则形状的面积和周长”这一发展学生直观想象素养的项目主题，旨在让学生通过实践探究，掌握求解不规则形状的面积和周长的方法和技巧。教师在导入环节展示圆形等不规则形状，要求学生回忆计算其面积和周长的方法。在实践操作环节，教师引导学生自己动手剪出不同的形状，测量其面积和周长。小组合作探究，讨论如何计算不规则形状的面积和周长。在归纳总结环节，教师总结学生在实践中可用到的方法，如用相切法或割补法等方法计算不规则形状的面积和周长。在拓展应用的环节，教师介绍建筑设计或城市规划等实际生活中使用不规则形状的情况，使学生认识到不规则形状的广泛应用，加深理解计算方法。该项目可发展学生的实践动手能力，使其形成积极探索和自主探究的态度，深入了解不规则形状的计算方法。学生通过实践可发展直观想象素养和团队合作精神，小组合作共同解决问题，可有效提高其解决问题的能力。高中数学中的诸多概念和定理，都可利用直观想象去理解和证明，如通过画出直角三角形，确定其边长的方式理解勾股定理；通过绘制不同自变量对应的函数值的方式，证明函数图象的单调性等。采取项目化学习的方式，更利于加深学生对数学知识的理解，从而强化学习积极性。六、培育数据分析素养的项目化教学设计数据分析素养是指在数学中，借助数据分析的方法，展开对数据的收集、整理、分析、描述和解释，以此得出有价值的结论和推断。培养学生的数据分析素养，可帮助学生深入理解数学概念与方法，强化其数学应用的能力，促进其逻辑思维、批判性思维等高级思维能力的发展。培养数据分析的项目化学习内容如下所示：一是数据收集和整理。教师引导学生通过实际观察与调查或实验等方式，收集并整理、分类相关的数据。可以是对城市空气质量或人口密度等指标的数据收集和分类及分析。二是数据分析和建模。收集和整理数据后，利用数据分析方法建立模型并进行验证。如利用聚类分析或回归分析等方法建立预测模型，预测未来的房价走势等。三是可视化和报告。教师引导学生以图表、圖像等可视化的形式，展示出数据分析的结果，编写报告，解释并总结该结果。如学生制作地图，用于展示不同地区的经济增长情况，并用图表的形式，直观的呈现出数据的