基于问题驱动的高中数学教学探究

摘要：本文基于问题驱动教学法研究其在高中数学教学中的应用，对问题驱动教学的理论基础、设计原则及实施策略的分析展示了其在提高学生数学核心素养和问题解决能力方面的有效性。文章结合实际教学案例阐述了如何通过创设情境、循序渐进的问题设计以及自主探究与合作学习来激发学生的学习兴趣，促进深度思考。研究表明问题驱动教学能够有效提升学生的数学理解力和综合应用能力，为高中数学教学改革提供了有力支持。

关键词：问题驱动教学；高中数学；教学设计；学生自主探究

一、引言

在高中数学教学中传统的教学模式常常以教师为主导，学生则处于被动接受知识的状态，然而随着教育改革的深入推进，越来越多的研究表明问题驱动教学法能够有效改善这一局面，提出具有挑战性的问题能够引导学生在解决问题的过程中主动构建知识体系，提高学生的数学核心素养的同时又能够促进学生的批判性思维、创造性思维的培养。问题驱动教学关注知识的掌握，更强调学生在学习过程中思维能力的提升和对知识深度的理解。

二、问题驱动教学的核心概念及理论支撑

问题驱动教学法是以问题为核心，激发学生主动思考和探索的教学模式，其核心理念在于通过设计具有启发性和挑战性的问题来驱动学生的思维活动，促使他们主动参与到学习过程中。与传统的教学模式不同，问题驱动教学将学生置于问题情境中，鼓励他们通过自主探究和合作学习解决问题。

问题驱动教学法的理论基础包括建构主义学习理论和最近发展区理论。建构主义认为，知识并非简单地由教师传授，而是通过学生在问题情境中的主动构建而形成的；最近发展区理论则强调学生的学习应该在他们现有能力和潜在发展之间找到平衡点，通过适当的引导逐步提升学生的能力。

三、基于问题驱动的高中数学教学设计

（一）问题设计的基本原则

在问题驱动教学中，问题设计的基本原则直接关系到教学的成效。

问题的设计应遵循层次性原则，确保问题难度由易到难，逐步引导学生从简单的问题入手，最终解决复杂的数学问题。

问题要具有逻辑性，问题之间应具有关联性和衔接性，使学生在解决问题的过程中能够逐步加深对知识的理解。

问题的设计要具有情境性，尤其是数学问题应尽量与学生的生活实际相结合，帮助学生将抽象的数学知识与现实世界的应用联系起来，增强问题的趣味性和实用性。

问题的设计应考虑到学生的个体差异，问题难度既要符合大多数学生的认知水平，同时也要为学有余力的学生提供更具挑战性的题目以满足不同层次学生的学习需求。教师能够通过合理设计问题有效激发学生的学习兴趣并引导他们在逐层深入的思考中掌握数学知识。

（二）问题驱动教学的步骤与实施策略

1. 创设问题情境

在问题驱动教学中，创设问题情境是引导学生从理论走向实际应用的关键环节。教师在创设问题情境时应尽量结合学生的生活经验和具体的数学知识点来确保情境设计既贴近生活又具有挑战性，能够有效激发学生的学习兴趣和探索欲望。例如在讲解二次函数的过程中，教师可以设置现实生活中的建筑问题：“如何通过二次函数模型设计建筑的最佳曲线高度？”让学生在熟悉的场景中应用二次函数解决实际问题，将抽象的数学问题与实际生活联系起来，学生能够更加深刻地理解数学知识的实用性，同时教师也可以借助多媒体技术、视频等方式加强问题情境的生动性和趣味性，比如播放一段关于工程师设计桥梁的实际视频，利用视觉刺激帮助学生理解数学模型在建筑中的应用价值。

情境创设不仅需要真实感，还需具备挑战性和开放性，能够引导学生自主探究。例如，在讲解几何中的三角函数时，教师可以提出问题：“你如何通过观察天空中飞行的飞机来计算其飞行高度？”这个问题需要学生利用三角函数和视角计算，在实践中掌握数学工具的使用，情境创设时还需考虑学生的认知能力和发展阶段，使得问题既具有挑战性又不至于过于困难，使学生在解决问题的过程中获得成就感和进步感。

2. 循序渐进的问题驱动设计

循序渐进的问题驱动设计是问题驱动教学的核心环节，能够帮助学生逐步掌握复杂的数学概念并培养他们的思维能力。在设计问题时，教师需要按照由易到难、由浅入深的原则将问题分层次展开。教师应从基础问题入手，保障学生对概念的基本理解，例如在导数教学中，教师可以先提出“导数的定义是什么？”“如何用公式求解简单的导数？”这样的问题，让学生通过简单的计算掌握导数的基本概念和求导技巧，学生能够打下坚实的知识基础，为进一步深入学习做准备。在学生掌握了基础知识后，教师可以逐步提高问题的复杂性。比如，教师可以进一步提出“导数在几何中的意义是什么？”“如何利用导数计算函数的切线斜率？”这类问题，帮助学生将导数的基本原理与几何图形结合起来，理解其在实际问题中的应用。当学生熟悉了这些概念后，教师可以设计如“导数在经济学中的应用是什么？”“如何通过导数计算利润的最大化？”等更具挑战性的问题，学生能够从理论上升到实践，掌握导数的广泛应用。

教师在问题设计中应注重问题之间的层次性和逻辑性，确保学生能够通过解决前一个问题为后续问题的解答做好准备。层层递进的问题设计能够帮助学生系统地理解和应用数学知识，还能够引导他们在不断的思考与解决问题的过程中提升自身的数学思维能力。循序渐进的设计能够保证学生的学习成效，使他们在挑战中获得进步感并逐步培养起独立思考和创新解决问题的能力。

3. 教学策略中的学生自主探究与合作学习

在问题驱动教学中，学生的自主探究和合作学习是不可或缺的组成部分。自主探究主要强调学生在问题情境中独立思考和解决问题的能力。在实际教学中，教师可以设置一些开放性问题，要求学生通过个人探索找到答案，例如在三角函数的教学中，教师可以提出一个复杂的情境问题：“如何利用三角函数计算建筑物的高度？”学生需要通过查阅资料、进行测量或模拟实验独立完成计算，在此过程中加深对三角函数的理解。另一方面，合作学习则注重团队协作。小组讨论和合作让学生能够分享不同的思路和观点，相互启发，共同解决问题。在高中数学中，许多复杂的数学问题需要学生通过合作学习来完成，教师可以在几何教学中设计复杂的空间图形问题，要求学生通过小组合作进行分析和解答。每个学生在团队中分工合作，有的学生负责计算，有的学生负责绘图，有的学生负责验证答案，各自的角色分工下共同完成问题的解决。在这一过程中，教师可以充当引导者，随时观察学生的合作情况并在必要时给予指导和帮助。

结语

问题驱动教学法作为以学生为中心的教学模式，在高中数学教学中展现出了显著的优势。精心设计的问题情境使得学生能够在解决问题的过程中主动构建知识体系，提升数学核心素养。问题驱动教学法注重学生自主探究和合作学习的结合，使学生能够在相互讨论与合作中解决复杂问题，提高综合应用能力。虽然在实施过程中问题的设计和情境的创设存在一定的难度，但教师可以通过不断的实践和优化逐步掌握问题驱动教学法的应用技巧，帮助学生在思维能力和数学素养上实现全面提升。今后，随着教育改革的深入推进，问题驱动教学法将在高中数学教学中发挥更加重要的作用，为培养具有创新思维和实际应用能力的学生提供有力支持。

参考文献

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