缩略图

提升高中数学思维:课堂教学新视野与培养策略

作者

王雄

重庆三峡学院数学与统计学院 重庆 404020

一、引言:时代呼唤思维的力量

在知识爆炸与人工智能飞速发展的背景下,教育正由知识传授转向高阶思维能力的培养。数学作为“思维的体操”,其真正价值在于培养学生逻辑推理、抽象概括、模型建构与批判创新等思维品质,这些都是应对未来挑战的关键能力。

然而,当前中学数学教育仍存在“重结论轻过程、重模仿轻探究”的问题,导致学生虽能解题,却难以清晰表达思路,缺乏独立分析与创新应对新情境的能力。如何在日常教学中真正落实思维培养,成为深化数学教育改革、实现核心素养的重要课题。本文将围绕高中数学思维的有效课堂策略展开探讨。

二、数学思维的内涵解析及其核心维度

数学思维并非玄妙之物,它是在数学活动(提出问题、分析问题、解决问题、应用推广)中形成和发展的认知方式与心理特征。其核心维度包括:

1. 逻辑推理思维:遵循规则进行严谨演绎(从一般到特殊)和合情推理(从特殊到一般、类比、归纳)的能力,是数学大厦的基石。例如,几何证明中的步步推导,或通过观察数列前几项猜想通项公式。

2. 抽象概括思维: 剥离具体情境的非本质属性,提炼数量关系或空间形式形成概念、原理或模型的能力。如从各种现实问题(路程、工程、浓度)中抽象出“工作量 Σ=Σ 效率 × 时间”这一普适模型。

3. 空间想象思维: 在头脑中对几何形体进行表征、操作、变换和推理的能力。解决立体几何问题、解析几何中数形结合都依赖于此。

4. 数学建模思维: 将现实世界的问题转化为数学问题(建立模型),运用数学工具求解,再将结果解释回现实情境的能力。是应用数学解决实际问题的核心。

5. 批判性思维: 对信息、方法、结论进行审慎分析、评估、质疑和反思的能力。体现在对多种解法优劣的比较、对“标准答案”合理性的质疑、对隐含假设的识别。

6. 创新性思维: 突破常规,寻求新颖、独特、有效解决方案的能力。

如一题多解、巧妙的构造法、提出有意义的数学猜想。这六种思维相互交织、相互促进,共同构成了高中数学思维发展的目标图谱。

三、课堂教学:数学思维培养的主阵地与困境

课堂应是知识建构与思维碰撞的核心场域,然而现实中的数学课堂却面临多重困境,难以有效促进学生思维发展。

问题设计普遍浅表 ,多为记忆性、模仿性练习,缺少挑战性与开放性。例如,重复操练解二次方程,而非引导学生选择合适解法或探究根的特性,难以激发高阶思维。思维过程常被压缩。教师为追赶进度,常直接给出解法,替代学生的独立探索,剥夺了其试错与反思的机会。学生思维呈“黑箱化” 。课堂关注答案正误,忽略思路呈现与分析,导致教师难以识别学生思维的关键问题或亮点。同时评价过于单一,重分数、轻过程,忽视对思维深度与策略合理性的考察,限制了思维品质的发展。

最后,课堂氛围压抑,学生怕出错、不敢发言,抑制了质疑与创新的勇气。

要破解这些问题,关键在于教师从知识“讲授者”向思维“引导者”转变,系统重构教学方式,营造真正促进思维生长的课堂生态。

四、深耕课堂:提升数学思维的实践路径与核心策略

基于对困境的分析和对思维本质的理解,以下策略旨在将思维培养融入课堂教学的骨髓:

1. 优化问题设计:构建学生思维生长的“沃土”优化数学问题设计,应注重层次性、情境性与认知挑战。层次化设计通过“基础—迁移—挑战”问题链,引导学生逐步深入:如由求平行四边形边长的基础题,过渡到利用对角线关系的应用题,再到限定工具作图平分面积的挑战题。

情境化与开放化可嵌入真实任务,如“用 20 米栅栏设计最大矩形花圃”,融合函数与不等式等知识,鼓励多解与批判性思维。

认知冲突设计激发深度思考,如用 ”引入负数概念,或讨论“圆面积推导”的合理性,引导学生重构原有认知。多层次、多视角问题是学生深入理解与创新的驱动力。

2. 强化过程体验:让思维在“做数学”中活起来

深化数学思维,需要在教学中实施 “慢”节奏、重过程 。

教师应留足思考时间,鼓励学生动手操作、演算、画图,通过“有意义的沉默”促进深度内化。

暴露思维过程尤为重要,可通过追问“为什么这样想?”“怎样调整?”等问题引导逻辑外显,同时教师也应示范自身的思维路径。

组织围绕概念的小组探究任务,如用几何画板重建三角形内角和,帮助学生经历观察—猜想—验证全过程。

通过 “一题多解”与“多题归一” ,如多种方法证明等腰三角形底角相等,培养学生比较分析和提炼本质的能力。这样的“慢”,是为思维深耕腾出空间。

3. 构建多元评价体系:让思维发展可见、可导、可促

构建多元思维评价体系,需超越单一分数导向。

过程性评价关注学生参与质量、思维导图结构、探究活动表现及反思作业,如错题归因报告。

表现性评价聚焦真实任务,如撰写小论文、完成建模项目、开展主题演讲,体现知识迁移与创新。

纸笔测验改革包括增设说理题、开放题、错因分析题与策略判断题,激活高阶思维。

通过显性化量表明确评价标准,帮助学生理解并达成思维目标。四维评价机制推动学生从“解题”走向“思维发展”。

五、结语:让思维之光照亮未来

提升高中数学思维,不是短期之功,更非技巧叠加,而是一项需智慧与耐心的深耕工程。唯有立足课堂主阵地,从优化问题设计、强化思维过程、促进元认知发展,到营造支持性环境、构建多元评价体系,并依托教师理念的转变与专业成长,才能将思维培养落到实处。

当课堂不再只看答案对错,而重视思考路径;当学生不再畏惧难题,而乐于挑战;当数学成为理解世界、提升心智的工具,我们便点亮了学生心中那盏思维之灯。这盏灯,将引领他们探索未来的方向,也诠释了数学教育的初心与使命。

参考文献:

[1] 杨玉昌 . 培养高中生数学思维能力 [J]. 人民教育 ,2022,(19):80.

[2] 黎方平 , 张丹 . 提升高中生数学抽象素养的途径 [J]. 教育科学论坛 ,2022,(10):52-55.

[3] 涂云芳 . 探究式教学在高中数学教学中的运用实践探索 [J]. 高考 ,2024,(32):136-138.

[4] 赵启正 . 基于项目式学习的高中数学建模活动教学设计研究 [D]. 江西师 范大学 ,2024.