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问题驱动法在高中数学教学中的应用策略浅析

作者

拉金措

海南藏族自治州第二民族高级中学 811700

问题驱动法,是将真实问题作为核心,通过引导学生分析、解决问题,实现知识建构与能力提升的一种教学方法。在高中阶段数学学科教学中,问题驱动法的应用价值显著,可以培养学生解决数学问题的能力素养,并从既往被动接受数学知识到主动探究数学知识,进而提升数学课堂教学质量,促进教学相长目标的实现[1]。鉴于此,为提升高中数学教学质量,培养学生的数学问题意识,促进学生数学素养能力发展,本文针对“问题驱动法在高中数学教学中的应用策略”展开分析研究价值意义深远。

一、设计情境问题,激发学生学习数学知识的兴趣

在高中数学教学过程中,引入问题驱动教学方法,可设计与高中数学知识相关的教学情境,并在情境问题引导下,激发学生学习相关数学知识的兴趣,进而达到在数学课堂收获新知的目的。

例如:在高中数学人教版高二“空间向量基本定理”知识课堂教学过程中,可遵循真实性、直观性、跨学科性等基本原则,设计“空间向量”相关情境问题,激发学生学习兴趣。如引入科技应用情境,即无人机定位问题,“某无人机在三维空间中飞行,其位置可由地面基站A、B、C 的信号强度确定。已知基站A、B、C 的坐标分别为(0,0,0)、(1,0,0)、(0,1,0),无人机当前位置 P 的坐标为(0.5,0.5,1,试问: ① 如何利用 false 表示无人机相对于基站 A 的位置? ② 如果选择基站 A、B、C 作为参考点,是否可以利用 false、false、false 的线性组合表示 false,即 false xfalse + y)false + Zfalse,其中A1 为正上方单位点,进一步求解 x、y、 ΣZ 的值。”在无人机定位科技应用情境问题驱动下,学生通过解答上述问题 ① ,写出 false Σ=Σ (0.5,0.5,1);并通过求解问题 ② ,在解方程组的基础上,得出 x=0.5,y=0.5 , z=1 ,可渗透定理核心,即“空间中任意向量可由三个不共面向量线性表示。”此外,还可以提出拓展性问题,如“如果将基站D(0,0,1)加入到该定位系统,需要四个向量表示 false 吗?为何?”引导学生自主思考,或与同学分析讨论,发现“三个不共面向量已足够”结论,强化定理条件。

总之,可以设计情境问题,激发学生学习数学知识的兴趣,加深对数学知识概念的理解,进而实现在问题驱动数学情境教学课堂收获新知。

二、设计小组分析讨论问题,提高解决数学问题效率

在高中阶段,一些数学知识难度较大,学生自行分析、解决,往往效率与准确率得不到保证。因此,在问题驱动的基础上,可结合具体数学知识要点及学生实际,设计小组分析讨论问题,引导学生以小组为单位进行深入分析讨论,提高学生解决相关数学问题的效率,并突破数学课堂重难点知识。

例如:在高中数学人教版高二“导数的运算”知识课堂教学过程中,因班级学生可以掌握基本初等函数导数公式,如“ (xn)=nxn- 1”,但是对于复合函数容易出现直接对内层求导的错误情况,如复合函数“y =sin ( (2x+1) )。”所以,可以在问题驱动的基础上,组织学生以小组为单位,通过分析讨论解决相关问题,以此使学生解决数学问题的效率提高,并掌握复合函数的正确求解。如给出例题“计算 y=sin(2x + 1⟩ )的导数, ① 如果直接对 2x+1 求导,结果如何? ② 实际倒数与直接求导结果之间存在怎样的差异: ③ 结合函数图像,解释为何需要‘分布求导’?”针对上述例题,提倡小组成员分析讨论,首先对学生提供计算器,指导小组学生将 )和 y=sinx 的图像绘制出来,仔细观察变化率差异。”其次,小组成员对“y′ cos( (2x+1) )”错误思路进行整理、分析讨论,进一步给出正确结果“ αy=2cos(2x+1) 。”在小组学生分析讨论存在矛盾,教师可以适当提示,如“外层函数 sinu的导数需乘以 u 对 x 的导数”,类比“剥洋葱”过程,加深学生理解,突破小组矛盾,得出一致结论。此外,还可以深化问题,组织小组学生学习“链式法则的验证”“多重复合函数”等相关复合函数求导法则知识点,通过小组分析讨论解决导数相关问题的基础上,使小组学生均能够掌握“导数的运算”核心知识要点。

三、设计层次性问题,满足学生个体差异学习需求

在高中阶段,不同的学生存在个体差异情况,即在学习能力、考试成绩等方面有所差异。因此,在高中数学教学过程中,可遵循学生本位原则,结合具体数学教学课程内容,设计层次性数学问题,满足学生个体差异学习需求[2]。

例如:在高中数学人教版高二“数列”知识课堂教学过程中,可结合学生在数学课堂的学习表现、既往学习能力水平,将班级学生分成基础层、提高层、拓展层三个层次,然后设计层次性数学问题,满足各层次学生的学习需求。如对于“等比数列求和”知识点,班级大部分学生能够掌握等比数列通项公式,但在求和问题方面容易将公式适用条件搞混淆,如“公比 q=1 情况下”或计算错误。对此,可设计层次性数学问题。其一,针对基础层学生可设计“计算等比数列 2,6,18,…的前5 项和 S5。”对基础层学生提供计算公式 Sn= false( ),指导学生自主完成,教师适当指导,纠正学生的计算错误情况,通过自主计算,使基础层学生利用等比数列求和公式直接计算的能力得到有效提升。其二,针对提高层学生可设计“1. 推导等比数列前n 项和公式(已知a1,q);2. 如果 q=1 ,求和公式如何变化? 3. 已知 Sn=3n+r ,求 a1 和 q(r为常数)。”指导提高层学生利用“错位相减法”推导公式,并对上述问题3 的通用解法进行分析探讨,进一步由教师对“公式适用条件”“已知和求通项”的逆向思维进行总结,使提高层学生掌握“等不数列求和的公式推导、变式”等相关知识点。其三,针对拓展层学生,主要引导学生解决数列与函数、不等式、概率的交叉等非常规问题,培养学生的创新思维能力,期间可引入跨学科情境或设计开放性问题,鼓励学生自主构建数学模型,如给出举例“某银行推出‘零存整取’业务,每月存入 100 元,年利率为 3% (按月复利),求第 5 年末的本息和(要求精确到元)。”

总之,可在问题驱动的基础上,设计层次性数学问题,满足学生个体差异学习需求,使班级所有学生均能够通过分析问题、解决问题,达到收获新知的目的,进而使班级所有学生的数学能力素养均能够得到有效提高。

四、结语

通过本文的分析研究,认识到问题驱动法在高中数学教学中的应用价值作用显著。因此,可以设计情境问题、小组分析讨论问题、层次性问题,在激发学生学习数学知识兴趣的基础上,提高解决数学问题的效率,并满足学生个体差异学习需求。比如,将学生分成基础层、提高层、拓展层,基础层学生设计“以加深记忆与理解”的基础数学问题为主,提高层学生设计“提倡应用与分析”的数学问题为主,拓展层学生设计“综合与创新”的数学问题为主,以此满足不同层次学生的数学学习需求。总之,需多措并举,发挥问题驱动法的应用作用,提升高中数学教学质量,并促进学生数学能力素养的持续进步及发展。

参考文献

[1] 王国杰 . 问题驱动法在高中数学教学中的应用策略研究 [J].高考 ,2025,(15):59-61.

[2] 周建军 . 问题驱动法在高中数学教学中的应用策略探究 [J].数学学习与研究 ,2025,(10):58-61.