一、课题背景与意义

在当今教育发展的趋势下，信息技术在各个领域都取得了显著的进步和应用。尤其在高中数学教学中，信息技术的应用为传统的教学模式带来了深刻变革。随着新课程改革的深入推进，培养学生的核心素养已成为高中数学教学的核心目标。信息技术不仅能丰富课堂内容，提高教学效率，还能激发学生的学习兴趣，增强他们的自主学习能力和问题解决能力。因此，进行信息技术支持下的高中数学问题导向教学模式创新研究具有重要的理论和实践意义。

首先，从实际需求来看，高中数学内容复杂且抽象，学生对知识的理解和掌握难度较大。传统的教学方式往往偏重于理论知识的传授，忽视了学生的实践操作能力和创新能力的培养。而通过信息技术的应用，教师可以将复杂的数学问题通过图形、动画等直观的形式展示出来，有助于学生更好地理解数学概念和解题方法。

其次，信息技术的应用还可以拓展课堂活动，丰富教学手段。多媒体设备和电子课件的使用，能够使学生更加直观地看到数学问题的动态变化过程，从而提高学生的学习兴趣和参与度。通过人机交互，学生可以自主探索、合作学习，进一步培养他们的问题解决能力和团队协作精神。

最后，进行信息技术支持下的问题导向教学模式创新研究，可以为高中数学教学提供一种全新的教学模式和教学方法，从而推动数学教学改革的进程，提升整体教学效果和学生的数学核心素养。

二、研究目标与内容

本课题的研究目标是探索信息技术支持下的高中数学问题导向教学模式，并提出一套具体可行的教学设计方案。主要研究内容包括以下几个方面：

1. 现状分析：对当前高中数学教学模式存在的问题进行分析，指出传统模式的不足之处，以及信息技术应用在高中数学教学中的现状和局限性。

2. 信息技术应用：研究信息技术在高中数学教学中的应用方法和手段，包括多媒体设备、电子课件、网络学习平台等的使用。

3. 问题导向教学：探讨问题导向教学的基本原理和方法，如何设计问题情境，如何引导学生进行问题探究和解决。

4. 教学模式创新：在信息技术支持的基础上，结合问题导向教学的理念，设计一种新的教学模式，并提出具体的教学实施步骤和评价方法。

5. 案例研究：选取典型的数学教学案例，应用新设计的教学模式进行教学实践，并通过对比研究，验证新模式的有效性和可行性。

6. 教学效果评估：对新模式的教学效果进行评估，通过学生的成绩、学习态度、问题解决能力等方面的数据，分析新模式的优势与不足，并提出改进建议。

三、信息技术应用概述

信息技术在高中数学教学中的应用已逐渐普及，并取得了一定的成效。常见的信息技术应用手段包括多媒体设备、电子课件、在线学习平台等。

1. 多媒体设备：多媒体设备的使用可以将静态的数学图形和文字转化为动态的动画和影像，有助于学生更直观地理解数学概念和解题过程。例如，在学习立体几何时，教师可以利用多媒体展示不同角度的立体图形，从而帮助学生更好地理解图形的结构和性质。

2. 电子课件：电子课件是一种常用的教学手段，具有制作简便、修改方便、资源共享等优点。教师可以根据教学内容和学生的实际情况，设计多样化的电子课件，如PPT、Flash等，丰富教学内容和形式。

3. 在线学习平台：在线学习平台是一种新的学习方式，可以实现学生的自主学习和教师的远程指导。例如，一些数学学习网站提供了丰富的学习资源和练习题，学生可以在平台上自主学习、检测学习效果，并获取教师的及时反馈。

此外，还有一些先进的信息技术工具，如几何画板、GGB等软件，可以在数学教学中发挥重要作用。这些工具可以帮助学生更好地理解和解决数学问题，提高学习效果和兴趣。

四、问题导向教学介绍

问题导向教学（Problem-Based Learning，PBL）是一种以问题为核心，以学生为主体，以教师为引导，以探究为基础的教学策略。它强调学生的问题解决能力、批判性思维、团队协作以及自主学习能力的培养。

1. 基本原理：问题导向教学的基本原理是让学生在真实的、具有挑战性的问题情境中学习，通过问题分析和解决过程，促进学生对知识的理解和掌握。这种模式能够激发学生的求知欲和探究精神，培养他们的问题解决能力和自主学习能力。

2. 问题情境设计：问题情境的设计是问题导向教学的关键。教师需要根据课程内容和目标，创设一个真实的、具有挑战性的问题情境。例如，在数学教学中，可以通过创设一些与学生生活密切相关的数学问题，如“如何利用数学原理来设计一座桥梁”，从而引发学生的学习兴趣和探究欲望。

3. 问题探究过程：问题探究过程是问题导向教学的核心。学生通过自主学习、团队合作、批判性思维等方式，寻找问题的答案。教师可以提供必要的资源和指导，帮助学生逐步深入问题的本质，并通过实际操作和讨论，深化对知识的理解。

4. 评估与反馈：在问题导向教学中，评估与反馈是非常重要的环节。教师需要对学生的问题探究过程和成果进行评估，给予及时的反馈和指导。通过评估，可以了解学生的学习情况和存在的问题，为后续的教学提供参考和改进方向。

五、教学模式创新设计

基于信息技术支持的问题导向教学模式，可以通过以下几个步骤进行创新设计：

1. 需求分析：对高中数学教学现状和学生的学习需求进行分析，确定教学模式的设计方向和目标。

2. 技术应用：选择合适的信息技术手段，如多媒体设备、电子课件、在线学习平台等，支持问题导向教学的实施。

3. 问题情境设计：根据课程内容和学生实际，设计具有挑战性、趣味性和实际性的问题情境，引发学生的学习兴趣和探究欲望。

4. 教学活动设计：设计多样化的教学活动，如小组合作、自主学习、在线讨论等，引导学生通过问题解决过程，深入理解和掌握数学知识。

5. 教学资源整合：整合优质的数学教学资源，如案例、习题、视频等，为学生的学习提供丰富的学习材料和参考资料。

6. 评估与反馈：建立有效的评估机制，对学生的学习过程和成果进行评估，并给予及时的反馈和指导。评估可以通过在线测试、小组讨论、课堂展示等方式进行。

以高中数学的立体几何教学为例，教学模式的设计可以包括以下几个环节：

1. 新课引入：通过多媒体展示一些常见的立体几何图形，如球、三棱锥等，激发学生的学习兴趣和探究欲望。

2. 问题情境设计：设计一些与学生生活相关的立体几何问题，如“如何测量一座建筑的高度”、“如何设计一个长方体包装箱”等，引导学生进行思考和探究。

3. 自主学习与小组讨论：学生根据问题进行自主学习，查阅相关资料，并通过小组讨论，形成解决问题的初步方案。

4. 课堂展示与评估：学生将自主学习的成果在课堂上进行展示，并通过教师的引导和同学的反馈，进行改进和完善。

5. 总结与反思：教师引导学生对学习过程进行总结和反思，帮助学生加深对知识的理解和掌握，培养自主学习能力。

六、预期成果与效益

通过本课题的研究，预期能够取得以下成果和效益：

1. 教学模式创新：提出一种全新的信息技术支持下的问题导向教学模式，为高中数学教学提供一种新的思路和方法。

2. 教学质量提升：通过教学模式的创新，丰富教学内容和形式，提高学生的学习兴趣和参与度，从而提升教学质量和学生的数学核心素养。

3. 自主学习能力培养：问题导向教学模式能够培养学生的自主学习能力和问题解决能力，帮助他们更好地适应未来的学习和工作需求。

4. 教师发展：通过研究和实践，促进教师的教学观念更新和教学能力提升，为教师的专业发展提供新的契机和平台。

5. 教学资源建设：整合优质的数学教学资源，建立数学教学的资源库，为其他教师的教学提供参考和借鉴。

此外，本课题的研究还将对高中数学教学改革起到积极的推动作用，为其他学科的教学改革提供经验和借鉴。

七、研究方法与步骤

本课题的研究采用以下方法和步骤：

1. 文献研究：通过查阅相关文献和资料，了解信息技术在高中数学教学中的应用现状和问题导向教学的基本原理和方法，为课题的研究提供理论支持。

2. 问卷调查：对高中数学教师和学生进行问卷调查，了解他们对信息技术和问题导向教学的看法和需求，为教学模式的设计提供依据。

3. 案例研究：选取典型的数学教学案例，应用新的教学模式进行教学实践，记录教学过程和学生的学习效果，分析教学模式的优缺点和改进方向。

4. 对比研究：通过对比传统教学模式和新模式的教学效果，验证新模式的有效性和可行性。对比研究可以通过学生的成绩、学习态度、问题解决能力等方面的数据进行。

5. 总结与反思：对课题的研究过程进行总结和反思，提炼研究成果和教训，为后续的教学和研究提供参考和改进方向。

具体的研究步骤如下：

1. 准备阶段：确定研究目标和内容，制定研究计划和时间表，进行文献研究和问卷调查。

2. 设计阶段：根据文献研究和问卷调查的结果，设计教学模式和教学实施方案，选择合适的信息技术手段和教学资源。

3. 实施阶段：选取典型的数学教学案例，应用新的教学模式进行教学实践，记录教学过程和学生的学习效果。

4. 评估阶段：通过对比研究和评估，验证新模式的有效性和可行性，收集和分析数据，提出改进建议。

5. 总结阶段：对课题的研究过程进行总结和反思，撰写研究报告和论文，提交研究成果。

通过以上方法和步骤，本课题将深入探索信息技术支持下的高中数学问题导向教学模式，为高中数学教学提供新的思路和方法，推动数学教学改革的进程。

综上所述，本课题旨在探索信息技术支持下的高中数学问题导向教学模式，提出一套具体可行的教学设计方案，并通过实践验证其有效性和可行性。课题的研究将为高中数学教学提供一种全新的教学模式和教学方法，提升学生的数学核心素养和自主学习能力，为教师的专业发展提供新的契机和平台，为高中数学教学改革起到积极的推动作用。