信息化生態課堂背景下高中數學核心素養的培養分析

熊佳碩

摘要：課堂應具有生態屬性，應是生命成長與和諧發展的場所。數學核心素養要求學生會用數學的眼光觀察世界，而學科核心素養的培養需要課堂教學生態的滋潤。構建落實高中數學學科素養的生態課堂，需要從構建生活情境、構建問題矩陣訓練數學思維、關注學生情感、構建生命成長場四個方面進行設計，讓學生在真實的課堂生態中完成數學學科素養的自我建構。

關鍵詞：信息化生態課堂；高中數學；核心素養；培養分析

中圖分類號：G633.6文獻標識碼：A文章編號：1992-7711（2021）22-0095

在信息化廣泛運用于教育教學領域的今天，新的課堂生態已經形成或正在形成。信息技術拓展了課堂、豐富了教學資源、改變了課堂教學方式、學生的學習方式與教學評價方式。但信息化也帶來新問題，如網絡學習資源豐富，但雜亂，內容過于飽和；技術無限夸大，師生情感交流被忽視，學生產生信息焦慮等。舊的教學生態受到破壞，新的教學生態正在形成，如何在信息化背景下，培養學生的高中數學核心素養，構建生態課堂，是我們亟須面對的問題。

一、聚焦學生核心素養的課堂特征

1.課堂應具有生態屬性

數學核心素養的終極目標是：會用數學的眼光觀察世界，會用數學的思維思考世界，會用數學的語言表達世界。數學核心素養主要體現在情境與問題、知識與技能、思維與表達、交流與反思。這就要求教學必須能啟迪學生的高階思維能力，讓數學課堂充滿學科精神與力量，使學生能在課堂中不斷有積極的正反饋。

2.課堂應是生命成長與和諧發展的場所

生態通常意味著整體和諧、動態可持續發展。葉圣陶先生認為“你若把你的生命放在學生的生命里，把你和你的學生的生命放在大眾的生命里，這才算是盡了教師的天職”。生態課堂尊重生命，關注生命的成長，讓學生自由成長，使學生充滿生機和活力。生態課堂接受個體個性與個體差異性，重點培養學生自主學習、終身學習的能力。生態課堂要求在課堂生態環境的影響下不斷地從不平衡進入平衡，從低層次的平衡進入更高層次的平衡，不斷地自我進化，最后達到和諧共生。

二、落實高中數學學科素養的生態課堂構建

1.構建生活情境：在生活實踐中夯實學科素養之基

數學核心素養要求會用數學的眼光觀察世界。當學生在面對生活中的各種問題時，能發現生活情境中的數學問題，并嘗試用數學的思維解決問題，這是用數學的眼光觀察世界的綜合表現。因此，生態課堂應該構建真實的生活情境，將學生置于真實的生活情境中，讓學生直接面對、體驗生活情境中的復雜問題，在真實的生活中完成能量的交互與素養的提升。

案例：生活中的數列

（1）印度泰姬陵的四周鑲嵌著寶石，寶石構成一個非常細致的等邊三角形圖案，整個圖形具有100層。

（2）某彗星出現的年份是：1740，1823，1906，1989，2072，……

（3）細胞分裂的個數是：1，2，4，8，16，……

問題1：上述現象有什么特征？你能嘗試給這些現象分類嗎？

問題2：請根據你的分類，分別給這些類別取一個名字。

師生共同討論，給出數列的定義；結合數列的規律，給出等差數列和等比數列的概念。

問題3：同學之間相互合作、討論生活中有哪些有規律的數字，請舉例。

設計以學生日常生活中常見的現象為情境，是為了讓學生了解生活中的數列，讓學生了解和描述生活中類似的現象；通過回答問題增加學生的興趣；提高學生發現數學問題、運用數學知識分析問題和解決問題的能力，點燃學生的思維火花。

2.構建問題矩陣：訓練數學思維培養學科素養之根

數學的樂趣是思維的樂趣。數學生態課堂本質要求就是培養學生的數學思維，讓學生學會運用數學的眼光觀察問題、分析問題、解決問題，發展學生的數學學科核心素養。數學生態課堂必須構建一個能夠引導學生提高思維能力的思維場，激發學生積極探索和學習的內在動力。這就要求教師要以學生的發展為基礎，把握數學的本質，引導學生形成整體的思維框架，解決學習過程中的問題，培養學生提出問題的能力。在具體的教學中，引導學生思維的最好的教學方式是問題，通過構建問題矩陣，不斷引導、訓練學生深入主動思考，使學生的數學思維層次得到提高。

下面，結合案例“指數函數及其性質”來進行闡述如何構建問題矩陣，以培養學生的數學思維。

針對孤立的數學知識點和數學問題，如果學生心中沒有系統的知識結構，難以形成數學核心素養。因此，教師需要從整體上考慮，進行單元教學，幫助學生構建知識框架，從而把握數學內容的本質。具體到本課，學生已經構建了函數的概念，并學習了一次函數、二次函數，那么指數函數只是和一次函數、二次函數平行的一種特殊函數，其分析方法也類似。

（1）基礎應用，開啟思維

問題1：某細胞分裂，1個分裂成2個，2個分裂成4個，4個分裂成8個……如果1個這樣的細胞分裂X次，相應的細胞個數為y，如何描述這兩個變量之間的關系？

問題2：y=2x與y=0.84x是函數嗎？如果是，請說出原因。

這些問題的解決是基于知識和經驗的簡單應用，是形成概念和突破難點的重要環節，學生在此過程中形成能力，發展素養。

（2）問題分解，思維突破

問題3：這些函數有什么規律？你能舉類似的例子嗎？

問題4：我們以前分析一次函數、二次函數及反比例函數的一般方法是什么？該方法用在指數函數中該如何使用。

師生一起討論、歸納，得出：研究函數的一般過程是先找規律—概念—解析式—圖像—性質；總結指數函數的解析式是y=ax。

（3）創新探究，提升思維

問題5：根據我們以往分析一次函數、二次函數、反比例函數時，是如何討論函數性質的？如何對系數分類？師生一起討論系數分類，分析a<0與a=0的情況，總結a的系數分為兩類：01兩種情況。

問題6：如何畫函數的圖象？請大家用描點法在紙上試畫其圖象。

問題7：y=2x與y=（1/2）x的圖象有什么關系？

然后，師生一起討論、總結指數函數的圖象與性質。

（4）歸納總結，發展素養

問題8：剛才已經得到指數函數的性質，現在回過頭來看看在研究過程中用到哪些數學思想方法？又是經過哪些步驟得到這些性質？

總結：用到的數學思想方法主要有數形結合、分類討論、從一般到特殊再從特殊到一般等。研究步驟主要有：選取幾個有代表性的函數；畫出函數的圖像；觀察圖像的將征；分析、歸納函數的性質；從函數解析式入手進一步論證函數的性質。

3.關注學生情感：在流動的情感中厚植學科素養之魂

生態課堂要關注的是學生的情感。從生態學的角度看，教師、學生和課堂環境之間需要不斷的交往與互動，交流與互動越復雜，生態越穩定。學生學習的過程就是學生與環境交往互動的過程。學習環境主要是課堂教學氛圍，課堂教學氛圍包括師生、生生關系，學生的學習動機與學生的學習興趣三個方面。

教師通過激勵、喚醒與鼓舞，讓課堂成為合作交流的平臺，使情感在學生之間流動；教師在教學中增加課堂的趣味性、實用性和審美趣味等，引起學生與數學的情感共鳴，從而激發學生學習數學的興趣，構建民主、平等、和諧的課堂氛圍，拉近與學生心靈的距離，用真情引導學生的積極情緒，讓真情在師生、生生之間自由流動。

教師的有效表揚和適當的“放任”，是生態課堂的陽光、空氣和水分，教學內容是養分，都是學生自由成長不可或缺的要素，使師生共享和諧人際關系的生態效應，促進高中數學生態課堂的和諧共振。

4.構建生命成長場：追尋課堂的價值弘揚學科素養之旨

核心素養為導向的生態課堂必然要求遵循學生的身心發展規律，注重學生的日積月累、厚積薄發，而不是急于求成地“讓課堂教學綻放生命的光輝”。生態課堂應當重點關注生命成長，是發展生命、在生命間展開對話的實踐活動。

數學生態課堂也是人文精神和人文價值課堂，同樣重視整體建構學生的精神世界，使數學課堂教學不僅僅掌握數學知識、擁有理性思維的活動，更應該讓學生學會應對生活的能力，重視生命的價值和生活的意義。

三、結束語

通過構建生活情境、問題矩陣訓練數學思維、學生情感、構建生命成長場的生態課堂，使課堂成為完整的、流動的生態系統。生態課堂的目標是培養學生的數學學科核心素養，使學生在真實的課堂生態中體驗完整的學習過程，讓學生成為自我成長生態的一部分。由此，學生在生態課堂中理解知識、掌握技能、積累學習經驗，從而提升和發展自身的核心素養。

參考文獻：

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（作者單位：湖南省湘陰縣文郡洋沙湖中學414600）