基于數學核心素養的信息融合教學

王嬋燦

【摘要】新課改之后，更加重視基于數學核心素養的教學方法.為了讓核心素養落實得水到渠成，教學環節融合信息技術必不可少.本文從信息融合教學等方法出發探討對學生核心素養的培養，既能達到知識技能的要求，又能增加課堂的趣味性.

【關鍵詞】指數函數;信息技術;核心素養

2020年9月福建省開始實行新課程改革，筆者作為一線教師時刻關注著相關動態.從新課改的解讀中，我們發現要更加重視學生“四基”和“四能”的獲取，發展數學抽象、直觀想象、邏輯推理、數學建模、數學運算和數據分析六大核心素養.在備課過程中，教師要認清數學內容的本質、準備符合學生認知規律的教學設計.在教學課堂中，通過創設適合的生活情境，提出適合教學內容和學生學情的問題串，融合信息技術創新教學過程.這樣既能啟發學生獨立思考，促進小組合作交流，又能調動課堂學習氣氛，在掌握知識技能的同時形成和發展數學核心素養^[1].融合現代信息技術的創新教學能讓學生更好地理解教學內容，在有趣的教學環境下掌握知識技能.下面，筆者以“指數函數的圖象和性質”為例，談談對基于核心素養的信息技術創新教學的認識與體會.

1 背景分析與教學信息資源應用

本節課在學習指數函數的概念之后，要如何得出指數函數的圖象，從而研究指數函數的性質.我們嘗試改變傳統教學設計思路，注重整體章節設計，而不僅僅是課時設計.基于數學抽象、邏輯推理、直觀想象、數學建模等核心素養設計符合學生學情的教學，認識數學的本質，體現數學的思想，培養數學的核心素養.為了更好地分析和改進教學環節，我們選擇在學校錄播室進行教學，對于教師課后總結提升有顯著作用.另外，應用希沃一體機播放課件進行探究式學習，配合手機希沃投屏助手實現移動課堂.教學過程中利用班級優化大師對學生評價，實現實時評價體系.課前導學、作業布置、課后輔導配合教師網絡空間（人人通空間）的使用，拓寬課程的廣度和深度，有利于學生課后自主學習及家校互動.我們發現通過合理應用信息化資源能更大程度地提升課堂的高效性和趣味性.

2 教學中數學核心素養的培養

2.1 新課導入發展數學建模素養

選擇合適的素材（生活實例、數學及其他相關學科知識等）作為載體創設情境，構建所需數學概念，通過具有趣味性、挑戰性的問題引導學生，發展學生數學抽象及數學建模核心素養^[2].本課例研究過程中嘗試兩種不同的情境引入方式，下面對兩種方式進行對比.

引入1 播放外國人折紙視頻引出指數函數的概念，再配合下面指數函數課前小練加深對概念的理解，為接下來指數函數的圖象和性質鋪墊.

課前小練：下列選項是指數函數的有.

引入2 教師先提出問題：一張紙對折51次就能沿著紙張的厚度從地球爬到太陽，同學們相信嗎？學生自主得出對折次數與紙張層數之間的數學模型，計算總紙張厚度對比地球到太陽的距離，從而得出可信的結論.接著以拉面為例子，讓學生感受數學與生活的聯系，體會數學建模的魅力.教師再應用信息技術將課前小練制作成希沃課堂活動的小游戲（如圖1）讓學生上臺完成，使得練習具有趣味性，既鞏固了知識又調動了學習興趣.

對比兩種不同的引入方式，第一種視頻引入看似能調動學生的學習興趣，實際結果只是讓學生看看熱鬧，并沒能從情境中提出和思考數學問題.第二種情境與問題結合的引入設計能達到鍛煉學生數學思維，培養數學抽象、數學建模素養的目的.在課堂教學中問題情境的設置必須建立在新知識需要與學生認知結構的基礎上，提出富有挑戰性同時又力所能及的有效問題.并不是任何問題和情境都適合作為課前導入的，否則只會走馬觀花.另外，第一種課前小練的傳統解題方式，雖然簡潔高效但過于死板，學生參與度不高.而改進之后的游戲方式生動形象，融合了信息技術，學生可以同時動口、動手、動腦，為新知識的開展創造了活躍的課堂氛圍.

2.2 合作探究培養直觀想象素養

2.3 歸納應用提升邏輯推理素養

學生通過對指數函數圖象的觀察，歸納出指數函數的性質.歸納總結是思維的基礎，增強數學語言的轉化能力，過程中發展學生數學抽象、邏輯推理等核心素養.另外，已生成結論的及時應用能加深對知識的理解.

教師利用班級優化大師隨機抽取兩位學生進行隨堂測試指數函數單調性的應用，通過對抗競爭的小游戲落實知識的掌握情況，加深理解指數函數底的大小與單調性的關系，同時增加課堂的趣味性.

2.4 典例練習提升數學運算素養

例題與練習的設計上，需結合學生的學情及課時目標做到層次分明、精益求精.例1及變式1比較大小的題目從正向和逆向應用指數函數的單調性，從代數角度和幾何角度數形結合分別理解指數函數的單調性在比較大小題型中的應用，提升學生數學運算、直觀想象的核心素養.例2城市人口增長的實際問題，體現本節課知識在生活實際中的應用價值，讓學生理解數學源于生活又回歸于生活.

（1）根據圖象，估計該城市人口每翻一番所需的時間（倍增期）;

（2）該城市人口從80萬人開始，經過20年會增長到多少萬人？

通過典例問題的分析，讓學生運用指數函數的性質解決問題.培養分析問題與解決問題的能力，深化對函數思想的理解.最后，利用思維導圖快速構建系統的知識體系，形成理性的數學思維，達到數學核心素養的進一步升華.

課后作業采取線上網絡測試、微課預習視頻、線下分層作業設計.線上作業利用人人通空間設置課后測試題，學生當天完成后數據能快速統計，教師能及時了解學生的掌握情況.第二天備課更有針對性，能對前一天知識的缺漏進行補充.并且在教師網絡空間上傳微課預習視頻，學生通過5-10分鐘的微課視頻學習，對下節內容有初步認識.線下作業采取A、B分層設計，學生根據自身的數學基礎選擇不同層次的、不同難度的作業完成.以下是本節課的分層作業設計.

3 教學評價

課程設計注重知識點清晰、能力線完善、覆蓋面廣;教學展開有序，教學層次分明;教師引導合理，講解透徹，學生參與度高.尤其在信息技術的應用上具有創新性，時刻不忘數學核心素養的培養要求，具體表現如下：

第一，引入概念既有接地氣的拉面，又有折紙遨游太空的神秘;開門見山，切入主題，吸引學生.概念的內涵講得透，概念的深化鞏固及時.符合現階段課程改革培養學生數學建模核心素養的要求.

第二，在探究函數圖象過程中，利用了希沃投屏助手、函數工具、數學畫板等現代化信息技術與教學相融合，成功突破這節課的重難點.函數性質的推導充分發揮學生主體作用，在教師合理的復習引導下，讓學生通過作圖、分析、歸納、整理出指數函數的性質，整個教學過程流暢自然，一氣呵成.既掌握指數函數性質，又掌握探究函數性質的規律和方法，為今后的函數學習打下堅實的基礎.

第三，每個教學環節過渡問題銜接好，水到渠成.對學生練習出現的差錯都能及時予以糾正，拓寬了最近發展區，學生的學習扎實有效.比如增函數增長快慢的比較、漸近線的問題，都在學生練習展示的點評中滲透.教師主導不越位，學生主體更突出.配套練習針對性強、難度適中，呈現時機把握得好，達到了鞏固與深化的效果.

4 結語

總之，教學的目的是讓學生更好地掌握知識技能，拓寬學生的思維能力，發展培養學科素養.基于數學核心素養的信息融合教學，已經成為一種常態化教學方式，將得到更加廣泛的應用.

參考文獻：

[1]史寧中，林玉慈，陶劍，郭民.關于高中數學教育中的數學核心素養—史寧中教授訪談之七[J].課程教材教法，2017，37（4）：8-14.

[2]章建躍.核心素養導向的高中數學教材變革（續7）[J].中學數學教學參考（上旬），2020，3：5-11.

[3]孫彬博，郭衎，曹一鳴.信息技術與數學教學“深度融合”：理想與現實[J].教育研究與實驗.2019（05）.

[4]蔡海濤，林運來.核心素養下高中數學概念課教學策略[J].數學通報.2019（09）.

[5]周彬.信息技術在高中數學教學中的應用探討——評《高中數學疑難課題教學設計案例》[J].教育理論與實踐.2021（32）.