核心素養視角下高中數學教學設計策略

【摘要】教學設計是課前準備的重要環節，在此過程中如何設計教學活動、引導學生經歷數學學習過程，從而落實數學核心素養尤為重要。本文以新課程、新教材、新高考為背景，創建了設計模型探討教師設計教學設計的策略。

【關鍵詞】高中數學；核心素養；教學設計；模型

【中圖分類號】G633.6【文獻標志碼】A【文章編號】1004—0463（2022）18—0109—03

2021年9月，甘肅省開始使用湖南教育出版社出版的普通高中《數學》教材，并且從2021年秋季入學的普通高中一年級學生開始，實行統一高考和高中學業水平考試、參考綜合素質評價的高校考試招生模式。在實施新課標、落實新教材、應對新高考的“三新”背景下，如何按照新修訂的《普通高中數學課程標準》落實“四基”“四能”“三會”，提高學生的數學核心素養是一線數學教師重點研究的問題。課堂的精彩來自教師課前精心的準備，這是一個將數學知識的“學術形態”轉化為數學知識的“教育形態”的過程。教學設計就是教育教學的準備階段，是課堂教學過程的生成階段，是一個創造的過程。在實施新課標、落實新教材、應對新高考方面，教師的教學過程設計需要從多角度、全方位考慮。那么，在數學教學過程設計中，如何設計教學活動，引導學生經歷數學學習過程，且在學習過程中如何落實數學學科核心素養？帶著這一問題，結合筆者平時的教學經驗、教學反思、總結以及學情，按照新教材所要達到的目標要求，細心研究教材，認真設計教學的每一個環節，備好、備足課程內容，以適應新課標、新教材、新高考的變化。下面，筆者就以湘教版高中數學“基本不等式”教學為例，談談新課標、新教材、新高考要求下如何優化教學設計來達到培養學生核心素養的目的。

一、核心素養視角下教學設計模型

數學教學是一個多要素的、情境性強和復雜的動態系統，它包括教師、學生、數學教學內容、教學媒介、教學三維目標和教學方法等要素。為使這些要素能夠有機配合，達到數學教學效果的最優化，就必須對它進行整體的計劃與安排，即進行教學設計。教學設計是落實學生學科核心素養的重要手段和策略，美國教育心理學家加涅（Robert Mills Gagne）曾在《教學設計原理》（1988年）、美國教育家帕頓（Patten，J.V.）在《什么是教學設計》、梅里爾（Merrill）在《教學設計新宣言》中都給出了教學設計核心概念的界定。在新課程標準教學理念下，數學教學設計是在培養學生數學核心素養的總體目標之下設計的，不僅展現活動內容與活動方式，還尊重和發展學生的主體性和創造性。在此目標引導下，教師從不同的角度入手分析教學設計的設計思路，最終形成教學案例。如下圖：

二、核心素養視角下設計教學方案的策略

1.鉆研新教材，確定核心素養的落腳點和出發點。新教材的知識是按照知識結構有序排列的，知識的發生、發展過程并沒有全部寫在教材上。為此，教師在思考教學設計時應將自己的思維降到“原發狀態”，思考概念原理產生的原因、與舊知識之間的聯系、概念的完善過程及其他的作用。面對新教材中發生變化的知識點，教師要明確知識的來龍去脈，經歷知識從無到有、由小到大、由粗糙到精致的發生過程，還要厘清呈現出的數學思想和方法，清楚這一過程中應培養的數學核心素養。教師只有清晰地弄清了這些問題，才能有的放矢的開始設計自己的教學過程[1]。

例如，在湘教版高中數學“基本不等式”的教學設計中，確訂的教學內容為：一是基本不等式的發現過程；二是基本不等式的證明過程；三是基本不等式的理解過程；四是基本不等式的應用過程。制訂的教學目標為：經歷基本不等式的發現過程；探索基本不等式的證明過程；體會證明基本不等式的方法；理解基本不等式的幾何意義，并掌握基本不等式中等號成立的條件。面對這部分內容及教學目標，教師在教學過程設計時應思考這樣的問題：為什么要研究基本不等式？如何設計本節課，讓學生經歷基本不等式發生、發展的過程？通過學生對基本不等式的猜想、驗證、證明及應用，使學生活動貫穿于整個教學過程之中，始終體現“以學生為中心”的教學理念。通過這一教學過程，重點關注學生數學建模、直觀想象及邏輯推理核心素養能力的培養，從而形成知識框架，創設情境引導學生對本節課進行思考，在每一環節中重點關注相應的數學核心素養的培育，這時才能進入教學過程設計的下一環節——如何巧妙設計讓學生進入“過程”。

2.創設情境，引導學生在知識發生的過程中參與學習活動。教師在了解了教材內容和知識觸發、生成過程的前提下，為了讓學生感受知識的發生過程，在教學活動設計過程中精心創設數學教學情境，激發學生學習數學的激情和興趣。創設情境重在“創設”環節，讓學生沉浸在情境之中發現問題、思考問題、解決問題，這就要求創設的問題情境必須是學生熟悉、感興趣的，且具有挑戰性，否則不能夠激起學生深入思考的欲望。同時創設問題情境還要能夠觸及知識的本質，激發學生探究和學習的欲望。

例如，在湘教版高中數學“基本不等式”的教學中，通過創設情景，提出問題，引導學生學習與思考古代的數學文化和數學精華。教學設計過程中利用“趙爽弦圖”發現、挖掘、提煉出基本不等關系，培養學生數學建模、直觀想象、邏輯推理的數學核心素養能力。通過中國古代數學家的智慧，以及古人在世界數學史上獨一無二的貢獻和地位，體會數學中“形數統一、以形證數”的思想方法，促進學生對數學文化的了解，激發學生通過“趙爽弦圖”研究基本不等式的欲望，使學生循序漸進、自然而然進入情境問題的探究過程，從而引導學生進入基本不等式內容的學習。

3.設置問題，在解決問題的過程中培養核心素養。課堂教學依據教學設計的過程和環節以及教師對新教材和課程標準的理解，結合學情的掌握而進行的實踐活動。其中教學設計的環節是文本設計的創作和實施過程，也是課堂教學進一步實踐和完善的過程[2]。因此，巧妙地設置問題引導學生一步一步循著問題的提示在探索問題、研究問題、解決問題的過程中，逐漸打開學生的思維。知識在這一過程中不斷生長、發展、完善，思維不斷提升，學生的知識框架結構就建立起來了，自然而然地完成知識觸發、生成的過程。

例如，在“基本不等式”的教學中，設置這樣的問題：通過“趙爽弦圖”得到的基本不等式到底是否成立呢？先引導學生用特殊值驗證其正確性，在此基礎上探究證明的方法，體現了數學的邏輯性和嚴密性，培養了學生邏輯推理和數學運算的能力。同時，教師利用幾何畫板等數學軟件，給學生展示“趙爽弦圖”的動畫過程，使學生直觀感受到不等式中取等號的條件，進一步完善不等式結論。這一設計意圖的目的在于引導學生從幾何的角度對基本不等式分析探究，感悟數形結合思想，在學生的頭腦中形成關于基本不等式完整的知識結構框架，學生的直觀想象及邏輯推理核心素養能力得到培育。

4.以回顧促反思。教師在引導學生經歷了知識的生長和發展過程、概念的理解、數學原理、解題思路的探究過程后，教師的教學設計并不因此而停止或快速地轉入下一階段，這時應引導學生回顧自己的思路，回味知識的生長、發展過程，總結提煉蘊含在發現問題——研究問題——解決問題過程中的數學思想方法，通過學生的自我回顧、自我總結、自我反思，達到自我提升的目的。這也是教師設計教學設計過程中的重要環節，教師在具體設計時讓學生對本節課的學習內容作進一步小結，使學生逐步學會感受數學學習過程，體驗學習數學的樂趣。

例如，在“基本不等式”的教學中，教師引導學生從“形”和“數”兩方面深入探討基本不等式的幾何解釋，領悟數形結合思想。為了達到這個目標，通過幾何畫板動態演示“趙爽弦圖”，再現“形”轉換為“數”的過程。這一教學設計既加深了學生對基本不等式的理解，又實現了學習目標的達成，從而突出重點，突破難點。加之，教師在教學過程中不斷幫助學生理解基本不等式證明的理論過程，進一步提高了學生舉一反三的邏輯推理能力，培養學生良好的數學思維品質，不斷提升數學學科核心素養。

總之，面對新高考、新課標、新教材，教學設計是非常重要的一環。教師應設計有效的教學情境、精妙的問題、開展有效的教學活動將數學學科核心素養融入教學設計過程和課堂教學之中。

參考文獻

[1]沈子興.基于核心素養培育的數學教學設計[M].上海：華東師范大學出版社，2020.

[2]沈子興，白偉雄，錢鳳英.如何體現“過程與方法”[J].現代教學，2008（Z2）：26-28.

（本文系2020年度甘肅省“十三五”教育科學規劃重點課題“核心素養視角下基于學科課程標準的高中數學新教材教學設計研究”的研究成果，課題立項號：GS[2020]GHBZ213）

編輯：徐春霞