基于核心素養的高中數學課堂教學設計優化研究

【摘要】本文提出以培養學生核心素養為導向的智慧課堂教學設計策略和模式，選擇滬教版必修一數學第四章“指數函數”內容，探究如何利用智慧課堂進行教學設計的優化.通過設計思路分析，指出通過基于智慧平臺的學情推送與情境創設、引出概念與探究合作、當堂檢測與歸納小結、布置作業與個性化輔導的教學流程，以及資源發布、學習測評和教案重構的實踐，有助于優化教學設計，促進學生核心素養的發展.

【關鍵詞】核心素養；高中數學；教學設計

隨著教育信息化的迅速發展，如何有效提升學生的核心素養已成為高中數學教學改革的重要目標.傳統的課堂教學設計模式以教師為主導，強調知識的傳授與掌握，往往忽視了學生個體差異與主動探究能力的培養，難以適應核心素養時代的要求.與此相對，智慧課堂教學設計借助現代信息技術，以數據驅動教學決策，通過實時互動、個性化學習資源推送等方式，重構了教學流程，顯著提升了教學的精準性與學生的參與度.智慧課堂教學設計模式分為課前、課中、課后三個環節，通過課前學情分析與資源準備、課中自主探究與合作學習、課后個性化反饋與持續指導，形成了系統化的教學流程.本文將深入對比智慧課堂與傳統教學設計的差異，系統探討智慧課堂教學設計模式，并結合具體教學案例分析智慧課堂在高中數學教學中的具體設計思路.

1傳統課堂與智慧課堂教學設計對比

智慧課堂相比傳統課堂，在課前、課中、課后三個階段展現了明顯的優勢.首先，在課前階段，傳統課堂依賴教師的經驗進行教學設計，難以精準掌握學生預習情況，而智慧課堂通過信息化平臺實時獲取學生反饋，幫助教師根據數據分析制定更具針對性的教學方案，提升課堂準備的精確性.其次，在課中階段，傳統課堂的互動有限，難以兼顧個體差異，而智慧課堂借助技術手段，實時跟蹤學生的學習進度，動態調整教學內容，并通過小組合作與自主探究等方式，增強學生的參與感和數學核心素養的培養[1].最后，在課后階段，傳統課堂的作業布置和反饋滯后，無法及時解決個性化問題，而智慧課堂通過推送個性化作業并提供即時反饋，幫助教師快速發現并解答學生的困惑，動態跟蹤學生學習進度，進一步提升學習效率和核心素養.

2基于核心素養的智慧課堂教學設計優化策略與模式

2.1教學設計優化策略

智慧課堂教學設計的優化可以通過多種策略實現，每個策略都旨在培養學生不同方面的核心素養.首先，堅持以學生為主體，通過教師引導學生自主發現和探究，重點培養學生邏輯推理能力.在教學中，教師需滲透邏輯思維的分析和總結，幫助學生在推理過程中不斷提升自身邏輯能力.其次，利用任務驅動策略，通過設計具備挑戰性的任務，推動學生在時間壓力下完成運算任務，培養學生的數學運算核心素養[2].同時，創設教學情境幫助學生理解抽象數學概念，教師利用智慧課堂提供的多媒體資源，將抽象的概念形象化，培養學生的數學抽象能力.此外，智慧課堂強調更新教學觀念，教師應引導學生收集、整理、分析數據，提升數據分析核心素養.智慧課堂借助信息技術的融合，將復雜的數學概念通過可視化工具轉化為直觀的圖象和視頻，幫助學生發展直觀想象能力.最后，教師通過數學建模的滲透，引導學生從實際問題中抽象出數學模型，逐步培養他們的建模思維.各策略協同作用，最終有助于實現學生數學核心素養的全面提升.

2.2教學設計優化模式

2.2.1課前階段

課前階段的設計以“學情分析”為核心.通過信息化平臺，教師能夠全面了解學生的認知水平、數學知識掌握情況及核心素養的不足.接下來，教師在此基礎上進行教學預設，確定本節課的教學目標、重難點及教學流程.隨后，教師通過平臺發布資源，包括知識點、例題、導學案及相關視頻，確保資源與學生實際需求相匹配.學生通過這些資料進行預習測評，并將反饋結果上傳，教師可基于反饋結果對教案進行重構，確保教學內容切合學生的實際情況，實現針對性的預習和改進.

2.2.2課中階段

課中階段的設計以師生互動為核心.首先，教師通過課題導入引導學生復習預習內容，針對預習中出現的共性問題進行答疑，激發學生參與討論[3].接著，學生通過探究學習環節開展自主或小組合作探究，教師通過信息化平臺布置任務，并適時提供指導.學生探究后，教師通過實時檢測推送難度適中的練習題，學生提交答案，教師立即反饋，及時了解學生掌握知識的情況.最后，通過總結提升環節，教師對難點進行講解，鞏固學生對核心知識的理解，推動課堂學習的深入.

2.2.3課后階段

課后階段注重個性化輔導，首先通過課后作業為不同層次的學生推送個性化的任務，教師通過信息平臺及時批改并反饋作業結果.針對學生在作業中反映的易錯點，教師通過錄制微課輔導進行補充說明，確保每個學生都能得到適合其水平的輔導.最后，教師與學生通過信息平臺進行反思評價，學生反饋教學效果，教師自我反思并調整教學策略，進一步優化教學設計并促進學生數學核心素養的發展.

3基于核心素養的智慧課堂教學設計優化案例

3.1學情分析

在“指數函數”學習中，學生具備了一定的函數基礎，已經掌握了基本的函數概念并初步理解了數形結合思想，具備利用函數圖象研究性質的經驗.然而，由于指數函數涉及較大的思維量，對邏輯嚴謹性、分類討論和推理能力的要求較高，學生在這些方面尚不成熟，尤其是在問題探究和合作交流能力上發展不均衡，學習過程中可能會遇到困難.此外，學生的自主意識逐漸增強，但自信心與實際能力之間存在差距，盡管具有較強的潛力和可塑性，但還需教師進一步引導.

3.2教學預設

3.2.1教學目標與重難點

本節課的教學目標在于幫助學生全面理解并掌握指數函數的定義、圖象及其性質，尤其是通過描繪具體的指數函數圖象，探究其單調性和特殊點.在教學過程中，通過實例引導學生從實際問題中抽象出數學關系，利用信息技術進行圖象分析，并通過歸納和總結自主構建指數函數的性質，體驗從特殊到一般的認知過程.情感態度方面，教學旨在激發學生積極參與，體會數學與生活的聯系，培養合作探究的精神，提升數學核心素養.教學的重點是指數函數的定義、圖象和性質，而難點在于底數的不同（agt;1和0lt;alt;1）對函數圖象的影響及其特征差異.

3.2.2教學過程設想

（1）學情推送與情境創設

在智慧課堂的學情推送環節，教師通過信息平臺實時生成學生的預習反饋，形成個體學習報告，并在課堂上多媒體展示全班整體預習情況.此舉使教師能夠基于數據精準掌握學生的學習狀態，有效避免了傳統課堂中依賴經驗判斷的局限性，從而為后續教學提供更具針對性的指導.學生在分析個人預習報告后，能夠主動反思自身的不足，進而通過小組討論解決預習中的問題，強化自主學習和合作探究的能力.在情境創設中，教師通過實際操作引導學生在具象的情境中理解抽象的數學概念，如通過折疊紙張等活動幫助學生感知函數變化.借助多媒體工具，教師實現了抽象概念的可視化，學生通過互動體驗強化了對概念的理解.這一環節不僅調動了學生的參與積極性，還通過數據反饋增強了情境教學的實效性，使學生在動態操作中直觀感知數學知識[4].

（2）引出概念與探究合作

在引導學生總結數學表達式共性的基礎上，教師逐步引出指數函數的定義，并通過多媒體演示指數函數圖象的變化特征.智慧課堂的多媒體技術能夠動態呈現不同底數情況下函數圖象的變化，幫助學生更直觀地理解其性質.這種教學方式提升了學生對概念的掌握，尤其是在復雜圖象比較中，極大程度地增強了學生的數學直覺.在探究合作環節，教師引導學生運用已學知識，通過合作探究指數函數的定義域、值域、單調性等性質.學生借助智慧課堂的互動功能，以小組為單位共同完成探究任務，分享彼此的研究成果，結合動態圖象展示討論相關性質.此環節不僅培養了學生的合作能力，還促進了學生在實際探究過程中建構數學知識，打破了傳統課堂中單向傳授的教學模式，形成了互動、共建的學習環境.

（3）當堂檢測與歸納小結

當堂檢測環節通過信息平臺及時反饋學生的作答情況，教師通過分析學生的答題數據，迅速掌握學生對知識點的理解程度，并針對共性問題進行講解.智慧課堂的即時反饋機制使學生能夠在課堂中及時糾正學習中的錯誤，增強了知識的鞏固效果.教師通過系統的反饋報告，了解學生在不同知識點上的掌握情況，然后進行針對性指導，從而有效提升課堂教學的效率.歸納總結環節，教師引導學生對本節課的知識點進行系統性總結，幫助學生構建指數函數的知識體系，并通過小組展示的方式分享學習成果.學生在展示過程中，不僅鞏固了個人對知識的理解，還通過相互補充和教師的點撥進一步深化對數學思想方法的掌握.智慧課堂的分組互動與展示功能有效促進了學生之間的知識共享與合作學習，提升了學生的邏輯思維和知識結構的系統性.

（4）布置作業與個性化輔導

智慧課堂在課后作業環節通過數據分析，為不同層次的學生提供個性化的作業任務.教師根據學生課堂表現與學情反饋，設計符合每個學生學習需求的作業，并通過平臺推送[5].學生完成作業后，教師通過智慧課堂的批改系統進行即時反饋，確保學生能夠迅速了解自己的學習成果，并針對性解決學習中的問題.此外，智慧課堂提供的個性化輔導機制使教師能夠通過平臺與學生進行一對一互動，幫助學生及時解決作業中的疑問，避免問題堆積.這種靈活的交流模式有效解決了傳統課堂中作業反饋滯后、個別輔導難以實現的問題，為學生提供了更全面的學習支持，進一步提升了學習效率與學習效果.

3.3資源發布

在智慧課堂中，教師根據學生的學情分析，結合教學目標、重點、難點及易錯點，錄制短視頻或選擇優質的網絡資源推送給不同層次的學生.視頻時長控制在10～15分鐘，確保講解清晰、知識點精準，以便學生高效預習.

3.4預習測評

教師通過平板設備將預習任務和作業發送給學生，學生在完成預習內容并提交測評結果后，將預習中遇到的問題記錄下來.學生可通過網絡平臺與同學或教師討論解決問題，確保預習階段的困惑得到及時解答，從而為課堂學習打好基礎.

3.5教案重構

基于學生的預習測評數據，教師分析作業的正確率，發現學生在指數函數概念、形式及應用上的易錯點.教師針對這些問題重新調整教學設計，通過課堂提問和討論，幫助學生進一步理解指數函數的定義、圖象和性質，尤其是加強對易錯題型的講解和應用，確保學生在后續學習中能夠舉一反三，鞏固知識掌握.

4結語

本研究提出了基于學生核心素養培養的智慧課堂教學設計優化模式，提出了具體的教學設計策略，分析了教學設計模式在課前、課中、課后三個環節的實施內容.通過具體案例，提出了智慧課堂應用于高中數學教學設計的設想，雖然該設想具有提升學生核心素養的理論基礎，但是具體的實踐仍需教師進行精心的組織與實施，并且還需要配備齊全的信息化設施，因此在信息化落后地區的可行性不高，未來還需不斷完善.

參考文獻：

[1]白華賢.高中數學核心素養培養路徑探討——評《基于高中數學核心素養的教學設計與反思》[J].中國教育學刊，2023（04）：144.

[2]曹一鳴，孫彬博，蘇明宇，等.促進學生核心素養發展的高中數學單元教學設計——以“導數及其應用”為例[J].基礎教育課程，2023（06）：34-43.

[3]鄭作奎.核心素養視域下的高中數學教學設計實踐反思——評《高中數學教學設計的理論與實踐研究》[J].科技管理研究，2022，42（13）：242.

[4]李保臻，孟彩彩，鞏鎧瑋.基于深度學習的高中數學教學設計研究[J].教學與管理，2021（9）：62-64.

[5]牟偉勝.數學核心素養背景下的高中數學單元教學設計研究[J].科技資訊，2021，19（13）：143-145.