基于學(xué)生核心素養(yǎng)提升的高等數(shù)學(xué)課程設(shè)計研究

孫少平 馮靜 李珍珠

摘 要：高職院校的高等數(shù)學(xué)教學(xué)不僅要貫徹“以應(yīng)用為目的，以必須夠用為度”的教學(xué)原則，更要讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)學(xué)科的思想，培養(yǎng)數(shù)學(xué)精神和提升數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。本文闡述了高職學(xué)生應(yīng)具備的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，并針對當(dāng)前高職學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的研究現(xiàn)狀，從課程設(shè)計層面提出了一些可行性策略。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；高等數(shù)學(xué)；課程設(shè)計

一、 數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的研究現(xiàn)狀

世界經(jīng)合組織自1997年就開始研究核心素養(yǎng)，21世紀初率先提出了“核心素養(yǎng)”的結(jié)構(gòu)模型。各個國家也都在研究自己的素養(yǎng)模型，“核心素養(yǎng)”已成為近十年來歐盟教育發(fā)展的支柱性理念，已經(jīng)成為提升未來國家競爭力的戰(zhàn)略關(guān)注。2014年我國教育部印發(fā)《關(guān)于全面深化課程改革，落實立德樹人根本任務(wù)的意見》，正式提出“核心素養(yǎng)體系”的概念，明確提出了10個核心素養(yǎng)，即數(shù)感、符號意識、空間觀念、幾何直觀、數(shù)據(jù)分析觀念、運算能力、推理能力、模型思想、應(yīng)用意識和創(chuàng)新意識，修訂稿則提出了數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運算、直觀想象和數(shù)據(jù)分析這六大數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。核心素養(yǎng)被置于深化課程改革、落實立德樹人目標(biāo)的基礎(chǔ)地位，是課程設(shè)計、教材開發(fā)和課堂改革實踐的依據(jù)和目標(biāo)。

2014年，教育部在《關(guān)于全面深化課程改革，落實立德樹人根本任務(wù)的意見》中提出“充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，改進教學(xué)方式，適應(yīng)學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需求”，要求充分發(fā)揮信息技術(shù)的力量，樹立以發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)意識，并將數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)貫穿于數(shù)學(xué)教學(xué)活動的全過程。“數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)包含具有數(shù)學(xué)基本特征的思維品格和關(guān)鍵能力，是數(shù)學(xué)知識、技能、思想、經(jīng)驗及情感、態(tài)度、價值觀的綜合體現(xiàn)”，數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)中的數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運算、數(shù)據(jù)分析、直觀想象本質(zhì)上就是信息技術(shù)素養(yǎng)；數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理也與信息技術(shù)密切相關(guān)，因此要重視信息技術(shù)對于提升數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的作用，必將成為課程改革的新理論、新形式、新亮點、新趨勢。

華東師范大學(xué)課程與教學(xué)研究所名譽所長、博士生導(dǎo)師鐘啟泉教授認為，“核心素養(yǎng)”是當(dāng)今國際教育界研究的潮流，“核心素養(yǎng)——課程標(biāo)準(zhǔn)（學(xué)科/跨學(xué)科素養(yǎng)）——單元設(shè)計——課時計劃”是環(huán)環(huán)相扣的教師教育活動的基本環(huán)節(jié)。本人作為高職院校的數(shù)學(xué)教師，十多年來一直在教授高等數(shù)學(xué)課程，較早開始了課程設(shè)計改革和信息化教材的開發(fā)，本課題研究將在文獻分析、教學(xué)改革試點的基礎(chǔ)上，結(jié)合課題組老師們的教學(xué)經(jīng)驗，給出這方面成果，對于填補“核心素養(yǎng)”課程課堂實施層面的空白具有較大實際意義。

本課題是主要針對高職院校學(xué)生展開調(diào)查研究，提出能夠提升學(xué)生核心素養(yǎng)的若干策略。課題組老師輔導(dǎo)學(xué)生參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽和山東省大學(xué)生數(shù)學(xué)競賽，取得了兩項全國一等獎、三項全國二等獎、8項山東省特等獎、很多項省級一二三等獎獎勵，在提升學(xué)生核心素養(yǎng)的方面做出了很多有益的探索和實踐。

二、 本課題的研究目標(biāo)和價值

高等數(shù)學(xué)作為高職機電類、汽車類和經(jīng)管類各專業(yè)必修的一門基礎(chǔ)課程，對學(xué)生后繼專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和思維能力的培養(yǎng)有著重要的作用。本課題組認真分析高職高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的非生態(tài)現(xiàn)象，針對高職學(xué)生必備的核心素養(yǎng)，積極探索生態(tài)化、信息化、工作過程系統(tǒng)化的課程設(shè)計，開發(fā)信息化、視聽化教材和建設(shè)精品資源共享課，創(chuàng)新混合式教學(xué)模式及其IICW教學(xué)形式的合理實施方案，對于提升學(xué)生核心素養(yǎng)、提高課堂教學(xué)質(zhì)量，促進高職教育培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)具有十分重要的意義。

選擇機電類、汽車類和經(jīng)管類不同的專業(yè)合適的班級為研究對象，調(diào)查高等數(shù)學(xué)課堂中的傳統(tǒng)教學(xué)形式面臨的困境與挑戰(zhàn)現(xiàn)狀，通過發(fā)放調(diào)查問卷的形式，調(diào)查本校和外校的高職學(xué)生，歸納出來學(xué)生的核心素養(yǎng)（核心職業(yè)素養(yǎng)、核心數(shù)學(xué)素養(yǎng)等）。以高等數(shù)學(xué)學(xué)科特點和為專業(yè)課程服務(wù)為起點，研究高職高等數(shù)學(xué)課程體系、標(biāo)準(zhǔn)，形成高等數(shù)學(xué)教學(xué)大綱和課程標(biāo)準(zhǔn)；研究高職高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容，編寫適合各專業(yè)的模塊化、項目化、信息化課程教學(xué)設(shè)計和高等數(shù)學(xué)實驗教材。提升的學(xué)生核心素養(yǎng)：以數(shù)學(xué)思想與文化為視角向?qū)W生展示數(shù)學(xué)與人類進步、社會發(fā)展的密切關(guān)系；利用信息化教學(xué)，幫助學(xué)生多角度理解數(shù)學(xué)，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的精神，激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)的興趣；提高學(xué)生的文化素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。

我們數(shù)學(xué)教學(xué)團隊的教學(xué)理念是“享受數(shù)學(xué)、快樂學(xué)習(xí)”，要改變高職學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的尷尬窘境，有效途徑之一就是利用信息化教學(xué)，讓數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)體現(xiàn)出來人文化和人性化，讓數(shù)學(xué)文化浸潤和滋養(yǎng)學(xué)生的整個數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程，使其在感悟數(shù)學(xué)、欣賞數(shù)學(xué)和再現(xiàn)數(shù)學(xué)的同時，產(chǎn)生創(chuàng)造數(shù)學(xué)的內(nèi)驅(qū)力；高職數(shù)學(xué)的教學(xué)必須承擔(dān)起提升學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的功能，將揭示數(shù)學(xué)的科學(xué)精神和思想方法等數(shù)學(xué)素養(yǎng)作為教學(xué)的根本目的。本課題研究的主要目的是在國內(nèi)外有關(guān)“學(xué)生核心素養(yǎng)”研究的基礎(chǔ)上，探索出高效的課堂生態(tài)化、項目化、系統(tǒng)化教學(xué)模式；制定人才培養(yǎng)方案、課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)設(shè)計；制定提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)方案，編寫出適合專業(yè)的數(shù)學(xué)建模項目。

本課題的研究成果，可以促進高職高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的改革，確實提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和學(xué)習(xí)質(zhì)量，提升課堂教學(xué)質(zhì)量，提高網(wǎng)絡(luò)教育資源的利用效率。本研究有助于師生在教學(xué)實踐中運用整體、聯(lián)系、和諧共生、動態(tài)發(fā)展的觀點反思課堂教學(xué)，促進教師在教學(xué)過程中與學(xué)生共同發(fā)展，注重學(xué)生的獨立性與自主性，注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)活動煥發(fā)出生態(tài)和諧的生命光彩。

三、 本課題的研究思路和方法

本課題項目組成人員均是來自我院基礎(chǔ)部數(shù)學(xué)課信息化教學(xué)團隊骨干教師，從事多年的教育教學(xué)工作，熟悉高職教學(xué)的特點。其中近五年來發(fā)表與數(shù)學(xué)教學(xué)相關(guān)的論文累計達20余篇，其中中文核心刊物出版1篇，主編或參編高職高專數(shù)學(xué)教材6部，主持或參與和高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革相關(guān)的校級和省級課題7項，在研課題2項，課題組還獲得了2014年度山東省省級教學(xué)成果獎二等獎。

具體研究思路：

1. 參閱大量的文獻資料，了解“學(xué)生核心素養(yǎng)”研究現(xiàn)狀。包括學(xué)生核心素養(yǎng)的理論基礎(chǔ)、定義以及相關(guān)策略分析研究。深入研究信息技術(shù)與課程整合的相關(guān)理論，并探討其在教育教學(xué)中的實踐應(yīng)用。

2. 通過問卷調(diào)查，了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀及根據(jù)教學(xué)內(nèi)容采取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，積極探索生態(tài)化、信息化、工作過程系統(tǒng)化的課程設(shè)計，開發(fā)信息化、視聽化教材和建設(shè)精品資源共享課，創(chuàng)新混合式教學(xué)模式，建立信息技術(shù)與課程整合的IICW教學(xué)形式。

3. 結(jié)合高職高等數(shù)學(xué)課程，選擇機電類、汽車類和經(jīng)管類不同的專業(yè)合適的班級，應(yīng)用IICW教學(xué)形式開展具體實驗?？偨Y(jié)教學(xué)實施經(jīng)驗并對研究過程中存在的不足進行分析說明，論述研究成果并展望未來，提出意見和建議。

具體研究方法：主要綜合采用文獻研究法、調(diào)查研究法、行動檢測法和經(jīng)驗總結(jié)法。

1. 文獻研究法。通過培訓(xùn)、參觀和購買書籍資料等途徑，借鑒前人研究成果以指導(dǎo)課題研究，夯實課題研究成員的理論基礎(chǔ)。

2. 調(diào)查研究法。利用參與式觀察、個體訪談及現(xiàn)場實驗的方法，通過調(diào)查山東部分高職院校的高等數(shù)學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀，抓住問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提出切實可行的解決策略。

3. 行動檢測法。研究編輯出具有專業(yè)特色的信息化教材和課程設(shè)計，進行對比試驗，掌握有利數(shù)據(jù)，以證實研究的效果。

4. 經(jīng)驗總結(jié)法。將課題研究內(nèi)容、過程加以歸納，進行綜述，肯定研究成果，修正研究方案，撰寫學(xué)術(shù)論文，形成研究成果。

四、 高等數(shù)學(xué)課程設(shè)計探究與實踐

數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)體系的構(gòu)建是數(shù)學(xué)教育領(lǐng)域的新命題，以育人為目標(biāo)的教育價值取向，是數(shù)學(xué)課程深化改革的新導(dǎo)向。數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)體系的建立需要在理論探索的基礎(chǔ)上不斷地進行實踐驗證，使之更好地為數(shù)學(xué)教育服務(wù)，我們就如何建立數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)體系提出了策略。

選擇機電類、汽車類和經(jīng)管類不同的專業(yè)，合適的班級為研究對象，探討在混合式學(xué)習(xí)中如何在信息化下更好地培養(yǎng)具有知識和技能的新時代職業(yè)院校學(xué)生，使得學(xué)生實踐能力得到真正的提高。進而推廣到其他專業(yè)，提高高職學(xué)生的核心素養(yǎng)，提升教師的教育信息素養(yǎng)，建立教師長效的培訓(xùn)機制，構(gòu)建完善的功能強大的校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)支持平臺，促使教師與學(xué)生使用新技術(shù)，樹立和應(yīng)用新的教學(xué)理念、模式。

基于數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的教師數(shù)學(xué)教學(xué)，首先要更新觀念，培養(yǎng)并提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，需要將“學(xué)生為本”的理念與教學(xué)實際有機結(jié)合。討論數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)從三個視角出發(fā)：國內(nèi)外數(shù)學(xué)教育發(fā)展的趨勢、學(xué)生發(fā)展的迫切需求、數(shù)學(xué)學(xué)科的自身特征。

從四個方面推進其體系的構(gòu)建：宏觀融合，強化數(shù)學(xué)文化熏陶；微觀貫通，聯(lián)結(jié)數(shù)學(xué)理性思維；整體落實，同步數(shù)學(xué)課程改革；劃分水平，完善教學(xué)質(zhì)量評價。提出一種基于遺傳算法進行自動分組的改進算法。該算法遵循實際教學(xué)中的分組策略，能夠快速、合理地分組，并將該方法應(yīng)用于實踐教學(xué)。利用“時滯微分方程理論”建立模型，探討學(xué)生的軟實力（核心素養(yǎng)）與硬實力（課程設(shè)計與信息化教材）之間的變化關(guān)系。

將高職學(xué)生的學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)與數(shù)學(xué)課堂教學(xué)實際相結(jié)合，運用博弈論的分析方法和建構(gòu)主義理論得出課堂教學(xué)最優(yōu)策略，以指導(dǎo)組織課堂教學(xué)活動；構(gòu)建出生態(tài)化、信息化的新模式；通過研究樹立更清晰的科學(xué)數(shù)學(xué)教育評價觀，并注重對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的綜合評價。

嘗試在信息化條件下，利用網(wǎng)絡(luò)視頻公開課、微課、MOOC、國家精品課程等，進行課堂混合式教學(xué)的應(yīng)用研究，將網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)秀資源同混合式教學(xué)進行結(jié)合，針對不同的知識分類和教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建IICW教學(xué)形式，進行最優(yōu)的教學(xué)設(shè)計，探討在混合式學(xué)習(xí)中如何在信息化下更好地培養(yǎng)具有知識和技能的新時代職業(yè)院校學(xué)生，使得學(xué)生實踐能力得到真正的提高。

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作者簡介：

孫少平，馮靜，李珍珠，山東省濟南市，山東勞動職業(yè)技術(shù)學(xué)院。