學(xué)科核心素養(yǎng)下高中數(shù)學(xué)信息化教學(xué)的路徑研究

宋立巖

引言

學(xué)科核心素養(yǎng)維度下的數(shù)學(xué)信息化教學(xué),是“新課標(biāo)”對高中數(shù)學(xué)學(xué)科的信息化教學(xué)提出的要求?？梢哉f,信息化教學(xué)以信息技術(shù)為載體,為教育行業(yè)的發(fā)展注入活力的同時,教育工作者挖掘科技價值使其服務(wù)于素質(zhì)教育,也成為貫徹核心素養(yǎng)理念的落腳點。

一、高中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的基本內(nèi)涵

高中數(shù)學(xué)同其他課程一樣,都是以學(xué)生發(fā)展為本的學(xué)科教學(xué),培養(yǎng)與提升學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),面向全體學(xué)生,堅持因材施教。教師將核心素養(yǎng)滲透于高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,加強了學(xué)生對知識的積累,且促使學(xué)生逐漸形成數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力,從而更好地應(yīng)用數(shù)學(xué)。高中階段數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),包括數(shù)學(xué)建模、邏輯推理、直觀想象和數(shù)據(jù)分析等方面,囊括數(shù)學(xué)學(xué)科的重要思想,這些都是評價學(xué)生認(rèn)識并掌握數(shù)學(xué)的關(guān)鍵指標(biāo)。從學(xué)科教學(xué)機制角度來說,數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教育應(yīng)著眼于三個層次,即為學(xué)科知識、學(xué)科思維與問題解決,在此過程中所逐漸形成的素養(yǎng)。

因此,在高中數(shù)學(xué)課程教學(xué)中,教師應(yīng)在數(shù)學(xué)學(xué)科特征、高中生認(rèn)知的一般規(guī)律、數(shù)學(xué)課程目標(biāo)等方面的基礎(chǔ)上,精選并設(shè)計數(shù)學(xué)課程內(nèi)容,并妥善協(xié)調(diào)好高中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)和課程教學(xué)內(nèi)容、間接與直接經(jīng)驗、結(jié)果與過程之間的聯(lián)系,以及數(shù)學(xué)與其他學(xué)科之間的聯(lián)系,關(guān)注與義務(wù)教育階段數(shù)學(xué)課程內(nèi)容的銜接。

二、信息化教學(xué)的基本要義

信息化教學(xué)是利用多種信息技術(shù),豐富教學(xué)內(nèi)容,簡化教學(xué)過程的工具。學(xué)科素養(yǎng)下的信息化教學(xué),教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生正確使用信息技術(shù)擴展學(xué)習(xí)資源的獲取渠道,將抽象的數(shù)學(xué)概念、公理等內(nèi)容予以直觀化、簡單化呈現(xiàn)出來,學(xué)生掌握一定的“方法”之后,能獲得數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的自信心。不同于傳統(tǒng)講授式教學(xué),信息化教學(xué)過程,可利用智能軟件與技術(shù),豐富教學(xué)內(nèi)容、激活課堂教學(xué)活力,有利于調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。如將記板書、查閱知識點的時間節(jié)省下來,組織學(xué)生進行自主探究與小組討論等。概念梳理以幾何畫板來作圖,動畫演示立體幾何的形成過程,或者是在電子觸屏黑板上進行構(gòu)圖,幫助學(xué)生加深對抽象圖形及概念的理解。

三、高中數(shù)學(xué)信息化教學(xué)現(xiàn)狀

信息技術(shù)是把“雙刃劍”,可給教育教學(xué)工作改革帶來極大的便利,利于培育學(xué)生核心素養(yǎng)。但是,在實際教學(xué)工作中,仍然不可避免一些問題的發(fā)生,集中表現(xiàn)在學(xué)科教學(xué)與信息技術(shù)的融合問題。對此,高中數(shù)學(xué)信息化教學(xué)應(yīng)該對以下幾個方面的問題進行優(yōu)化,改善信息化課堂教學(xué)環(huán)境。

一方面,對數(shù)學(xué)信息化教學(xué)的誤解。高中數(shù)學(xué)開展信息化教學(xué),是將解題思維和數(shù)學(xué)思維滲透在教學(xué)過程的媒介與方法,教師借助于信息技術(shù)手段,更好地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會和會用數(shù)學(xué)。教師應(yīng)嚴(yán)格區(qū)分信息化與電子化之間的差別。信息技術(shù)教學(xué)走進課堂,甚至有些學(xué)校開始使用電子化教材,其與信息化教學(xué)存在本質(zhì)的差別。信息化教學(xué)的明顯特點是“交互性”,包括師生間、學(xué)生間等的信息交互。明確電子化和信息化的差異,是正確使用信息化教學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)。

另一方面,信息技術(shù)在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的不充分應(yīng)用以及與知識間沖突的問題。高中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),重在鍛煉學(xué)生數(shù)學(xué)思維與能力,從而更好地解決數(shù)學(xué)問題。但是并不是所有信息技術(shù)或資源均有利于素質(zhì)教育,過多信息技術(shù)的使用,則會壓縮學(xué)生思維空間,反而不利于提升學(xué)生思維能力。而信息技術(shù)和教學(xué)方法的沖突,集中表現(xiàn)在:信息資源的匯聚,對學(xué)生信息技術(shù)掌握能力提出了要求,其是一種間接經(jīng)驗的積累過程,容易產(chǎn)生技術(shù)依賴心理。對此,在學(xué)科核心素養(yǎng)教育理念下,積極探索高中數(shù)學(xué)信息化教學(xué),有利于提升課堂教學(xué)質(zhì)量,培育學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)與能力。

四、學(xué)科核心素養(yǎng)下高中數(shù)學(xué)信息化教學(xué)的路徑探索

(一)構(gòu)建開放型課堂

信息化發(fā)展給數(shù)學(xué)課程教學(xué)帶來了活力,促使學(xué)科課堂教學(xué)模式也發(fā)生了改變。同時要求高中教師亟須轉(zhuǎn)變教學(xué)理念和方法,將信息化教學(xué)融合到數(shù)學(xué)課堂中,教學(xué)全過程不局限于課本、黑板,而是更有利于為學(xué)生打造出一個開放型課堂氛圍。在這種開放型的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)環(huán)境下,學(xué)生的情感、態(tài)度以及數(shù)學(xué)能力等方面才能得到更好的提升,進而達到培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的目標(biāo)。

如高中數(shù)學(xué)“統(tǒng)計”課程教學(xué)中,教師可以將該節(jié)課堂教學(xué)過程搬到教室外。為了保障課堂的開放性,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會自主分配時間,教師應(yīng)避免這種活動教學(xué)中進行知識灌輸,而是利用信息化手段讓學(xué)生能動自主地學(xué)習(xí)。圍繞本節(jié)課的教學(xué)“信息技術(shù)應(yīng)用、統(tǒng)計軟件的應(yīng)用”的主線,以“某城市某區(qū)生活用電量的估計問題”為探究課題,以班級為單位進行小組探究。教師可為學(xué)生提供一個大致模板,學(xué)生自主上網(wǎng)搜索信息并查找相關(guān)數(shù)據(jù),形成課題報告,并利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法對地區(qū)居民生活用電管理是否科學(xué)進行評價,并嘗試提出改進措施。在這種教學(xué)目標(biāo)點牽引下,學(xué)生“任務(wù)”就是通過課題的形式,以信息化方式為載體,從傳統(tǒng)的課堂知識傳授轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)引導(dǎo),與學(xué)生一起解決學(xué)習(xí)問題,教師并不是在全權(quán)指揮,而是放開手讓學(xué)生自主探究學(xué)習(xí),課上教師只需要在學(xué)生遇到問題的時候加以指導(dǎo)。并且,開放型課堂教學(xué)下,學(xué)生知識的來源并不只是教師,也涉及自主學(xué)習(xí)。在這種教學(xué)環(huán)境下,學(xué)生才能有學(xué)習(xí)的主體意識,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效果自然會明顯提升。這樣,高中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的提升才能落實到位。

(二)運用信息化教學(xué)方法

學(xué)科核心素養(yǎng)滲透于高中數(shù)學(xué)教學(xué)全過程,以學(xué)生為本,并以教學(xué)信息化從PPT、EXCEL 等常用辦公軟件以及電子觸屏幾何畫板、視頻播放、遠程教育的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”等模式提升教學(xué)互動的有效性,促進了數(shù)學(xué)信息化教學(xué)的發(fā)展。在此過程中,教育工作者有責(zé)任、有義務(wù)將先進教育理念和教學(xué)技術(shù)為素質(zhì)教育所用。通常情況下,信息化教學(xué)設(shè)計應(yīng)從三方面進行思考:

首先,課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)的設(shè)計?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+教育”背景下,高中數(shù)學(xué)定義、定理等知識,或經(jīng)典題型的介紹多是以微課、慕課等形式呈現(xiàn)出來的,內(nèi)容涉及本節(jié)課教學(xué)重難點。另外,教師還應(yīng)設(shè)計相應(yīng)的數(shù)學(xué)問題,難易程度層層遞進,幫助學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)。

其次,抽象或復(fù)雜知識點的講解。如立體幾何的平行與垂直、求解幾何等分類教學(xué)中,可利用電子觸屏的幾何畫板,指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)圖梳理已知條件,教師引導(dǎo)學(xué)生架構(gòu)幾何圖形,配之以動畫演示形式,使得抽象知識的講解不再枯燥、乏味,強化學(xué)生對概念、公理理解的同時,提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)提供了有力支撐。

最后,數(shù)據(jù)分析與評判。利用智能化設(shè)備及軟件建立學(xué)生個體的評價模塊,主要分為兩部分內(nèi)容:第一部分內(nèi)容是通過學(xué)生自評或他評,如教師和家長對學(xué)生學(xué)習(xí)能力、習(xí)慣等方面的素質(zhì)評價,將數(shù)學(xué)計算、空間想象、思維能力與記憶等內(nèi)容也納入到評價標(biāo)準(zhǔn)中,人工刷選或者是在相應(yīng)的智能化平臺中,調(diào)取符合學(xué)生個體差異的數(shù)學(xué)習(xí)題,是因材施教的延伸,也是對“大班制”教學(xué)的改善。第二部分內(nèi)容是了解與分析學(xué)生數(shù)學(xué)做題情況,教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)易錯點,同時將學(xué)生出現(xiàn)的共性與個性問題進行歸納,形成教學(xué)課件,同學(xué)生一起分析解題思路、常出現(xiàn)的易錯點,真正地讓學(xué)生知道自己“錯在哪里”,而不是一味地“題海戰(zhàn)術(shù)”。對培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維,養(yǎng)成數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣具有積極的作用。

(三)教學(xué)方式的有效實施

一方面,教師應(yīng)適度應(yīng)用信息技術(shù)。高中數(shù)學(xué)課程教學(xué)活動中,因數(shù)學(xué)學(xué)科的抽象性等特點,由于學(xué)生個體差異性所能承受的學(xué)習(xí)壓力往往也不同。信息化技術(shù)應(yīng)用于高中課程教學(xué),避免了教師解說式教學(xué)的問題,能夠幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用數(shù)學(xué)概念等,學(xué)生也經(jīng)歷了一定的思考過程。但是,并不是所有的數(shù)學(xué)知識點都適用信息化教學(xué)方法,教師應(yīng)結(jié)合實際情況進行選擇。

另一方面,高中數(shù)學(xué)信息化教學(xué)全過程滲透學(xué)科核心素養(yǎng)。高中數(shù)學(xué)課程與其他課程有著相似之處,比如教學(xué)目的,如促進學(xué)生掌握根本知識、根本思想、根本技能和根本活動經(jīng)歷的“四基”,分析問題與解決問題的能力,加強創(chuàng)新精神與實踐才能等方面的培養(yǎng)。數(shù)學(xué)課程教學(xué)中,以學(xué)科核心素養(yǎng)為主線,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會用數(shù)學(xué)的眼光觀察、分析和了解世界。尤其是有關(guān)數(shù)學(xué)家、科學(xué)家的史事、公理化的數(shù)學(xué)發(fā)展等,對激發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣將發(fā)揮積極的作用。高中數(shù)學(xué)日常教學(xué)活動中,增添人文社會科學(xué)知識,如“公理化方法經(jīng)歷了實體公理化、形式公理化、純形式公理化三個階段,所建立的理論典范分別是《幾何原本》《幾何基礎(chǔ)》、ZFC 公理系統(tǒng)?！币浴肮艦榻裼谩钡姆绞?引導(dǎo)學(xué)生了解數(shù)學(xué)知識點的同時,能夠通過數(shù)學(xué)問題的結(jié)構(gòu)來加深對數(shù)學(xué)概念、公理等抽象內(nèi)容的理解,引導(dǎo)學(xué)生感悟數(shù)學(xué)思想,把握數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)本質(zhì),促使其感受數(shù)學(xué)文化的內(nèi)涵。

不僅如此,信息化教學(xué)方法的應(yīng)用提高了數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容與數(shù)理化方法之間的匹配度,是實現(xiàn)因材施教的有效策略。信息化教學(xué)彌補了傳統(tǒng)理論化教學(xué)的缺陷,結(jié)合學(xué)生需求來選擇教學(xué)方法與技術(shù)。如根據(jù)學(xué)生不同的年級學(xué)段,設(shè)置不同的課時練習(xí)、單元測試、專題訓(xùn)練;按照題型劃分為單選、多選、填空、解答等;按照難度進階,分為容易、較容易、一般、較難和困難五個梯度。教師針對不同學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差異,結(jié)合典型題、壓軸題與同步題,為學(xué)生設(shè)計數(shù)學(xué)“選題”庫,輔之以視頻課件,結(jié)合班級學(xué)生的認(rèn)知特點、數(shù)學(xué)基礎(chǔ),采取由淺入深、由簡到繁、由易到難的習(xí)題練習(xí)安排,循序漸進地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會思考,是因材施教的基本方法。但是在有些情況下,教師過于關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力,強調(diào)一題多變或一題多解形式,幫助學(xué)生打破思維定式,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),容易忽視知識連貫性。以信息技術(shù)為支撐的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)過程,為這種課堂增添了直觀性、趣味性,學(xué)生能夠直觀地看到圖形的變換、邏輯關(guān)聯(lián),有利于提升學(xué)生剖析問題的能力,對學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)做了進一步的升華。

(四)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

數(shù)學(xué)是處于不斷變化的學(xué)科。數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)下高中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,教師應(yīng)明確數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)和數(shù)學(xué)課程教學(xué)目的之間的關(guān)系。設(shè)計教學(xué)目標(biāo),是培育學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的前提。如“平面解析幾何、空間向量、坐標(biāo)系與參數(shù)方程”等教學(xué)知識點上,應(yīng)確定培養(yǎng)學(xué)生的直觀想象、抽象思維等從屬于數(shù)學(xué)的核心素養(yǎng),根據(jù)教學(xué)實際情況,按照不同的教學(xué)階段與層次,設(shè)計現(xiàn)實、數(shù)學(xué)和科學(xué)教學(xué)情境,學(xué)生從熟悉的數(shù)學(xué)問題入手,找到問題的關(guān)聯(lián)性,并對綜合問題加以分析。并且,數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培育,還應(yīng)走進生活,落實“生活化教育”。在數(shù)學(xué)教學(xué)評價方面,應(yīng)堅持“面向全體學(xué)生,促進學(xué)生全面發(fā)展”的教育指導(dǎo)思想,將其貫穿數(shù)學(xué)教學(xué)的全過程,實施“過程化”評價方法,而不是“結(jié)果”評價,有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,從而更愿意主動學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)滲透于課程數(shù)學(xué)的全過程,學(xué)生在特定教學(xué)情境中逐漸養(yǎng)成的反思、交流表達等行為習(xí)慣,是每個學(xué)生對數(shù)學(xué)根本思想的一種感悟,這些都是學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中所經(jīng)歷并逐漸積累的。

結(jié)語

總而言之,學(xué)科核心素養(yǎng)理念的提出,具有重要的價值與意義,其意味著思維方式的轉(zhuǎn)變,對高中數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)來說,也是一個學(xué)科觀、教學(xué)觀、知識觀、課程觀的改革轉(zhuǎn)型與重新建構(gòu)的過程,同時也是對“為誰培養(yǎng)人、培養(yǎng)什么人、如何培養(yǎng)人”的探索過程。因此,學(xué)科核心素養(yǎng)下高中數(shù)學(xué)信息化教學(xué),指向培養(yǎng)學(xué)生的品格與關(guān)鍵能力,是對“新課標(biāo)”的方法化、具體化的回應(yīng),更加有利于學(xué)生的個體化發(fā)展。