教育信息化提升数学核心素养的策略

【摘 要】“互联网+”时代深刻改变着人才需求和教育形态，赋予了教育信息化实现教育现代化新跨越的使命，对数学教学发展来说，是前所未有的机遇和挑战。教师需要发挥教育信息化的支撑、引领作用，创新教学信息化方式，通过借助数学动态软件的动态演示、智慧课堂的沉浸式教学、慕课与翻转课堂等的交互教学等策略，提升学生的数学核心素养。

【关键词】教育信息化;数学核心素养;策略

【中图分类号】G642  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437（2021）10-0001-02

2018年初，教育部启动“互联网+”环境下的教育信息化2.0行动，明确指出“教育信息化具有突破时空限制、快速复制传播、呈现手段丰富的独特优势，必将成为促进教育公平、提高教育质量的有效手段，必将成为构建泛在学习环境、实现全民终身学习的有力支撑，必将带来教育科学决策和综合治理能力的大幅提高”[1]。教育信息化引发的对教育现代化的深度思考，对数学学科教学的发展来说是前所未有的机遇和挑战，教师需要多角度研究利用教育信息化提升数学核心素养的策略。

1   教育信息化、数学核心素养的涵义

教育信息化，是指在国家及教育部门的统一规划和组织下，在教育系统的各个领域，以先进的教育思想为指导，全面深入地应用现代信息技术，加速实现教育现代化的过程。

2020年教育部发布的《中等职业学校数学课程标准》明确指出“数学学科核心素养是中等职业教育人才培养目标的具体体现，是践行社会主义核心价值观，培养学生社会责任意识的重要载体。中等职业教育数学学科核心素养主要包括数学运算、直观想象、逻辑推理、数学抽象、数据分析和数学建模。这些数学学科核心素养既相互独立，又相互交融，是一个有机的整体。教师要主动适应信息时代背景下的数学教学方式，结合数学学科特点，将信息技术与数学课程深度融合，有效实施中等职业学校数学课程的信息化教学”[2]。

培养中职院校学生数学核心素养，提升其创新思维能力与数学应用能力是数学教学的关键，也是检验数学教师水平的标准，具有重要意义。在数学教育实践中，教师需要发挥教育信息化的支撑引领作用，研究以教育信息化为切入点、从数学核心素养的内涵出发，运用数学动态软件的动态演示、智慧课堂的沉浸式教学、慕课等翻转课堂的交互教学策略，多角度创新教学方式、拓宽学生视野、发展学生思维，逐步培养学生的数学核心素养。

2   教育信息化提升数学核心素养的策略

2.1  几何画板等数学软件的动态演示，从直观到抽象，提升学生直观想象和数学抽象的数学素养

数学抽象是指舍去事物的一切物理属性，提取数学研究对象的思维过程。直观想象是指借助几何直观和空间想象，以感知事物的形态与变化的思维形式，利用图形理解、分析和解决数学问题的心理过程，这两个数学素养的培养能让学生初步学会用数学的眼光观察世界。

教师要善于运用几何画板与Geogebra等动态数学软件，为学生模拟构建“数学实验室”。立体几何是培养学生数学抽象和直观想象素养的重要知识载体之一[3]。在动态数学实验室，师生可将绘制的立体图形通过放大缩小、分合旋转、平移填充、转换折叠，进行添加辅助线、展开侧面图、绘制直观图、演示三视图等多种演示，动态显示静态文本不能呈现的轨迹及线、面关系的内在联系，加深学生对几何体中抽象知识的理解以及掌握表面积和体积的计算[4]。“数形结合百般好，隔离分家万事休。”让学生从熟悉的情境演示过渡到概念的直观想象，进一步增强运用信息化手段想象、思考问题的意识，提升学生数学抽象和直观想象的数学素养。

2.2  以学定教、以人为本的智慧课堂，沉浸式教学提升学生运算和逻辑推理的素养

数学运算是指在明确运算对象的基础上，依据数学运算法则与公式对具体对象进行变形的演绎过程。逻辑推理是指从一些事实和命題出发，依据推理规则获得其他命题的过程，这两个数学素养的培养有助于让学生初步学会用数学思维分析世界。

基于“以学定教、以人为本”教学理念的智慧课堂，可以实现微课录制、视频点播、远程直播、多屏互动、及时反馈、分组探究等。智慧课堂以精确的学情分析、便捷的课堂互动、实时数据反馈、全面的教学应用，跳出了“课堂定制”的限制。课前，教师通过掌握学情调整备课，学生自主预习把脉知识;课中，师生进行多样化的课堂互动教学和实时教学测评;课后，教师统计数据进行个性辅导，学生通过自主学习获得综合评价。

教学中，教师通过“模块导学→情境引导→实践探究→归纳内涵→温故知新”智慧课堂一体化的逻辑呈现过程，直观解析复杂二次曲线图形中代数、几何的不同特征及相互转换，从而提升学生的数学运算和逻辑推理素养。在“抛物线及其标准方程”的教学中，模块导学部分利用几何画板从学生熟悉的二次函数的图象抛物线入手，引导学生运用已经掌握的知识解答有关顶点、对称轴方程等的运算，让学生行成于思;由二次函数中的一次项系数和常数项循序渐进的改变，初步引入y=ax2（a>0）顶点在原点、焦点在y轴正半轴的图象;定焦点、作准线，利用画板的测量工具进一步探究出抛物线上任一点到焦点距离与它到准线距离之间的等量关系，初步推理出抛物线的定义;再利用旋转工具，分别归纳出其他三种抛物线的标准方程，实现常量到变量的转化，步步逼近概念的内涵，引导学生从感性直观出发，沿着逻辑顺序找特点，有推理、有数据地跨越图象，从数量角度进行实践、思考、运算，得出抛物线的标准方程和几何性质，实现数形统一。借助教育信息化，通过逻辑情境的创设来引导、点拨学生推理观察，使学生结合数值运算，归纳出概念的内涵，把握事物之间的基本联系，提升学生的数学核心素养，让学生具备在学习和工作中的理性思维和批判、质疑科学精神，使之乐享学习。

2.3  慕课与微课的资源共享、翻转课堂的交互教学，提升学生数据分析和数学建模的数学素养

数学建模是指对现实问题进行数学抽象，用数学语言表述问题、用数学知识与方法构建模型解决问题的过程;数据分析是指针对研究对象获得数据，运用统计方法对数据进行整理、分析和推断，形成知识和规律的过程，这两个素养能让学生初步学会用数学语言表达世界。

“大数据”时代，数据能有效帮助人们发现规律、解决问题，教学中要注重针对研究对象收集、整理数据，用数学知识与方法对现实问题进行数学抽象，运用数学建模解决问题。

“耳闻之不如目见之，目见之不如足践之。”课前导学中，笔者将动态演示正弦函数y=sinx→y=Asinx→y=

Asinωx→y=Asin（ωx+φ）圖象变化过程的微课上传到教学平台，让学生分析完成A、ω、φ与图象振幅、周期、平移变化的一组数据，初步从视学和听觉上体会从数到形的变换过程。课中案例探究，笔者结合学情数据把脉学生的痛点，将学生针对性分组，并分发不同讨论主题，在教学平台实时分享讨论过程。笔者调取、对比讲评小组的讨论结果，实现师生、生生之间的多向探究互动，直观分析出数据A、ω、φ与图象振幅、周期、平移的变换关系，抽丝剥茧，找出知识点，使学生初步掌握数据分析的基本方法和策略，培养学生借助数据分析发现规律和解决问题的思维品质和直观发展处理随机现象和数据的基本能力。

分段函数在实际生活中随处可见。课前，师生可借助网络收集本市水费、电费、快递费、交通费、网络通讯资费等收费标准及家庭消费情况等信息，上传到学习平台的导学模块。课中案例探究，以学生收集到的本市新调整的收费标准，将居民用户年度生活用水量实行分三个阶梯的水价制度作为情境导入案例，通过对比新旧标准下同样用水量的收费，帮助学生增强节水和保护绿水青山的意识，引导学生建立数学模型解决简单的实际问题，让他们感受到数学就在身边，潜移默化中实现从分析问题到数学建模，到解决问题，再到提升素养的升华，提升学生的数学建模素养。

中职数学教学以落实立德树人为根本任务，以培养学生的数学素养为目标。教育信息化是中职数学教学发展的方向和必由之路。本文提出通过情境导入、原理揭示、动态演示、数据分析、平台互动、智慧课堂、翻转课堂等，创新探究式、混合式及沉浸式学习方式和教学方式，为学生创设生动真实的教学情境，将抽象枯燥的数学知识直观展现在学生面前，有效提高学生的数学核心素养。

【参考文献】

[1]中华人民共和国教育部.教育信息化2.0行动计划[S].2018.

[2]中华人民共和国教育部.中等职业学校数学课程标准[S].2020.

[3]胡芙蓉.关于信息化背景下培育数学核心素养的几点思考[J].当代教育实践与教学研究，2019（8）.

[4]吴磊.融合信息技术教学促进学生数学核心素养的发展[J].教育信息化坛，2019（7）.

【作者简介】

李宗芹（1971～），女，汉族，山东威海人，本科，威海市文登技师学院副教授。研究方向：数学教学。