基于数学核心素养的信息融合教学

王婵灿

【摘要】新课改之后，更加重视基于数学核心素养的教学方法.为了让核心素养落实得水到渠成，教学环节融合信息技术必不可少.本文从信息融合教学等方法出发探讨对学生核心素养的培养，既能达到知识技能的要求，又能增加课堂的趣味性.

【关键词】指数函数;信息技术;核心素养

2020年9月福建省开始实行新课程改革，笔者作为一线教师时刻关注着相关动态.从新课改的解读中，我们发现要更加重视学生“四基”和“四能”的获取，发展数学抽象、直观想象、逻辑推理、数学建模、数学运算和数据分析六大核心素养.在备课过程中，教师要认清数学内容的本质、准备符合学生认知规律的教学设计.在教学课堂中，通过创设适合的生活情境，提出适合教学内容和学生学情的问题串，融合信息技术创新教学过程.这样既能启发学生独立思考，促进小组合作交流，又能调动课堂学习气氛，在掌握知识技能的同时形成和发展数学核心素养^[1].融合现代信息技术的创新教学能让学生更好地理解教学内容，在有趣的教学环境下掌握知识技能.下面，笔者以“指数函数的图象和性质”为例，谈谈对基于核心素养的信息技术创新教学的认识与体会.

1 背景分析与教学信息资源应用

本节课在学习指数函数的概念之后，要如何得出指数函数的图象，从而研究指数函数的性质.我们尝试改变传统教学设计思路，注重整体章节设计，而不仅仅是课时设计.基于数学抽象、逻辑推理、直观想象、数学建模等核心素养设计符合学生学情的教学，认识数学的本质，体现数学的思想，培养数学的核心素养.为了更好地分析和改进教学环节，我们选择在学校录播室进行教学，对于教师课后总结提升有显著作用.另外，应用希沃一体机播放课件进行探究式学习，配合手机希沃投屏助手实现移动课堂.教学过程中利用班级优化大师对学生评价，实现实时评价体系.课前导学、作业布置、课后辅导配合教师网络空间（人人通空间）的使用，拓宽课程的广度和深度，有利于学生课后自主学习及家校互动.我们发现通过合理应用信息化资源能更大程度地提升课堂的高效性和趣味性.

2 教学中数学核心素养的培养

2.1 新课导入发展数学建模素养

选择合适的素材（生活实例、数学及其他相关学科知识等）作为载体创设情境，构建所需数学概念，通过具有趣味性、挑战性的问题引导学生，发展学生数学抽象及数学建模核心素养^[2].本课例研究过程中尝试两种不同的情境引入方式，下面对两种方式进行对比.

引入1 播放外国人折纸视频引出指数函数的概念，再配合下面指数函数课前小练加深对概念的理解，为接下来指数函数的图象和性质铺垫.

课前小练：下列选项是指数函数的有.

引入2 教师先提出问题：一张纸对折51次就能沿着纸张的厚度从地球爬到太阳，同学们相信吗？学生自主得出对折次数与纸张层数之间的数学模型，计算总纸张厚度对比地球到太阳的距离，从而得出可信的结论.接着以拉面为例子，让学生感受数学与生活的联系，体会数学建模的魅力.教师再应用信息技术将课前小练制作成希沃课堂活动的小游戏（如图1）让学生上台完成，使得练习具有趣味性，既巩固了知识又调动了学习兴趣.

对比两种不同的引入方式，第一种视频引入看似能调动学生的学习兴趣，实际结果只是让学生看看热闹，并没能从情境中提出和思考数学问题.第二种情境与问题结合的引入设计能达到锻炼学生数学思维，培养数学抽象、数学建模素养的目的.在课堂教学中问题情境的设置必须建立在新知识需要与学生认知结构的基础上，提出富有挑战性同时又力所能及的有效问题.并不是任何问题和情境都适合作为课前导入的，否则只会走马观花.另外，第一种课前小练的传统解题方式，虽然简洁高效但过于死板，学生参与度不高.而改进之后的游戏方式生动形象，融合了信息技术，学生可以同时动口、动手、动脑，为新知识的开展创造了活跃的课堂氛围.

2.2 合作探究培养直观想象素养

2.3 归纳应用提升逻辑推理素养

学生通过对指数函数图象的观察，归纳出指数函数的性质.归纳总结是思维的基础，增强数学语言的转化能力，过程中发展学生数学抽象、逻辑推理等核心素养.另外，已生成结论的及时应用能加深对知识的理解.

教师利用班级优化大师随机抽取两位学生进行随堂测试指数函数单调性的应用，通过对抗竞争的小游戏落实知识的掌握情况，加深理解指数函数底的大小与单调性的关系，同时增加课堂的趣味性.

2.4 典例练习提升数学运算素养

例题与练习的设计上，需结合学生的学情及课时目标做到层次分明、精益求精.例1及变式1比较大小的题目从正向和逆向应用指数函数的单调性，从代数角度和几何角度数形结合分别理解指数函数的单调性在比较大小题型中的应用，提升学生数学运算、直观想象的核心素养.例2城市人口增長的实际问题，体现本节课知识在生活实际中的应用价值，让学生理解数学源于生活又回归于生活.

（1）根据图象，估计该城市人口每翻一番所需的时间（倍增期）;

（2）该城市人口从80万人开始，经过20年会增长到多少万人？

通过典例问题的分析，让学生运用指数函数的性质解决问题.培养分析问题与解决问题的能力，深化对函数思想的理解.最后，利用思维导图快速构建系统的知识体系，形成理性的数学思维，达到数学核心素养的进一步升华.

课后作业采取线上网络测试、微课预习视频、线下分层作业设计.线上作业利用人人通空间设置课后测试题，学生当天完成后数据能快速统计，教师能及时了解学生的掌握情况.第二天备课更有针对性，能对前一天知识的缺漏进行补充.并且在教师网络空间上传微课预习视频，学生通过5-10分钟的微课视频学习，对下节内容有初步认识.线下作业采取A、B分层设计，学生根据自身的数学基础选择不同层次的、不同难度的作业完成.以下是本节课的分层作业设计.

3 教学评价

课程设计注重知识点清晰、能力线完善、覆盖面广;教学展开有序，教学层次分明;教师引导合理，讲解透彻，学生参与度高.尤其在信息技术的应用上具有创新性，时刻不忘数学核心素养的培养要求，具体表现如下：

第一，引入概念既有接地气的拉面，又有折纸遨游太空的神秘;开门见山，切入主题，吸引学生.概念的内涵讲得透，概念的深化巩固及时.符合现阶段课程改革培养学生数学建模核心素养的要求.

第二，在探究函数图象过程中，利用了希沃投屏助手、函数工具、数学画板等现代化信息技术与教学相融合，成功突破这节课的重难点.函数性质的推导充分发挥学生主体作用，在教师合理的复习引导下，让学生通过作图、分析、归纳、整理出指数函数的性质，整个教学过程流畅自然，一气呵成.既掌握指数函数性质，又掌握探究函数性质的规律和方法，为今后的函数学习打下坚实的基础.

第三，每个教学环节过渡问题衔接好，水到渠成.对学生练习出现的差错都能及时予以纠正，拓宽了最近发展区，学生的学习扎实有效.比如增函数增长快慢的比较、渐近线的问题，都在学生练习展示的点评中渗透.教师主导不越位，学生主体更突出.配套练习针对性强、难度适中，呈现时机把握得好，达到了巩固与深化的效果.

4 结语

总之，教学的目的是让学生更好地掌握知识技能，拓宽学生的思维能力，发展培养学科素养.基于数学核心素养的信息融合教学，已经成为一种常态化教学方式，将得到更加广泛的应用.

參考文献：

[1]史宁中，林玉慈，陶剑，郭民.关于高中数学教育中的数学核心素养—史宁中教授访谈之七[J].课程教材教法，2017，37（4）：8-14.

[2]章建跃.核心素养导向的高中数学教材变革（续7）[J].中学数学教学参考（上旬），2020，3：5-11.

[3]孙彬博，郭衎，曹一鸣.信息技术与数学教学“深度融合”：理想与现实[J].教育研究与实验.2019（05）.

[4]蔡海涛，林运来.核心素养下高中数学概念课教学策略[J].数学通报.2019（09）.

[5]周彬.信息技术在高中数学教学中的应用探讨——评《高中数学疑难课题教学设计案例》[J].教育理论与实践.2021（32）.