借助工具助力高中数学核心素养培育的单元教学设计与实践

宋健

【摘要】在核心素养培养的大环境下，教师对教材的理解和教学设计都有了较大的改进.单元教学设计作为交流材料和分时教学的中介，在优化教学过程中发挥着重要的作用.基于此，文章结合高中数学教科书，总结了教师在运用数学工具、组织知识结构、实施数学教学设计和评估的过程中所获得的一些体会和思考.

【关键词】核心素养；单元教学；工具；高中数学

引 言

《普通高中课程方案和语文等学科课程标准（2017年版）》对课程的内容、学习条件进行了细化，并提出在充分理解课本的基础上，将教学与课堂相融合，以适应不同的发展需求.新一批高中教材的頒布，在2020学期“全面掌握单元，科技改进教学”的要求下，怎样理解教材内容、梳理知识脉络、落实教学目标和教学目标、做好教学评估和教学后的反思，是每位数学教师都必须认真考虑的问题.

一、关于数学核心素养

（一）数学核心素养的概念

数学的基本素养是以高中教科书为主体的全面素质考查，要求学生在理解问题时，既要了解问题的思路，又要了解问题的基本原则.在知识和技能的学习中，数学核心素养是比理论知识更高的存在，它从某种意义上体现了数学的基本含义.数学核心素养考验的是学生的逻辑思维能力和理解力，能够将数学知识运用到实际生活中，符合时代的需要，能够与现实世界紧密相连，具备一定的应用能力，可以应用于实际问题中.

（二）数学核心素养的特点

首先，数学核心素养是一种符合社会现实的能力.在数学的学习中，学生除了要掌握其原理，更要学会将其转化为自己的理解和感悟，然后运用到各个方面，以达到自己的目标.其次，数学核心素养是一个复杂的概念，由许多不同的知识概念所组成，在理解和培养上存在着一定的难度，必须对当前阶段的学习重点进行清晰的界定，并在教学设计中涉及多个领域，并与数学有着密切的联系，但并不限于数学.最后，各个阶段学生对于数学核心素养的需求也是不同的.比如高中的数学核心素养更多的是考验学生的数学思维.因此，在不同的教学阶段，教师要根据具体的教学内容，制订不同的教学方案.

二、数学单元教学的理解与思考

传统的教育方法过分注重具体知识的传授和技能的训练，而教师的教研工作更多的是“备课”“听课”和“研课”，而忽视了“课”与“课”的联系.教师只关注教学内容的设置，忽视了对知识结构和联系的深刻反思，造成了知识的割裂和碎片化.数学单元教学以“整体性”为中心，把原来散乱的知识点变为一个完整的系统，使教师全面掌握整个课程的架构与主线，加深对教材的认识，更重视教学内容的本质，注重对数学思维方式的深入，培养学生的系统性思维与核心能力.

（一）数学单元教学设计的概念

单元式教学法是以单元为单位，整合和优化相关知识，并采用各种方法和策略，以一阶段为单元，具有整体性、关联性、阶梯性和综合性特征.总之，在有计划的情况下，促进有目标、结构和联系的教育.数学单元教学的设计，是指通过教师相互合作，对课程内容进行综合优化，并对其进行系统化的构建，以达到教学的组织和实施.

（二）数学单元教学的策略方法

在单元课中，教师要以单元主线为中心，采用恰当的教学手段，强化信息技术的有效集成，从而实现高中数学课程的整体性和系统化.高中数学的基本操作程序如下：

1.文本分析

仔细研读教科书和《课程标准》，剖析章节的章节结构、剖析章节的重点、剖析章节的总体结构、剖析文本的总体结构、探究课件的本质、理解课件的本质，从单位角度来看个别课，从一节课的层面到相应单元.

2.构建单元

要确定单元类型，可以根据教学的内容和需求，选择具体的数学概念、核心知识、数学思维、核心素养等，或者更广的深度知识.在此基础上，按照《课程标准》的规定，结合本学科的相关知识，对本学科的相关知识进行综合，并最终完成各个学科的教学目标.通常，一个单元所学的主要内容及其逻辑联系可以用图解的方式呈现出来，也可以用罗列的方式一一呈现.

3.设计方案

先从整体上确定学习目标、内容、能力，再结合课程的教学内容来决定教学过程，将课程分为主题或课时，再细化教学计划，并针对课程的具体教学目标，制订教学计划.

4.评价与改进

在本环节学习结束后，教师运用多媒体和信息技术软件等多种评价手段，本着“以生为本”的理念，构建了一套以“以人为本”的多层次评价系统，以考查单元目标和教学结果，并在此基础上找出问题，进行自我反省和改善，以提升教学质量.

三、工具助力高中数学核心素养培育的单元教学分析

（一）利用工具，理顺单元要素和脉络

单元是一个相对完整的“段落”，它承担着从上而下的任务、内容、活动、作业、评价和资源的作用.教师要想在数学课堂上更好地进行单元教学设计，就要从更高的角度去理解、把握知识的联系与脉络.

1.了解单元教学设计的含义

它与以往的课程教学不同，它是以一个整体的知识点作为设计的对象，使其更加系统化、科学化，并在此基础上建立起一个更加完善的课程体系，使得整个课程结构更加明确，活动设计、作业设计和评价设计更加适合学生的发展.文章提出，要把教科书和《课程标准》有机地联系起来，加强对课本的阅读，确立课程目标、学科方向、学科核心能力，初步构建高中数学课程的基本框架.在进行单元分割时，教师可以根据教材原有的单元（如集合、逻辑、三角、复数等）或将一些单元组合为一个大单元（如直线与圆、方程与曲线、圆锥曲线可以结合为一个大型的分析几何单位）.

2.明确单元教学设计的要素

单元式课堂教学的总体要素：课程与学情、单元教学目的、单元式学生的行为、单元式的评价、单元式的教学资源.在这门课中，教师可以利用单位式的设计概要来对以上的问题进行剖析，并对其进行总结，从而引导整个课程的设计与实施.

3.梳理单元内的知识脉络

关于知识的整理，有两个方面：一是可以用知识架构图表排列的知识点的连接.二是与教育目标相关的知识目标技能需求，使各学科知识之间的逻辑联系更加清晰，从而确定教学中的难点和要求.教师利用单元知识的学习层次和教学目标分析表，对课程的学习层次和教学目的进行了梳理，使学生掌握了单元知识的脉络.

（二）通过工具，凸显分课时教学设计对单元目标的回应

教师在对每个单元进行深入了解以后，根据单元式教学的简单表格，了解单元式教学的目的与功能，从而实现分层教学.特定的执行程序：运用好表格工具，根据学生实际情况、班级整体数学水平和学生个体情况，结合单元教学目标，全面掌握分时教学目标.在编写分课时的教学目的时，在具体的分段教学中要将具体的教学指标结合起来，使得分时教学目标与总的教学目标保持一致.

（三）基于单元设计，进行课堂教学设计

在确定了课时教学目标后，教师可以设计特定的课堂教学活动.同时，学生的活动设计也要配合单元的设计，在作业中采用分时教学设计的简表，促使教师能更好地将把活动与单元的目标联系起来，从而精炼和响应单元教学的目标.

（四）借助工具，更为客观完整地进行评价设置

教学评价是一项非常关键的工作.从单元的观点出发，教师不仅要考虑学生对核心知识、技能的需求，还要根据学生的课堂表现、练习反馈、课题研究等指标来衡量自身的适应性与效用，并从学生的能力发展和对数学知识的需求出发，调整和改进教学设计方案.借助表格工具，可以使教学设计更具针对性、可操作性，并能更好地响应单元目标，面向学科核心素养.

四、数学单元教学的实践与反思

（一）以“函数的单调性”为例进行教学要素分析和关键教学节点分析

环节一：创造情境，引导观念

活动1：对艾宾浩斯的遗忘曲线的感知.

活动2：请看图像（如图1），指出它们的共性和差异.

【设计意图】这两种图像的生长速率是不同的，本研究为以后学生的单调问题的研究奠定了理论依据，为整体教学做了铺垫.这一节探讨了图像的发展趋向，并透过其变动的趋向，即变中的不变、功能的特性，自然而然地引入这节课的主题.

环节二：问题导向，构建观念

活动：复习所学的知识，举例说明其变化的趋势.

方法：利用投屏辅助软件，将不同类型的图像呈现出来.

【设计意图】在引出主题后，在此基础上，通过图形与坐标的关系，通过学生的合作，呈现出各种图片，教师在其中选取4幅，让学生在“某个区间”“下降”“上升”的情况下，进行分析和总结；4幅图像表现出强烈的代表性，有的呈上升的趋势，有的呈下降的趋势；具有连续性和间断性；同时，在信息技术的帮助下，极大地提高教学的效率，并让学生对之前的一些概念进行复习.

（二）以“对数函数”为例说明问题探究的关键教学节点分析

活动一：播放良渚遗址中用残留物碳14含量测量古城的年代录像.

活动2：我们知道一个细胞可进行多次分裂，分裂次数x与细胞点数目y之间有什么联系？

问题2：能用y表示x吗？x是y的一个什么函数？

方法：示范课件，在y=2x的图像中，选择一点纵坐标，并用函数的定义，研究在y=2x的情况下，是否存在唯一x与y相对应.

【设计意图】（1）从上述指标函数的实际问题出发，由上而下，与学生的近期发展区域相吻合，自然而然地就引出了题目.（2）强调新旧知识之间的关系，使学生了解知识之间的关联与共性，体会由特别到普遍的数学思考方式.

（三）优化课堂认知

在数学教学中，教师要注重“小结”，通过归纳的方法，使学生体会到新知识与旧知识之间的联系与差异.同时，教师要恰当地引导学生归纳、列出表以区别、掌握、强化课堂小结，使学生的课堂认知进程得到最大程度的优化.

【设计意图】从理论上讲，在现有知识的基础上适当地运用新知识，加深学生对抛物线的认识，使每一个人都能在学习中提高自己的学科素养.考题培训能帮助学生巩固旧知识，体现出单元教学的特色.

（四）数学单元教学的实践反思

新课改的提出，要求教师：要建立问题意识，建立问题情境；找到与其他教学主题有关的教学内容，并找到与该学科有关的部分；构建数学概念的形成和发展；选择有价值的问题、例题或习题，以帮助学生了解数学本质，发展数学思维能力，适时自我反省，提高解题能力，发展数学思维能力，提高学习能力.

結 语

综上所述，在以培育高中学生数学核心素养为目标的单元教学中，教师应利用工具，理顺单元要素和脉络、通过工具，凸显分课时教学设计对单元目标的响应、借助工具，更客观完整地进行评价设置、基于单元设计，进行课堂教学设计.同时，教师要在教学中，指向学生的学科核心素养培育，基于单元教学合理利用表格工具设计开展教学，助力学生更好地学习，让学生真正地去领略数学之美、感悟数学之魂.

【参考文献】

[1]钟启泉.单元设计：撬动课堂转型的一个支点[J].教育发展研究，2015，35（24）：1-5.

[2]黄华.高中数学单元教学设计指南[M].北京：人民教育出版社，2018（8）：10.

[3]吕世虎，杨婷，吴振英.数学单元教学设计的内涵、特征以及基本操作步骤[J].当代教育与文化，2016，8（04）：41-46.

[4]中华人民共和国教育部.普通高中数学课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018（1）.

[5]王春力.基于核心素养的高中数学单元主题教学设计研究[D].济南市：山东师范大学，2019.

[6]孙若涵.基于数学核心素养的高中数学教学设计的实践探索[D].聊城市：聊城大学，2019.

[7]刘权华.高中数学单元教学设计存在的问题及对策[J].教学与管理，2019（04）：55-57.

[8]任念兵.高中数学中观教学设计：现状、问题与对策[J].教育研究与评论（高中教育教学），2018（09）：37-43.