基于核心素养的高中数学课堂教学设计优化研究

【摘要】本文提出以培养学生核心素养为导向的智慧课堂教学设计策略和模式，选择沪教版必修一数学第四章“指数函数”内容，探究如何利用智慧课堂进行教学设计的优化.通过设计思路分析，指出通过基于智慧平台的学情推送与情境创设、引出概念与探究合作、当堂检测与归纳小结、布置作业与个性化辅导的教学流程，以及资源发布、学习测评和教案重构的实践，有助于优化教学设计，促进学生核心素养的发展.

【关键词】核心素养；高中数学；教学设计

随着教育信息化的迅速发展，如何有效提升学生的核心素养已成为高中数学教学改革的重要目标.传统的课堂教学设计模式以教师为主导，强调知识的传授与掌握，往往忽视了学生个体差异与主动探究能力的培养，难以适应核心素养时代的要求.与此相对，智慧课堂教学设计借助现代信息技术，以数据驱动教学决策，通过实时互动、个性化学习资源推送等方式，重构了教学流程，显著提升了教学的精准性与学生的参与度.智慧课堂教学设计模式分为课前、课中、课后三个环节，通过课前学情分析与资源准备、课中自主探究与合作学习、课后个性化反馈与持续指导，形成了系统化的教学流程.本文将深入对比智慧课堂与传统教学设计的差异，系统探讨智慧课堂教学设计模式，并结合具体教学案例分析智慧课堂在高中数学教学中的具体设计思路.

1传统课堂与智慧课堂教学设计对比

智慧课堂相比传统课堂，在课前、课中、课后三个阶段展现了明显的优势.首先，在课前阶段，传统课堂依赖教师的经验进行教学设计，难以精准掌握学生预习情况，而智慧课堂通过信息化平台实时获取学生反馈，帮助教师根据数据分析制定更具针对性的教学方案，提升课堂准备的精确性.其次，在课中阶段，传统课堂的互动有限，难以兼顾个体差异，而智慧课堂借助技术手段，实时跟踪学生的学习进度，动态调整教学内容，并通过小组合作与自主探究等方式，增强学生的参与感和数学核心素养的培养[1].最后，在课后阶段，传统课堂的作业布置和反馈滞后，无法及时解决个性化问题，而智慧课堂通过推送个性化作业并提供即时反馈，帮助教师快速发现并解答学生的困惑，动态跟踪学生学习进度，进一步提升学习效率和核心素养.

2基于核心素养的智慧课堂教学设计优化策略与模式

2.1教学设计优化策略

智慧课堂教学设计的优化可以通过多种策略实现，每个策略都旨在培养学生不同方面的核心素养.首先，坚持以学生为主体，通过教师引导学生自主发现和探究，重点培养学生逻辑推理能力.在教学中，教师需渗透逻辑思维的分析和总结，帮助学生在推理过程中不断提升自身逻辑能力.其次，利用任务驱动策略，通过设计具备挑战性的任务，推动学生在时间压力下完成运算任务，培养学生的数学运算核心素养[2].同时，创设教学情境帮助学生理解抽象数学概念，教师利用智慧课堂提供的多媒体资源，将抽象的概念形象化，培养学生的数学抽象能力.此外，智慧课堂强调更新教学观念，教师应引导学生收集、整理、分析数据，提升数据分析核心素养.智慧课堂借助信息技术的融合，将复杂的数学概念通过可视化工具转化为直观的图象和视频，帮助学生发展直观想象能力.最后，教师通过数学建模的渗透，引导学生从实际问题中抽象出数学模型，逐步培养他们的建模思维.各策略协同作用，最终有助于实现学生数学核心素养的全面提升.

2.2教学设计优化模式

2.2.1课前阶段

课前阶段的设计以“学情分析”为核心.通过信息化平台，教师能够全面了解学生的认知水平、数学知识掌握情况及核心素养的不足.接下来，教师在此基础上进行教学预设，确定本节课的教学目标、重难点及教学流程.随后，教师通过平台发布资源，包括知识点、例题、导学案及相关视频，确保资源与学生实际需求相匹配.学生通过这些资料进行预习测评，并将反馈结果上传，教师可基于反馈结果对教案进行重构，确保教学内容切合学生的实际情况，实现针对性的预习和改进.

2.2.2课中阶段

课中阶段的设计以师生互动为核心.首先，教师通过课题导入引导学生复习预习内容，针对预习中出现的共性问题进行答疑，激发学生参与讨论[3].接着，学生通过探究学习环节开展自主或小组合作探究，教师通过信息化平台布置任务，并适时提供指导.学生探究后，教师通过实时检测推送难度适中的练习题，学生提交答案，教师立即反馈，及时了解学生掌握知识的情况.最后，通过总结提升环节，教师对难点进行讲解，巩固学生对核心知识的理解，推动课堂学习的深入.

2.2.3课后阶段

课后阶段注重个性化辅导，首先通过课后作业为不同层次的学生推送个性化的任务，教师通过信息平台及时批改并反馈作业结果.针对学生在作业中反映的易错点，教师通过录制微课辅导进行补充说明，确保每个学生都能得到适合其水平的辅导.最后，教师与学生通过信息平台进行反思评价，学生反馈教学效果，教师自我反思并调整教学策略，进一步优化教学设计并促进学生数学核心素养的发展.

3基于核心素养的智慧课堂教学设计优化案例

3.1学情分析

在“指数函数”学习中，学生具备了一定的函数基础，已经掌握了基本的函数概念并初步理解了数形结合思想，具备利用函数图象研究性质的经验.然而，由于指数函数涉及较大的思维量，对逻辑严谨性、分类讨论和推理能力的要求较高，学生在这些方面尚不成熟，尤其是在问题探究和合作交流能力上发展不均衡，学习过程中可能会遇到困难.此外，学生的自主意识逐渐增强，但自信心与实际能力之间存在差距，尽管具有较强的潜力和可塑性，但还需教师进一步引导.

3.2教学预设

3.2.1教学目标与重难点

本节课的教学目标在于帮助学生全面理解并掌握指数函数的定义、图象及其性质，尤其是通过描绘具体的指数函数图象，探究其单调性和特殊点.在教学过程中，通过实例引导学生从实际问题中抽象出数学关系，利用信息技术进行图象分析，并通过归纳和总结自主构建指数函数的性质，体验从特殊到一般的认知过程.情感态度方面，教学旨在激发学生积极参与，体会数学与生活的联系，培养合作探究的精神，提升数学核心素养.教学的重点是指数函数的定义、图象和性质，而难点在于底数的不同（agt;1和0lt;alt;1）对函数图象的影响及其特征差异.

3.2.2教学过程设想

（1）学情推送与情境创设

在智慧课堂的学情推送环节，教师通过信息平台实时生成学生的预习反馈，形成个体学习报告，并在课堂上多媒体展示全班整体预习情况.此举使教师能够基于数据精准掌握学生的学习状态，有效避免了传统课堂中依赖经验判断的局限性，从而为后续教学提供更具针对性的指导.学生在分析个人预习报告后，能够主动反思自身的不足，进而通过小组讨论解决预习中的问题，强化自主学习和合作探究的能力.在情境创设中，教师通过实际操作引导学生在具象的情境中理解抽象的数学概念，如通过折叠纸张等活动帮助学生感知函数变化.借助多媒体工具，教师实现了抽象概念的可视化，学生通过互动体验强化了对概念的理解.这一环节不仅调动了学生的参与积极性，还通过数据反馈增强了情境教学的实效性，使学生在动态操作中直观感知数学知识[4].

（2）引出概念与探究合作

在引导学生总结数学表达式共性的基础上，教师逐步引出指数函数的定义，并通过多媒体演示指数函数图象的变化特征.智慧课堂的多媒体技术能够动态呈现不同底数情况下函数图象的变化，帮助学生更直观地理解其性质.这种教学方式提升了学生对概念的掌握，尤其是在复杂图象比较中，极大程度地增强了学生的数学直觉.在探究合作环节，教师引导学生运用已学知识，通过合作探究指数函数的定义域、值域、单调性等性质.学生借助智慧课堂的互动功能，以小组为单位共同完成探究任务，分享彼此的研究成果，结合动态图象展示讨论相关性质.此环节不仅培养了学生的合作能力，还促进了学生在实际探究过程中建构数学知识，打破了传统课堂中单向传授的教学模式，形成了互动、共建的学习环境.

（3）当堂检测与归纳小结

当堂检测环节通过信息平台及时反馈学生的作答情况，教师通过分析学生的答题数据，迅速掌握学生对知识点的理解程度，并针对共性问题进行讲解.智慧课堂的即时反馈机制使学生能够在课堂中及时纠正学习中的错误，增强了知识的巩固效果.教师通过系统的反馈报告，了解学生在不同知识点上的掌握情况，然后进行针对性指导，从而有效提升课堂教学的效率.归纳总结环节，教师引导学生对本节课的知识点进行系统性总结，帮助学生构建指数函数的知识体系，并通过小组展示的方式分享学习成果.学生在展示过程中，不仅巩固了个人对知识的理解，还通过相互补充和教师的点拨进一步深化对数学思想方法的掌握.智慧课堂的分组互动与展示功能有效促进了学生之间的知识共享与合作学习，提升了学生的逻辑思维和知识结构的系统性.

（4）布置作业与个性化辅导

智慧课堂在课后作业环节通过数据分析，为不同层次的学生提供个性化的作业任务.教师根据学生课堂表现与学情反馈，设计符合每个学生学习需求的作业，并通过平台推送[5].学生完成作业后，教师通过智慧课堂的批改系统进行即时反馈，确保学生能够迅速了解自己的学习成果，并针对性解决学习中的问题.此外，智慧课堂提供的个性化辅导机制使教师能够通过平台与学生进行一对一互动，帮助学生及时解决作业中的疑问，避免问题堆积.这种灵活的交流模式有效解决了传统课堂中作业反馈滞后、个别辅导难以实现的问题，为学生提供了更全面的学习支持，进一步提升了学习效率与学习效果.

3.3资源发布

在智慧课堂中，教师根据学生的学情分析，结合教学目标、重点、难点及易错点，录制短视频或选择优质的网络资源推送给不同层次的学生.视频时长控制在10～15分钟，确保讲解清晰、知识点精准，以便学生高效预习.

3.4预习测评

教师通过平板设备将预习任务和作业发送给学生，学生在完成预习内容并提交测评结果后，将预习中遇到的问题记录下来.学生可通过网络平台与同学或教师讨论解决问题，确保预习阶段的困惑得到及时解答，从而为课堂学习打好基础.

3.5教案重构

基于学生的预习测评数据，教师分析作业的正确率，发现学生在指数函数概念、形式及应用上的易错点.教师针对这些问题重新调整教学设计，通过课堂提问和讨论，帮助学生进一步理解指数函数的定义、图象和性质，尤其是加强对易错题型的讲解和应用，确保学生在后续学习中能够举一反三，巩固知识掌握.

4结语

本研究提出了基于学生核心素养培养的智慧课堂教学设计优化模式，提出了具体的教学设计策略，分析了教学设计模式在课前、课中、课后三个环节的实施内容.通过具体案例，提出了智慧课堂应用于高中数学教学设计的设想，虽然该设想具有提升学生核心素养的理论基础，但是具体的实践仍需教师进行精心的组织与实施，并且还需要配备齐全的信息化设施，因此在信息化落后地区的可行性不高，未来还需不断完善.

参考文献：

[1]白华贤.高中数学核心素养培养路径探讨——评《基于高中数学核心素养的教学设计与反思》[J].中国教育学刊，2023（04）：144.

[2]曹一鸣，孙彬博，苏明宇，等.促进学生核心素养发展的高中数学单元教学设计——以“导数及其应用”为例[J].基础教育课程，2023（06）：34-43.

[3]郑作奎.核心素养视域下的高中数学教学设计实践反思——评《高中数学教学设计的理论与实践研究》[J].科技管理研究，2022，42（13）：242.

[4]李保臻，孟彩彩，巩铠玮.基于深度学习的高中数学教学设计研究[J].教学与管理，2021（9）：62-64.

[5]牟伟胜.数学核心素养背景下的高中数学单元教学设计研究[J].科技资讯，2021，19（13）：143-145.