【摘 要】“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代深刻改變著人才需求和教育形態(tài),賦予了教育信息化實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化新跨越的使命,對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)發(fā)展來(lái)說(shuō),是前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。教師需要發(fā)揮教育信息化的支撐、引領(lǐng)作用,創(chuàng)新教學(xué)信息化方式,通過(guò)借助數(shù)學(xué)動(dòng)態(tài)軟件的動(dòng)態(tài)演示、智慧課堂的沉浸式教學(xué)、慕課與翻轉(zhuǎn)課堂等的交互教學(xué)等策略,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。
【關(guān)鍵詞】教育信息化;數(shù)學(xué)核心素養(yǎng);策略
【中圖分類(lèi)號(hào)】G642 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ?【文章編號(hào)】1671-8437(2021)10-0001-02
2018年初,教育部啟動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下的教育信息化2.0行動(dòng),明確指出“教育信息化具有突破時(shí)空限制、快速?gòu)?fù)制傳播、呈現(xiàn)手段豐富的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),必將成為促進(jìn)教育公平、提高教育質(zhì)量的有效手段,必將成為構(gòu)建泛在學(xué)習(xí)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)全民終身學(xué)習(xí)的有力支撐,必將帶來(lái)教育科學(xué)決策和綜合治理能力的大幅提高”[1]。教育信息化引發(fā)的對(duì)教育現(xiàn)代化的深度思考,對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)的發(fā)展來(lái)說(shuō)是前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn),教師需要多角度研究利用教育信息化提升數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的策略。
1 ? 教育信息化、數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的涵義
教育信息化,是指在國(guó)家及教育部門(mén)的統(tǒng)一規(guī)劃和組織下,在教育系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域,以先進(jìn)的教育思想為指導(dǎo),全面深入地應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù),加速實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化的過(guò)程。
2020年教育部發(fā)布的《中等職業(yè)學(xué)校數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出“數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是中等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的具體體現(xiàn),是踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀,培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任意識(shí)的重要載體。中等職業(yè)教育數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括數(shù)學(xué)運(yùn)算、直觀想象、邏輯推理、數(shù)學(xué)抽象、數(shù)據(jù)分析和數(shù)學(xué)建模。這些數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)既相互獨(dú)立,又相互交融,是一個(gè)有機(jī)的整體。教師要主動(dòng)適應(yīng)信息時(shí)代背景下的數(shù)學(xué)教學(xué)方式,結(jié)合數(shù)學(xué)學(xué)科特點(diǎn),將信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程深度融合,有效實(shí)施中等職業(yè)學(xué)校數(shù)學(xué)課程的信息化教學(xué)”[2]。
培養(yǎng)中職院校學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),提升其創(chuàng)新思維能力與數(shù)學(xué)應(yīng)用能力是數(shù)學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵,也是檢驗(yàn)數(shù)學(xué)教師水平的標(biāo)準(zhǔn),具有重要意義。在數(shù)學(xué)教育實(shí)踐中,教師需要發(fā)揮教育信息化的支撐引領(lǐng)作用,研究以教育信息化為切入點(diǎn)、從數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)涵出發(fā),運(yùn)用數(shù)學(xué)動(dòng)態(tài)軟件的動(dòng)態(tài)演示、智慧課堂的沉浸式教學(xué)、慕課等翻轉(zhuǎn)課堂的交互教學(xué)策略,多角度創(chuàng)新教學(xué)方式、拓寬學(xué)生視野、發(fā)展學(xué)生思維,逐步培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。
2 ? 教育信息化提升數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的策略
2.1 ?幾何畫(huà)板等數(shù)學(xué)軟件的動(dòng)態(tài)演示,從直觀到抽象,提升學(xué)生直觀想象和數(shù)學(xué)抽象的數(shù)學(xué)素養(yǎng)
數(shù)學(xué)抽象是指舍去事物的一切物理屬性,提取數(shù)學(xué)研究對(duì)象的思維過(guò)程。直觀想象是指借助幾何直觀和空間想象,以感知事物的形態(tài)與變化的思維形式,利用圖形理解、分析和解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的心理過(guò)程,這兩個(gè)數(shù)學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)能讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的眼光觀察世界。
教師要善于運(yùn)用幾何畫(huà)板與Geogebra等動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)軟件,為學(xué)生模擬構(gòu)建“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室”。立體幾何是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)抽象和直觀想象素養(yǎng)的重要知識(shí)載體之一[3]。在動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室,師生可將繪制的立體圖形通過(guò)放大縮小、分合旋轉(zhuǎn)、平移填充、轉(zhuǎn)換折疊,進(jìn)行添加輔助線(xiàn)、展開(kāi)側(cè)面圖、繪制直觀圖、演示三視圖等多種演示,動(dòng)態(tài)顯示靜態(tài)文本不能呈現(xiàn)的軌跡及線(xiàn)、面關(guān)系的內(nèi)在聯(lián)系,加深學(xué)生對(duì)幾何體中抽象知識(shí)的理解以及掌握表面積和體積的計(jì)算[4]。“數(shù)形結(jié)合百般好,隔離分家萬(wàn)事休?!弊寣W(xué)生從熟悉的情境演示過(guò)渡到概念的直觀想象,進(jìn)一步增強(qiáng)運(yùn)用信息化手段想象、思考問(wèn)題的意識(shí),提升學(xué)生數(shù)學(xué)抽象和直觀想象的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。
2.2 ?以學(xué)定教、以人為本的智慧課堂,沉浸式教學(xué)提升學(xué)生運(yùn)算和邏輯推理的素養(yǎng)
數(shù)學(xué)運(yùn)算是指在明確運(yùn)算對(duì)象的基礎(chǔ)上,依據(jù)數(shù)學(xué)運(yùn)算法則與公式對(duì)具體對(duì)象進(jìn)行變形的演繹過(guò)程。邏輯推理是指從一些事實(shí)和命題出發(fā),依據(jù)推理規(guī)則獲得其他命題的過(guò)程,這兩個(gè)數(shù)學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)有助于讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)思維分析世界。
基于“以學(xué)定教、以人為本”教學(xué)理念的智慧課堂,可以實(shí)現(xiàn)微課錄制、視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程直播、多屏互動(dòng)、及時(shí)反饋、分組探究等。智慧課堂以精確的學(xué)情分析、便捷的課堂互動(dòng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋、全面的教學(xué)應(yīng)用,跳出了“課堂定制”的限制。課前,教師通過(guò)掌握學(xué)情調(diào)整備課,學(xué)生自主預(yù)習(xí)把脈知識(shí);課中,師生進(jìn)行多樣化的課堂互動(dòng)教學(xué)和實(shí)時(shí)教學(xué)測(cè)評(píng);課后,教師統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)性輔導(dǎo),學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)獲得綜合評(píng)價(jià)。
教學(xué)中,教師通過(guò)“模塊導(dǎo)學(xué)→情境引導(dǎo)→實(shí)踐探究→歸納內(nèi)涵→溫故知新”智慧課堂一體化的邏輯呈現(xiàn)過(guò)程,直觀解析復(fù)雜二次曲線(xiàn)圖形中代數(shù)、幾何的不同特征及相互轉(zhuǎn)換,從而提升學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯推理素養(yǎng)。在“拋物線(xiàn)及其標(biāo)準(zhǔn)方程”的教學(xué)中,模塊導(dǎo)學(xué)部分利用幾何畫(huà)板從學(xué)生熟悉的二次函數(shù)的圖象拋物線(xiàn)入手,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已經(jīng)掌握的知識(shí)解答有關(guān)頂點(diǎn)、對(duì)稱(chēng)軸方程等的運(yùn)算,讓學(xué)生行成于思;由二次函數(shù)中的一次項(xiàng)系數(shù)和常數(shù)項(xiàng)循序漸進(jìn)的改變,初步引入y=ax2(a>0)頂點(diǎn)在原點(diǎn)、焦點(diǎn)在y軸正半軸的圖象;定焦點(diǎn)、作準(zhǔn)線(xiàn),利用畫(huà)板的測(cè)量工具進(jìn)一步探究出拋物線(xiàn)上任一點(diǎn)到焦點(diǎn)距離與它到準(zhǔn)線(xiàn)距離之間的等量關(guān)系,初步推理出拋物線(xiàn)的定義;再利用旋轉(zhuǎn)工具,分別歸納出其他三種拋物線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程,實(shí)現(xiàn)常量到變量的轉(zhuǎn)化,步步逼近概念的內(nèi)涵,引導(dǎo)學(xué)生從感性直觀出發(fā),沿著邏輯順序找特點(diǎn),有推理、有數(shù)據(jù)地跨越圖象,從數(shù)量角度進(jìn)行實(shí)踐、思考、運(yùn)算,得出拋物線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì),實(shí)現(xiàn)數(shù)形統(tǒng)一。借助教育信息化,通過(guò)邏輯情境的創(chuàng)設(shè)來(lái)引導(dǎo)、點(diǎn)撥學(xué)生推理觀察,使學(xué)生結(jié)合數(shù)值運(yùn)算,歸納出概念的內(nèi)涵,把握事物之間的基本聯(lián)系,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),讓學(xué)生具備在學(xué)習(xí)和工作中的理性思維和批判、質(zhì)疑科學(xué)精神,使之樂(lè)享學(xué)習(xí)。
2.3 ?慕課與微課的資源共享、翻轉(zhuǎn)課堂的交互教學(xué),提升學(xué)生數(shù)據(jù)分析和數(shù)學(xué)建模的數(shù)學(xué)素養(yǎng)
數(shù)學(xué)建模是指對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象,用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表述問(wèn)題、用數(shù)學(xué)知識(shí)與方法構(gòu)建模型解決問(wèn)題的過(guò)程;數(shù)據(jù)分析是指針對(duì)研究對(duì)象獲得數(shù)據(jù),運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析和推斷,形成知識(shí)和規(guī)律的過(guò)程,這兩個(gè)素養(yǎng)能讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)世界。
“大數(shù)據(jù)”時(shí)代,數(shù)據(jù)能有效幫助人們發(fā)現(xiàn)規(guī)律、解決問(wèn)題,教學(xué)中要注重針對(duì)研究對(duì)象收集、整理數(shù)據(jù),用數(shù)學(xué)知識(shí)與方法對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象,運(yùn)用數(shù)學(xué)建模解決問(wèn)題。
“耳聞之不如目見(jiàn)之,目見(jiàn)之不如足踐之?!闭n前導(dǎo)學(xué)中,筆者將動(dòng)態(tài)演示正弦函數(shù)y=sinx→y=Asinx→y=
Asinωx→y=Asin(ωx+φ)圖象變化過(guò)程的微課上傳到教學(xué)平臺(tái),讓學(xué)生分析完成A、ω、φ與圖象振幅、周期、平移變化的一組數(shù)據(jù),初步從視學(xué)和聽(tīng)覺(jué)上體會(huì)從數(shù)到形的變換過(guò)程。課中案例探究,筆者結(jié)合學(xué)情數(shù)據(jù)把脈學(xué)生的痛點(diǎn),將學(xué)生針對(duì)性分組,并分發(fā)不同討論主題,在教學(xué)平臺(tái)實(shí)時(shí)分享討論過(guò)程。筆者調(diào)取、對(duì)比講評(píng)小組的討論結(jié)果,實(shí)現(xiàn)師生、生生之間的多向探究互動(dòng),直觀分析出數(shù)據(jù)A、ω、φ與圖象振幅、周期、平移的變換關(guān)系,抽絲剝繭,找出知識(shí)點(diǎn),使學(xué)生初步掌握數(shù)據(jù)分析的基本方法和策略,培養(yǎng)學(xué)生借助數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)規(guī)律和解決問(wèn)題的思維品質(zhì)和直觀發(fā)展處理隨機(jī)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的基本能力。
分段函數(shù)在實(shí)際生活中隨處可見(jiàn)。課前,師生可借助網(wǎng)絡(luò)收集本市水費(fèi)、電費(fèi)、快遞費(fèi)、交通費(fèi)、網(wǎng)絡(luò)通訊資費(fèi)等收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)及家庭消費(fèi)情況等信息,上傳到學(xué)習(xí)平臺(tái)的導(dǎo)學(xué)模塊。課中案例探究,以學(xué)生收集到的本市新調(diào)整的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),將居民用戶(hù)年度生活用水量實(shí)行分三個(gè)階梯的水價(jià)制度作為情境導(dǎo)入案例,通過(guò)對(duì)比新舊標(biāo)準(zhǔn)下同樣用水量的收費(fèi),幫助學(xué)生增強(qiáng)節(jié)水和保護(hù)綠水青山的意識(shí),引導(dǎo)學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題,讓他們感受到數(shù)學(xué)就在身邊,潛移默化中實(shí)現(xiàn)從分析問(wèn)題到數(shù)學(xué)建模,到解決問(wèn)題,再到提升素養(yǎng)的升華,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)。
中職數(shù)學(xué)教學(xué)以落實(shí)立德樹(shù)人為根本任務(wù),以培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)。教育信息化是中職數(shù)學(xué)教學(xué)發(fā)展的方向和必由之路。本文提出通過(guò)情境導(dǎo)入、原理揭示、動(dòng)態(tài)演示、數(shù)據(jù)分析、平臺(tái)互動(dòng)、智慧課堂、翻轉(zhuǎn)課堂等,創(chuàng)新探究式、混合式及沉浸式學(xué)習(xí)方式和教學(xué)方式,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)生動(dòng)真實(shí)的教學(xué)情境,將抽象枯燥的數(shù)學(xué)知識(shí)直觀展現(xiàn)在學(xué)生面前,有效提高學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。
【參考文獻(xiàn)】
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【作者簡(jiǎn)介】
李宗芹(1971~),女,漢族,山東威海人,本科,威海市文登技師學(xué)院副教授。研究方向:數(shù)學(xué)教學(xué)。