【摘 要】“互聯(lián)網(wǎng)+”時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現(xiàn)教育現(xiàn)代化新跨越的使命,對數(shù)學(xué)教學(xué)發(fā)展來說,是前所未有的機遇和挑戰(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,通過借助數(shù)學(xué)動態(tài)軟件的動態(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
【中圖分類號】G642 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ?【文章編號】1671-8437(2021)10-0001-02
2018年初,教育部啟動“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下的教育信息化2.0行動,明確指出“教育信息化具有突破時空限制、快速復(fù)制傳播、呈現(xiàn)手段豐富的獨特優(yōu)勢,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、實現(xiàn)全民終身學(xué)習(xí)的有力支撐,必將帶來教育科學(xué)決策和綜合治理能力的大幅提高”[1]。教育信息化引發(fā)的對教育現(xiàn)代化的深度思考,對數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)的發(fā)展來說是前所未有的機遇和挑戰(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,是指在國家及教育部門的統(tǒng)一規(guī)劃和組織下,在教育系統(tǒng)的各個領(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),加速實現(xiàn)教育現(xiàn)代化的過程。
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),是踐行社會主義核心價值觀,培養(yǎng)學(xué)生社會責(zé)任意識的重要載體。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)既相互獨立,又相互交融,是一個有機的整體。教師要主動適應(yīng)信息時代背景下的數(shù)學(xué)教學(xué)方式,結(jié)合數(shù)學(xué)學(xué)科特點,將信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程深度融合,有效實施中等職業(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、從數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)涵出發(fā),運用數(shù)學(xué)動態(tài)軟件的動態(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 ?幾何畫板等數(shù)學(xué)軟件的動態(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)研究對象的思維過程。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)問題的心理過程,這兩個數(shù)學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)能讓學(xué)生初步學(xué)會用數(shù)學(xué)的眼光觀察世界。
教師要善于運用幾何畫板與Geogebra等動態(tài)數(shù)學(xué)軟件,為學(xué)生模擬構(gòu)建“數(shù)學(xué)實驗室”。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)的重要知識載體之一[3]。在動態(tài)數(shù)學(xué)實驗室,師生可將繪制的立體圖形通過放大縮小、分合旋轉(zhuǎn)、平移填充、轉(zhuǎn)換折疊,進(jìn)行添加輔助線、展開側(cè)面圖、繪制直觀圖、演示三視圖等多種演示,動態(tài)顯示靜態(tài)文本不能呈現(xiàn)的軌跡及線、面關(guān)系的內(nèi)在聯(lián)系,加深學(xué)生對幾何體中抽象知識的理解以及掌握表面積和體積的計算[4]。“數(shù)形結(jié)合百般好,隔離分家萬事休?!弊寣W(xué)生從熟悉的情境演示過渡到概念的直觀想象,進(jìn)一步增強運用信息化手段想象、思考問題的意識,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)生運算和邏輯推理的素養(yǎng)
數(shù)學(xué)運算是指在明確運算對象的基礎(chǔ)上,依據(jù)數(shù)學(xué)運算法則與公式對具體對象進(jìn)行變形的演繹過程。邏輯推理是指從一些事實和命題出發(fā),依據(jù)推理規(guī)則獲得其他命題的過程,這兩個數(shù)學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)有助于讓學(xué)生初步學(xué)會用數(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,可以實現(xiàn)微課錄制、視頻點播、遠(yuǎn)程直播、多屏互動、及時反饋、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、實時數(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,教師通過掌握學(xué)情調(diào)整備課,學(xué)生自主預(yù)習(xí)把脈知識;課中,師生進(jìn)行多樣化的課堂互動教學(xué)和實時教學(xué)測評;課后,教師統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行個性輔導(dǎo),學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)獲得綜合評價。
教學(xué)中,教師通過“模塊導(dǎo)學(xué)→情境引導(dǎo)→實踐探究→歸納內(nèi)涵→溫故知新”智慧課堂一體化的邏輯呈現(xiàn)過程,直觀解析復(fù)雜二次曲線圖形中代數(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)運算和邏輯推理素養(yǎng)。在“拋物線及其標(biāo)準(zhǔn)方程”的教學(xué)中,模塊導(dǎo)學(xué)部分利用幾何畫板從學(xué)生熟悉的二次函數(shù)的圖象拋物線入手,引導(dǎo)學(xué)生運用已經(jīng)掌握的知識解答有關(guān)頂點、對稱軸方程等的運算,讓學(xué)生行成于思;由二次函數(shù)中的一次項系數(shù)和常數(shù)項循序漸進(jìn)的改變,初步引入y=ax2(a>0)頂點在原點、焦點在y軸正半軸的圖象;定焦點、作準(zhǔn)線,利用畫板的測量工具進(jìn)一步探究出拋物線上任一點到焦點距離與它到準(zhǔn)線距離之間的等量關(guān)系,初步推理出拋物線的定義;再利用旋轉(zhuǎn)工具,分別歸納出其他三種拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程,實現(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,有推理、有數(shù)據(jù)地跨越圖象,從數(shù)量角度進(jìn)行實踐、思考、運算,得出拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì),實現(xiàn)數(shù)形統(tǒng)一。借助教育信息化,通過邏輯情境的創(chuàng)設(shè)來引導(dǎo)、點撥學(xué)生推理觀察,使學(xué)生結(jié)合數(shù)值運算,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)建模是指對現(xiàn)實問題進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象,用數(shù)學(xué)語言表述問題、用數(shù)學(xué)知識與方法構(gòu)建模型解決問題的過程;數(shù)據(jù)分析是指針對研究對象獲得數(shù)據(jù),運用統(tǒng)計方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析和推斷,形成知識和規(guī)律的過程,這兩個素養(yǎng)能讓學(xué)生初步學(xué)會用數(shù)學(xué)語言表達(dá)世界。
“大數(shù)據(jù)”時代,數(shù)據(jù)能有效幫助人們發(fā)現(xiàn)規(guī)律、解決問題,教學(xué)中要注重針對研究對象收集、整理數(shù)據(jù),用數(shù)學(xué)知識與方法對現(xiàn)實問題進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象,運用數(shù)學(xué)建模解決問題。
“耳聞之不如目見之,目見之不如足踐之?!闭n前導(dǎo)學(xué)中,筆者將動態(tài)演示正弦函數(shù)y=sinx→y=Asinx→y=
Asinωx→y=Asin(ωx+φ)圖象變化過程的微課上傳到教學(xué)平臺,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)和聽覺上體會從數(shù)到形的變換過程。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,將學(xué)生針對性分組,并分發(fā)不同討論主題,在教學(xué)平臺實時分享討論過程。筆者調(diào)取、對比講評小組的討論結(jié)果,實現(xiàn)師生、生生之間的多向探究互動,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,找出知識點,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)律和解決問題的思維品質(zhì)和直觀發(fā)展處理隨機現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的基本能力。
分段函數(shù)在實際生活中隨處可見。課前,師生可借助網(wǎng)絡(luò)收集本市水費、電費、快遞費、交通費、網(wǎng)絡(luò)通訊資費等收費標(biāo)準(zhǔn)及家庭消費情況等信息,上傳到學(xué)習(xí)平臺的導(dǎo)學(xué)模塊。課中案例探究,以學(xué)生收集到的本市新調(diào)整的收費標(biāo)準(zhǔn),將居民用戶年度生活用水量實行分三個階梯的水價制度作為情境導(dǎo)入案例,通過對比新舊標(biāo)準(zhǔn)下同樣用水量的收費,幫助學(xué)生增強節(jié)水和保護綠水青山的意識,引導(dǎo)學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型解決簡單的實際問題,讓他們感受到數(shù)學(xué)就在身邊,潛移默化中實現(xiàn)從分析問題到數(shù)學(xué)建模,到解決問題,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)以落實立德樹人為根本任務(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。本文提出通過情境導(dǎo)入、原理揭示、動態(tài)演示、數(shù)據(jù)分析、平臺互動、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)生動真實的教學(xué)情境,將抽象枯燥的數(shù)學(xué)知識直觀展現(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)】
[1]中華人民共和國教育部.教育信息化2.0行動計劃[S].2018.
[2]中華人民共和國教育部.中等職業(yè)學(xué)校數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].2020.
[3]胡芙蓉.關(guān)于信息化背景下培育數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的幾點思考[J].當(dāng)代教育實踐與教學(xué)研究,2019(8).
[4]吳磊.融合信息技術(shù)教學(xué)促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展[J].教育信息化壇,2019(7).
【作者簡介】
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)。