如何在教学中培养学生的数学核心素养 如何在课堂教学中培养学生的数学核心素养

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-17
如何在数学教育中提升学生的数学核心素养

进入21世纪,社会进步、科学技术和数学发展异常迅速,甚至超出想象,这势必会影响教育,影响基础教育,影响数学教育。20世纪学生应具备的基本能力与21世纪学生应具备的核心素养一致吗?哪些不一致?这是跨世纪的挑战,也是建立基于核心素养的课程体系的背景。
一、正确认识和理解数学核心素养
21世纪,我国确定了“立德树人”“以人为本”的教育改革指导思想,强调以课程为载体落实指导思想,进而以高中课程标准修订为突破,探索、积累经验,逐步推广。“以素养立意课程体系”主要是将培养、提升学生的核心素养(通识)、学科核心素养作为课程基本目标,根据每一个学科的特点,把三维目标通过每一个学科的核心素养加以落实,把课程总目标与学科教育有机结合。
我国数学教育工作者一直在思考:数学教育应留给学生什么?数学核心素养是具有数学基本特征的适应个人终身发展和社会发展需要的人的关键能力与思维品质。不严格地说,数学核心素养不仅包含外显能力,还包含内在思维品质。数学课标修订组提出了六个核心素养:数学抽象、数学推理、数学建模、直观想象、数学运算、数据分析,它是五大基本能力的延续和深化。
数学核心素养是数学课程目标的重要的基本组成部分,每个数学核心素养通过“情境与问题”“知识与技能”“思维与表达”“交流与反思”四个方面表现出来,这四个方面也是描述核心素养水平的四个维度。
每一个数学核心素养有自身的独立性,在学习数学的过程中,在发现与提出、分析与解决数学问题和实际问题中,各自在不同的环节发挥不同的作用,但我们更需要强调整体性,六个核心素养是一个有机联系的整体,它们不是两两“不交”的独立素养,而是相互“交着”相互“渗透”的,在直观想象中,蕴含着抽象、推理、模型;在抽象概括中,也离不开直观、推理、模型;在数学建模的过程中,更需要直观、推理、模型交互发挥作用……
数学核心素养不是独立于知识、技能、思想、经验之外的“神秘”概念,综合体现出对数学知识的理解、对数学技能方法的掌握、对数学思想的感悟及对数学活动经验的积累。
二、基于数学核心素养的数学课程体系
基于数学核心素养的数学课程要突出三件事,一是符合数学规律并结构清晰;二是突出数学本质;三是便于转化,转化为数学核心素养。
1.体现选择性的高中数学课程结构
不同的学生拥有不同的特长,会选择不同的发展方向,需要有不同水平的数学核心素养,而数学课程标准为不同发展方向的学生设计了不同的课程。
必修课程为学生发展提供共同基础,是高中毕业考试的内容要求。选修I课程是供学生选择的课程,必修课程和选修I课程是高考的内容要求。选修Ⅱ课程分为ABCDE五类。这些课程为学生确定发展方向提供引导,为学生展示数学才能提供平台,为学生发展数学兴趣提供选择,为大学自主招生提供参考。学生可以根据自己的志向和大学专业的要求选择学习其中的某些课程。
A课程是部分理工类(数学、物理、计算机、精密仪器等)学生可以选择的课程。B课程是经济、社会(数理经济等)和部分理工类(化学、生物、机械等)学生可以选择的课程。C课程是人文类(历史、语言等)学生可以选择的课程。D课程是体育、音乐、美术(艺术)类学生等可以选择的课程。E课程(校本课程)是学校自主开设,供学生自主选择的课程,特别包括大学先修课程(CAP)。
2.体现数学核心素养发展的高中数学内容结构
数学有丰富的研究领域、问题和方法,形成了很多特点鲜明、作用不同的数学分支,但数学又是一个有机整体,拥有清晰的结构,从学习的角度来说,更是如此。只有这样,才能更好地提升、发展学生的数学核心素养。根据高中学习特点和需要,高中数学内容将突出三条贯穿始终的内容主线:函数及应用、几何与代数、统计与概率。数学建模与数学探究是另一条贯穿始终的主线。另外,还应将数学文化渗透在高中课程内容中。抓住这些贯穿始终的主线,才能反复感受到抽象、推理(运算)、模型、直观所起的作用,有效地促进学生数学核心素养的提升和发展。
3.体现数学本质的关键问题和主要概念、定理、模型、思想方法、应用
在整体认识高中数学内容结构和主线的基础上,需要进一步深入思考支撑主线的关键问题和主要概念、定理、模型、思想方法、应用等。以函数主线为例,首先,抓住以下关键问题:整体、全面认识函数概念;深入理解函数性质——整体性质与局部性质;掌握一批基本函数类;把握函数应用;感悟研究函数思想方法;深入理解主要概念、定理、模型、思想方法、应用等,步步深入,逐步提升数学核心素养。
三、基于数学核心素养的数学教学
教什么,如何教?这是教师教学的永恒课题。基于数学核心素养的教师数学教学,首先要更新观念。培养并提升核心素养,不能依赖模仿、记忆,更需要理解、感悟,需要主动、自觉,将“学生为本”的理念与教学实际有机结合。
1.整体把握数学课程
基于数学核心素养的数学教学,整体理解数学课程是基础。高中数学课程是一个有机整体,要整体理解数学课程性质与理念,整体掌握数学课程目标,特别需要整体感悟数学核心素养,整体认识数学课程内容结构—主线—主题—关键概念、定理、模型、思想方法、应用,整体设计与实施教学。在这一过程中,学生会不断感悟、理解抽象、推理、运算、直观的作用,得到新的数学模型,改进思维品质,扩大应用范围,提升关键能力,改善思维品质。
2.主题(单元)教学
基于数学核心素养的数学教学,要求教师能从一节一节的教学中跳出来,以“主题(单元)”作为进行教学的基本教学思考对象。可以以“章”作为单元,如将“三角函数”作为教学设计单元;也可以以数学中的重要主题为教学设计单元,如“距离”或“几何度量关系:距离、角度”等;也可以以数学中通性通法为单元,如“模型与待定系数”等。
这是深度学习的核心,也是深度学习的抓手,也是整体把握数学课程的抓手,可突出本质——数学核心素养,有利于教学方式多样化,把“教”与“学”结合起来,促进学生自主学习;有助于提高数学教师专业水平(数学、教育教学理论、实践),这是数学骨干教师的基本功,不是教教材,而是创造性地使用教材教数学。
3.抓住数学本质
我国著名数学家华罗庚反复强调:能把书读厚,又能把书读薄,读薄就是抓住本质,抓住重点,抓住本质,才能更好地理解和提升数学核心素养。
4.问题引领——发现、提出问题与分析解决问题
在关于数学和数学教育的大讨论中,问及在数学和数学教育中什么最重要时,著名数学家P. Harmous在一篇总结文章中强调“问题是关键”,数学概念、定理、模型和应用都是在解决问题的过程中总结形成的。在数学课程目标中,特别强调发展学生发现、提出问题与分析解决问题的能力,在基于数学核心素养的教学中,这也是关注的重点。
5.创设合适情境
创设合适情境是基于数学核心素养教学的另一关注点。首先要对“情境需要”有个全面的认识,包括实际情境、科学情境、数学情境、历史情境。情境选择的基本原则是便于理解学习内容和要完成的任务,循序渐进,进而考虑激发学生的兴趣和热情。
6.掌握学情,加强“会学”指导
“授之于鱼,不如授之以渔”是古训,这与学会学习的理念一致,“会学”比“学会”重要。“会学数学”应包括:阅读理解、质疑提问、梳理总结、表达交流。
以“数学阅读理解”为例,需要清楚数学语言由数学自然语言、符号语言、图形语言组成,它的特点是准确、清晰、简洁,数学阅读就要会读“数学普通话”“符号”“图形(表格)”。而数学符号、图形又是一个系统,彼此联系,学生不能很快习惯,需要指导,不能太急。数学教师强调“学法指导”,是一个很好的经验,需要坚持、总结、提升。
四、基于数学核心素养的数学学习
基于数学核心素养的数学学习,应关注以下问题。
1.视野—见识
学习数学需要有开阔视野,了解数学的历史,了解数学的发展,了解数学在社会发展中作用,在美国科学委员会写给美国总统的咨询报告中特别强调:“高科技本质上是数学技术”;了解数学在现实生活中的作用,英国研究理事会的评估报告认为,数学研究对英国经济的贡献约占英国所有工作岗位的10%和GDP增加值总额的16%。对优秀学生,教师应引导他们不满足学到数学知识,得到好成绩,还需要好的见识。见识比知识更重要。
2.做题=数学学习?会学—自主
以做题取代数学学习,这是数学教育中的突出问题。通过做题巩固学习内容,这是学习数学的重要环节,但仅靠做题有很大的局限性。学习数学也需要理解数学概念、定理、应用,需要理解不同内容之间的联系。
做题与做数学是有区别的。做数学,首先要选择问题,进而猜想结论,确定条件,探索解决问题的方法;做题,完全不同,条件和结论是确定的,方法也是学习过的,在锻炼数学素养方面有一定的局限性。
3.积极参与数学建模和数学探究
数学建模是对现实问题进行数学抽象,用数学语言表达问题,用数学知识与方法构建模型解决问题的过程。数学探究是围绕某个具体数学问题,开展自主探究、合作研究,并最终解决数学问题的过程。它们是高中阶段数学课程的重要内容。“数学建模活动”和“数学探究活动”主要以课题研究的形式开展。课题研究过程包括选题、开题、做题、结题四个环节,这是促进学生自主学习的一项重要措施,可以让他们经历解决问题的过程。
4.会交流
在数学学习为主的阶段,交流很重要。听一遍不如看一遍,看一遍不如讲一遍,讲一遍不如写一遍,很有道理。大学研究生授课的主要方式是让学生报告,导师很容易从报告的过程中判断是否真懂,希望中学教师和学生也能借鉴这种方法——交流。
基于数学核心素养的评价是落实的重要措施,尤其是高考评价。如果高考试题、考试等形式不进行改变,这次改革就很难落实。当然,也应循序渐进。数学课标修订组下专门成立了“基于数学核心素养考试命题研究组”,研究需要改进的命题要素和形式。
因此,基于数学核心素养评价的命题,要关注以下要素:(1)命题者要整体把握高中数学课程,围绕内容主线—主题(单元)和关键概念、结论、模型、思想方法、应用展开;(2)突出数学本质;(3)创设合适情境,强调发现、提出和分析、解决问题背景,情境包括实际情境、科学情境、数学情境、历史情境;(4)强调开放性、探究性。
如何在数学教育中提升学生的数学核心素养,是数学教育工作者面临的新课题。一线数学教师是落实本次高中课程标准修订的关键,希望广大教师注重提升自身数学素养,特别是数学核心素养,关注数学内容、数学教学理论、数学教学实践与数学核心素养的有机结合,直面问题,不断探索,为学生营造良好的数学教育。

如何在小学数学课堂教学中培养学生的数学核心素养~

所谓数学素养,就是在人的先天生理的基础上,受后天环境、数学教育的影响,通过个体自身的实践和认识活动,所得到的数学知识、技能、能力、观念和品质的素养。它是在长期的数学学习中逐步内化而成的。它包括数学知识技能、数学意识、解决问题能力、数学信息交流、创新意识等。青少年们是全能型人才的后备军,也是祖国的未来,担负着历史赋予的神圣使命。教育青少年们努力学习科学文化知识,打下坚实基础,尤其是从小培养他们的数学素养是他们能否成为全面发展的人的关键之一。\x0d\x0a《数学课程标准》明确提出数学教育要面向全体学生,实现“人人学有价值的数学;人人都能获得必需的数学;不同的人在数学上得到不同的发展”这三大理念,强调数学课程的基础性、普及性、和发展性,这是数学教育多年来指导思想的突破与革新。也就是说,当前我们要在这种理念的指导下实现数学教育的总体目标,全面提高学生的基础知识和基本技能,大力培养学生学习数学的情感态度和数学能力,把新课标理念转化成一个个具体的教学目标,逐一落实在数学教学活动中。下面我就结合自己的教学实践,谈一谈自己的一些做法和体会:\x0d\x0a一、结合教学实际,重视培养学生的数感\x0d\x0a数感是一个人数学素养的重要成分,所谓“数感”,是指学生对“数”的敏锐、精确、丰富的感知和领悟。数感的建立水平是学生个体数学素养水平的重要标志。《数学课程标准》中指出要通过数学活动,发展学生的数感。\x0d\x0a1、创设生活情境,启蒙数感\x0d\x0a著名数学家华罗庚曾一针见血地指出:“人们对数学产生枯燥无味、神秘难测的印象,原因之一是数学教学脱离实际。”可见,生活是数学的源泉,数学学习离开了生活,将会寸步难行,而“数感”更不是通过传授而能得到培养的。为此,我们在数学教学中必须紧密联系学生的生活实际,充分挖掘学生的生活资源,将抽象的数学建立在学生生动、丰富的生活背景上,让学生自己去感悟、探究,用数学的眼光去观察、认识周围的事物,用数学语言来表达与交流。从中提高学生对数的敏锐程度,形成对数的良好直觉,启蒙学生的数感。\x0d\x0a例如在一年级“认数”的教学过程中,教师可以创设一个富有童趣的情境:“同学们还记得在幼儿园上活动课时的情景吗?大家一起去滑梯,去荡秋千,去骑木马??”学生们对幼儿生活的美好回忆渐渐被唤醒了,这时教师适时运用多媒体出示一个欢快、温馨的幼儿活动的画面:“大家愿意和老师一起来数数这个幼儿园里的活动器械吗?”于是,小学生们开始兴趣盎然地数数:1只滑梯,2个秋千,3只木马??从而经历了一个从日常生活中抽象出数的过程,理解了数的意义。又如,教学质量单位时,让学生到市场进行“今天我买菜活动”,看一看,称一称,估一估各种瓜果、蔬菜的重量等,开展丰富的活动,让学生充分体验数感。可见,情境教学是培养学生数感的基础,如果较好地利用和创设情境,体验和感受数学的实际意义,学生不但较容易将知识与生活经验建构起来,获得丰富的表象和富有生命力的数学知识,而且让学生充分感受到数学无处不在,使学生的数感意识得以萌芽。\x0d\x0a2、引导认真观察,建立数感\x0d\x0a数学是一种运用思维的学科,观察是思维的触角,是学生认识事物的基础,观察是形成和发展数学知识的基本方法之一。为此,在教学中,教师要引导学生围绕目标有序、认真、多角度、全方位的观察,可引导学生观察画面,发现数学问题;观察规律,发现数学问题;也可引导学生用数来表达和交流观察到的信息??通过一系列的观察活动帮助学生学习数学知识,建立数感、发展数感。比如在新课程各年级“数的认识”教学中,要注重让学生联系实际先观察再说一说。如:观察一张纸多厚,再观察10张、30张、50张有多厚,然后拿出一叠(1000张)纸,让他们观察有多厚。又如在教学“0的认识”时,教师引导学生联系生活实际说出在哪些地方见过“0”。这方面,学生有着丰富的生活经验,说出诸如“在体育比赛的比分上见过0”;“在温度表上见过0”;“电话上有0”;“我的直尺上有0”??学生直观体会“0”除了表示没有以外,在温度表上、方向图上表示分界点;在直尺上表示起点;在日历上表示日期;在电话、车牌上与其他数字一起组成号码??这些都是学生身边的事,学生很容易理解和接受。这样,学生在观察中不但体会了数的含义,而且初步建立相应的数感。\x0d\x0a3、构建活动平台,发展数感\x0d\x0a皮亚杰说,活动是儿童发展的杠杆。通过实践操作,可以让学生体会到“数”就在身边,感受到“数”的趣味和作用,对数产生亲切感。因此,在课堂教学中,教师应向学生提供充分从事数学活动的平台,始终把儿童的活动作为主体发展的基础与载体,提供开阔的活动时空,让学生有合作交流、积极思考、操作等活动空间,使学生的数感真正得到发展。\x0d\x0a如教学100以内数的认识时,设计一个让儿童数100根小棒的游戏,看谁数得又快又好的活动。数的结果就会出现这样的情况:逐一地数;分组数;10根10根地数。数完后老师提出问题:通过今天的数数,你发现了什么?数感强的学生会说出:我发现10根10根地数比较快一些,还不容易出错。此时,教师应紧紧抓住学生的这种对计数原则的感悟进行发掘整理,让学生讨论为什么10根10根地数不容易出错?然后告诉学生,在数数的时候我们给满10根的数找一个位置,让数满10根的数都放在这个位置上,现在我们给这个位置取个名字——“十位”。儿童从逐一地计数到分群计数是对数的认识的飞跃,发展了学生的数感。\x0d\x0a4、加强估算教学,优化数感\x0d\x0a估算本身是数感的一个重要方面,也反映人对实际情境中数和数量及其大小范围的理解和把握水平,同样在日常生活中有重要的使用价值。因此,加强估算,可以培养学生的估计意识和估算能力,提高计算准确率,优化、巩固学生的数感。首先,教师要善于抓住各种时机,创造性地开发教材内容,让学生在探索中学会一些基本的估算方法,并说明自己估计的合理性。在这过程中要培养学生的估算方法,养成良好的估算习惯。其次,应用估算。如计算7.98×5.1,先让学生估算,可以看作8×5;所以积一定在40左右,然后再笔算;如遇到工程问题“筑路队要修一条公路,甲队独修要60天,乙队独修要40天,两队合修要多少天?”可以要求学生很快地确定大概时间,再进行计算,以提高计算的准确率。这样的估算,是学生在笔算中取的相应的感觉,体会和经验积累的基础上进行的,它对数感十分有利。又如学校开展“保护环境,爱护地球”活动,为增加说服力,教师可以这样设计问题,要求学生估算解答。“全国的小学生如果每人每天浪费一小张纸,一年全国小学生要浪费多少吨纸?要用多少辆卡车运输?”这道题里的小学生数,一小张纸有多大多重,一辆卡车能运几吨等数据都必须做出合理的估计,并在此基础上进行估算。这样的活动既培养了学生的人文素养,又提高了学生的估算能力,对数留下了全面深刻的印象,优化了对数的感受性。\x0d\x0a5、解决实际实际问题,提升数感\x0d\x0a我们知道,数学源于生活,更要高于生活。因此,数学教学应从现实的、有趣的或与学生已有知识相联系的素材出发引导学生提出问题,引发讨论,在解决问题的过程中去了解新知识,形成新技能,反过来解决原先的问题,在综合运用数学知识解决问题的过程中使学生的数感得到发展。如,教学“有余数的除法”后,让学生解决“全班43人去划船,每条船限坐6人,至少需要几条船?怎样乘船合理?”的问题,学生通过思考、计算,不难得出需要8条船。教师可以让学生说说可以怎样乘船,学生的方案有6×7+1;6×6+4+3;6×5+4×2+5;6×3+5×5等。在交流思维的过程中,学生会发现找到答案的方法并非只有一种,答案也并非只是一个,知道如何选择合理的方案。通过解决实际生活中的问题,学生知道了计算的意义和如何运用计算的结果,学会如何选择适当的算法解决问题,学会对结果的合理性做出解释,并在此基础上形成自己解决问题的基本策略,提升数感。

在小学数学教学中应该如何渗透核心素养?以下从四个方面结合数学课堂教学谈谈自己的理解。
一、主动发现问题,抓住问题本质,渗透核心素养

“不会提问题的学生不是一个好学生。”学生能够独立思考,也有提出问题的能力。无论学生提什么样的问题,不管学生提的问题是否有价值,只要是学生自己真实的想法,教师都应该给予充分的肯定,然后对问题采取有效的方法进行引导和解决。对于有创新意识的问题和见解,不仅要给予鼓励,而且要表扬学生能够善于发现问题并提出问题进而引导大家一起去深层次地思考交流。例如:教学《加法交换律》,这节课主要是探究和发现规律,在探索新知的环节,采用竞赛的形式进行教学。在讲清竞赛的内容和规则后出示题目:25+48、48+25、68+27、27+68…..两小组轮流答题,答到第4题时,先答题的小组的同学马上提出了问题:“老师,其他组的同学做的是我们小组做过的题目,不公平!”这时老师问:“为什么不公平,你来说说。”接着学生就顺其自然地说到问题的本质:“虽然加数的位置相反,但是加数是相同的,所以结果也是相同的。”通过让学生主动发现问题,提出问题抓住本质,进一步让学生明确加法交换律的内涵。又如:“生活中的比”,导入时提出问题:你在生活中有遇到哪些比?从学生的回答中可以将“糖水中的糖和水的比”与“篮球比赛中的比“提出来,并问“这两个比相同吗?如果不同,不同之处在哪里?”学生通过交流和讨论给出了不同的想法:比赛中的比主要是要比大小比输赢,而糖水中糖和水的比虽然也有可能发生变化但是更注重糖和水之间的关系。从而抓住问题的本质,突破难点。

二、具有创新精神,合理提出猜想,渗透核心素养

杜威曾说:“科学的每一项巨大成就,都是以大胆的幻想为出发点的。”对数学问题的猜想,实际是一种数学想象,是一种创新精神的体现。在数学教学中,要鼓励学生大胆提出猜想,创新地学习数学。让学生经历观察、实验、猜想、证明等数学活动,分享自己的想法,锻炼自己的数学思维。例如:《圆的周长》,在探究圆的周长和什么有关的环节中,先引导学生提出猜想:正方形的周长与它的边长有关,猜一猜圆的周长与什么有关?接着结合学生的回答,演示三个大小不同的圆,滚动一周。并让学生指出哪个圆的直径最长?哪个直径最短?哪个圆的周长最长?哪个圆的周长最短?最后总结:圆的直径的长短,决定了圆周长的长短。

又如:在教学“3的倍数特征”时,大部分学生受前面学习的2和5的倍数的特征的影响,会有个位是3的倍数的数的猜想。这时,教师出示一些数据引导学生进行观察和验证。第1列中“73、86、193、199、163、419、763、176、599”中 9个数的个位都是3的倍数,它们能否被3整除?通过验证,学生发现先前的猜想是错误的,于是就会产生疑惑,并有了探求新知的欲望。这时教师利用错误,引导学生观察第2列数“9、21、105、237、27、78、42、591、843、534”。第二列的数能否被3整除?再观察观察,你想到什么?接着指出:看来一个数能否被3整除不能只看个位,也与数的排列顺序无关,那么,究竟与什么有关,具有什么特征呢?在教师的启发下,学生又能重新作出如下猜想:1、可能与各位数的乘积有关2、可能与各位数的差有关3、可能与各位数的和有关等等这些猜想,这时教师放手让学生自探主究验证,将大错化小错,小错化了。

三、进行合理提炼, 建立数学模型,渗透核心素养

数学模型是数学学习中不可或缺的,不仅可以为数学的语言表达和交流提供桥梁,而且是解决现实问题的重要工具。在数学学习中可以帮助学生理解数学学习的意义并解决问题。例如:在教学“平行四边形的面积”时,在构建面积公式这个数学模型时,首先应用数格子的方法来探究图形面积的一种简单方,学生能够轻松地理解。在这个过程中学生对这长方形和平行四边形相对应的量进行分析,并初步得出:当长方形的长等于平行四边形的底,长方形的宽等于平行四边形的高时,这两个的图形的面积相等。于是猜想平行四边形的面积可能等于底乘高。接着提出如果要去测量现实生活中一块很大的平行四边形的田地,你认为数格子的方法合适吗?从而引导学生把平行四边形转化成长方形进行计算。

又如:教学“加法交换律”时,当学生已经初步感知规律后,教师提问:你能用自己喜欢的方式表示加法交换律吗?学生纷纷用自己喜欢的符号来表示,并重点提出a+b=b+a这种形式,引导学生讨论a和b可以是哪些数,这样不仅关注学生了运算定律的形式化表达,还培养了学生的抽象能力和模型思想。

四、运用数学知识,解决实际问题,渗透核心素养


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