創新素養視角下的高中數學單元整體教學設計探究

殷春玲

摘 要：文章旨在探究創新素養在高中數學單元整體教學設計中的應用。通過分析創新素養在高中數學教育中的意義和現存問題，提出了以問題導向的教學、綜合性項目合作、思維導圖運用和鼓勵學生提問為核心的教學策略。通過這些策略，旨在培養學生創新思維、團隊協作和數學邏輯思維，同時培養學生的批判性思維和表達能力，以促進學生數學素養和創新能力的全面發展。

關鍵詞：創新素養；高中數學；單元整體教學

高中數學教育的目標不僅僅是傳授數學知識，還要培養學生的創新素養。創新素養是一種綜合性的素養，包括創新思維、團隊協作、批判性思維等方面。然而，傳統的高中數學單元整體教學還存在一些問題，如學生的興趣不足，應用能力不強。因此，本文探究了創新素養視角下的高中數學單元整體教學設計，以提升高中數學單元整體教學的質量，培養學生的創新能力，適應現代社會的需求。

一、創新素養在高中數學教育中的意義

（一）培養學生創新思維

創新素養的核心之一是培養學生的創新思維，這對高中數學教育具有深遠的意義[1]。數學是一門追求解決問題和創新的學科，它強調邏輯思考、抽象推理和問題解決。通過數學學習，學生不僅僅掌握了數學知識和技能，還培養了解決各種問題的思維模式。創新思維還有助于學生更深入地理解數學概念，通過解決實際問題，學生不僅僅是記憶數學公式和規則，還能夠理解這些規則的起源和應用。

（二）培養學生終身學習的能力

在快速變化的社會中，學生需要不斷適應新的知識和技能，終身學習已經成為一種必需的素養。高中數學教育可以為學生提供終身學習的基礎。創新素養中的自主學習和適應性學習能力對終身學習非常重要。在高中數學教育中，學生可以通過探究性學習和問題導向的學習活動，培養自主提出問題、主動尋找解決方案的能力。他們學會了如何獲取知識、分析信息、解決問題，這些技能將使他們更好地適應未來學習和工作的需求。

（三）應對現代社會的挑戰

隨著科技的飛速發展，社會對創新思維和解決問題的能力越來越重視。創新不僅僅是科學家和工程師的專屬領域，它貫穿了各行各業，包括商業、醫療、教育等。因此，培養創新素養已經成為現代社會對于教育體系的要求之一。高中數學教育可以為學生提供應對現代社會挑戰的基礎，通過培養創新思維和解決問題的能力，學生將更好地適應未來職業中的挑戰。他們將能夠應對復雜問題，發掘新的機會，推動社會和科技的發展。

二、高中數學單元整體教學存在的問題

（一）傳統單元教學的局限性

傳統的教學模式通常以知識的灌輸為主，教師在課堂上傳授知識，學生被動接受。這種教學模式忽視了學生的自主學習和探究精神，容易導致學生對數學學習失去興趣。學生僅僅是機械地記憶和應用知識，而沒有真正理解數學的本質和意義。

（二）學生對數學學習的興趣不足

數學作為一門抽象的學科，需要學生具備一定的數學直覺和數學思維能力。然而，傳統的數學教學往往缺乏趣味性和實用性，難以引起學生的興趣。學生往往覺得數學學習枯燥乏味，缺乏主動學習的動力[2]。

（三）學生的應用數學能力不足

數學不僅僅是一門純粹的學科，更是一種解決實際問題的工具。然而，傳統教學往往側重于數學的理論知識，忽視了數學在實際生活中的應用。學生缺乏將所學數學知識應用于實際問題解決的能力，導致他們在實際情境中應用數學時感到困難。

（四）教學內容缺乏與現實世界問題的聯系

數學是一門具有廣泛應用價值的學科，它與現實世界的各個領域都有著密切的聯系。然而，傳統教學中的數學內容往往過于抽象，難以與學生的日常生活和實際問題相結合。學生難以看到數學知識在實際生活中的應用，導致他們對數學的興趣和學習動力減弱。

三、創新素養視角下高中數學單元整體教學設計策略

（一）開展問題為導向的單元教學，培養學生創新思維

問題具有引人入勝的特點，它們能夠引發學生的好奇心和求知欲。當學生被賦予提出問題和解決問題的權利時，他們更容易投入學習過程中，積極參與數學探究。這有助于提高學生的學習動力和積極性。同時，開展問題為導向的單元教學培養了學生的創新思維。學生在解決問題的過程中需要運用邏輯思維、創造性思維和批判性思維。他們需要尋找不同的途徑和方法來解決問題，這種思維方式有助于培養學生的創新意識和

能力[3]。

在人教版高中數學選修二第四章《數列》的教學中，為了培養學生的創新思維，可以采用開展問題為導向的單元教學策略，以激發學生的主動探究精神和創新意識。在教學的初始階段，教師可以引入一個具體的實際問題或挑戰性問題，與數列相關聯。例如：可以選擇一個現實生活中的情境，如探討一輛汽車的速度隨時間變化的情況，然后鼓勵學生思考如何建立數列模型來描述這一情境中的速度變化。這個問題應該足夠具體，但又需要學生運用數學知識來解決。一旦問題被引入，教師應該鼓勵學生提出他們自己的問題和解決方法。學生可以在小組內討論，提出關于數列的問題，探討如何用數學公式或遞推關系來解決問題。這鼓勵了學生的主動思考和創新意識。學生在提出問題后，應鼓勵他們積極實踐，探究數列的性質和規律。他們可以使用不同的數學工具和技巧，如繪制圖表、計算公式，以解決問題并驗證他們的解決方法。學生需要自己發現數列的特點和規律，而不是僅僅接受教師提供的答案。在學生獨立或小組探究的基礎上，教師可以組織學生分享他們的發現和解決方法。這種分享和討論有助于學生之間的思想碰撞，互相啟發。學生可以發現不同的角度和方法來解決相同的問題，從而培養創新思維。一旦學生掌握了基本的數列概念和解決方法，教師可以提出更復雜的問題，鼓勵學生深入探究數列的更多性質和應用。這將促使學生不斷挑戰自己，擴展他們的數學思維和解決問題的能力。

通過引入實際問題、鼓勵學生提出問題、引導實際探究、組織分享和討論以及不斷深化探究，教師可以在《數列》這一單元中有效開展問題為導向的單元教學，培養學生的創新思維。這種教學策略能夠激發學生的興趣，使他們更好地理解數列的概念和應用，并培養了解決問題的自主

能力。

（二）組織學生進行綜合性項目，培養團隊協作和創新能力

在現代社會，許多問題和挑戰需要多個領域的專業知識和技能共同解決。通過讓學生在項目中合作，他們將學會與他人合作、分工協作，互補不同的技能和知識，這對于他們未來的職業發展至關重要。此外，團隊協作也培養了學生的溝通、協調和領導技能，這些都是現實生活中必不可少的素養。在項目中，學生需要面對復雜的問題，探索新的解決方案，發揮創造性思維。他們可能需要將不同領域的知識相結合，找到創新的途徑來解決問題[4]。

在人教版高中數學選修二第五章《一元函數的導數及其應用》的教學中，為了培養學生的團隊協作和創新能力，可以采用組織學生進行綜合性項目的策略。這個項目可以基于實際問題，要求學生運用導數的知識和技能，結合不同學科領域，展開深度研究，解決復雜的問題。教師可以設計一個綜合性項目，基于導數的知識，要求學生團隊協作，解決一個現實生活中的問題。例如：可以選取汽車駕駛過程中的剎車距離問題。學生需要分析剎車距離與車速、剎車時間等因素的關系，然后使用導數概念來研究如何最小化剎車距離，以提高行車安全。這個問題涉及數學、物理和工程等多個學科領域，鼓勵學生進行跨學科研究。學生將被分成小組，每個小組負責解決特定的問題。每個小組的成員可以擔任不同的角色，如數據收集、數學模型構建、實驗設計等。團隊協作是項目的關鍵，學生需要相互合作，分工協作，互相補充知識和技能，以解決復雜問題。這有助于培養他們的團隊合作精神和協作能力。學生需要整合不同學科領域的知識和方法，以解決問題。他們可以從數學導數的角度入手，建立數學模型，然后結合物理學的運動規律，以及工程學的實際設計來驗證模型的可行性。這種跨學科研究能夠培養學生的綜合素質，使他們能夠更好地應對未來的挑戰。在項目中，學生需要獨立思考和提出創新性的解決方案。他們可能會面臨一些未曾有過的問題，需要創造性地解決。教師可以鼓勵學生思考如何改進現有的模型或方法，提出新的觀點，從而培養創新思維和解決問題的能力。項目結束后，學生需要展示他們的研究成果，并進行深入討論。這有助于學生分享他們的發現，相互學習，并提高他們的溝通能力。學生可以互相評價和反饋，從中獲得更多的啟發。通過組織學生進行綜合性項目，基于實際問題，培養團隊協作和創新能力，高中數學教育可以更好地滿足創新素養的要求。這種綜合性項目不僅可以提高學生的數學素養，還能夠提高他們的跨學科思維、團隊協作和創新思維等多方面的綜合素質。

（三）在單元教學中使用思維導圖，培養學生數學邏輯思維

數學通常涉及多個概念和公式，學生有時會感到混亂和困惑。使用思維導圖可以將這些概念可視化，幫助學生將它們有序地組織起來，形成邏輯結構。這有助于學生更好地理解數學的內在邏輯，提高數學素養的質量。同時，思維導圖可以激發學生的數學思維。通過繪制思維導圖，學生需要考慮不同概念之間的聯系和相互依賴關系。他們需要思考如何將已知信息應用于解決問題，從而培養了數學邏輯思維和問題解決的能力。思維導圖不僅幫助學生理解數學，還鼓勵他們主動思考和探索。

在人教版高中數學選修二第六章《平面向量及其應用》的教學中，通過使用思維導圖，從創新素養的視角出發，可以培養學生的數學邏輯思維。思維導圖是一種圖形工具，用于幫助學生可視化地整理、表示和分析復雜的數學概念和問題。在教學開始前，可以考慮一個力學問題，如分析一個物體在平面內的受力情況，然后要求學生使用平面向量來解決問題。學生將使用思維導圖工具來繪制問題的結構圖。他們需要標識問題的各個要素，如力的大小和方向、物體的質量和加速度等。然后，他們可以建立數學模型，表示這些要素，并使用平面向量的知識來構建方程或等式，描述物體的受力情況。思維導圖應該清晰、有條理，反映問題的邏輯結構。學生在思維導圖的基礎上，需要運用邏輯思維來推導和解決問題。他們應該分析每個要素的作用，推斷它們之間的關系，并建立數學方程，以解決問題。邏輯推理是解決復雜問題的關鍵，通過思維導圖，學生可以更清晰地了解問題的邏輯結構，有助于邏輯思維的培養。學生在解決問題后，需要驗證他們的答案是否符合實際情況。他們可以將計算結果與實驗數據或已知的物理規律進行比較，從而驗證解決方案的正確性。此過程需要學生運用邏輯思維來分析和解釋結果，并討論可能的誤差或不確定性。教師可以鼓勵學生反思他們的解決方案，并提出改進建議。這可以培養學生的批判性思維和創新能力。學生可以思考如何進一步優化問題的解決方法，或者如何應用類似的思維過程解決其他問題。通過使用思維導圖，學生將問題的結構可視化，有助于培養數學邏輯思維。這種方法不僅使學生更好地理解數學概念，還培養了他們的邏輯思維和解決問題的能力，增強了學生的綜合素質。

（四）在單元教學中鼓勵學生提問，培養批判性思維和表達能力

提問是主動學習的表現，它使學生更積極地參與學習過程，主動探求答案。好奇心是創新的源泉，通過提問，學生可以深入探討數學問題，探索新的知識領域，從而培養創新素養。同時，提問有助于培養學生的批判性思維。通過提問，學生需要分析問題，評估不同的解決方案，并形成自己的觀點。這種批判性思維能力使他們能夠更好地理解數學概念，更深入地思考問題，提高解決問題的能力。鼓勵學生提問可以促進表達能力的培養。學生需要將他們的問題和疑惑用清晰、準確的語言表達出來。這不僅有助于他們更好地溝通和分享思想，還提高了他們的口頭和書面表達能力，這對未來的學術和職業發展至關重要。

在人教版高中數學選修二第七章《復數》的教學中，在課堂中，教師可以組織學生進行小組討論或小組分享。學生可以分享他們的見解、疑惑和問題，相互交流思考。教師可以引導學生深入探討問題，鼓勵他們就問題進行爭論和辯論，培養他們的批判性思維。教師可以鼓勵學生采用多樣化的提問形式，不僅限于課堂上直接口頭提問，學生可以通過書面提問、小組討論、展示演講等方式提出問題。這樣的多樣性有助于培養學生不同場景下的表達和批判性思維能力。當學生提出問題后，教師可以引導他們思考解決問題的途徑和方法。教師可以提出一些引導性問題，幫助學生分析問題，梳理思路，找出解決問題的線索。通過引導學生解決問題的過程，培養他們的批判性思維和邏輯思考能力。學生提出問題后，可以鼓勵他們展示他們的研究成果?？梢园才艑W生進行小組展示或個人報告，讓他們用清晰、準確的語言表達自己的問題和解決思路。這種展示不僅鍛煉了學生的表達能力，還促使他們更深入地思考問題，為解決問題找到更好的方法。

結束語

綜上所述，通過問題導向的教學、綜合性項目合作、思維導圖運用和鼓勵學生提問等策略的應用，取得了顯著的成果。學生的創新思維、團隊協作、數學邏輯思維、批判性思維和表達能力均得到有效培養，提高了數學素養和創新能力。這些策略為高中數學單元整體教學提供了新的方向和方法，有望更好地滿足現代社會對學生的需求。

參考文獻

[1]何彩云.基于核心素養培養的高中數學單元教學策略探究[J].數理化解題研究，2022（36）：41-43.

[2]林宇紅.指向深度學習的高中數學單元教學設計初探[J].高考，2022（36）：27-29.

[3]楊在鵬.高中數學方法單元教學設計的策略[J].數學學習與研究，2022（33）：17-19.

[4]祝登峰，曹世童.核心素養下高中數學概念課教學方法淺述[J].考試周刊，2022（45）：100-103.

本文系“促進創新素養培育的高中數學整體單元教學設計研究”（課題編號：BZXK2022-11）階段性成果。