基于學生核心素養提升的高等數學課程設計研究

孫少平 馮靜 李珍珠

摘 要：高職院校的高等數學教學不僅要貫徹“以應用為目的，以必須夠用為度”的教學原則，更要讓學生了解數學學科的思想，培養數學精神和提升數學核心素養。本文闡述了高職學生應具備的數學素養，并針對當前高職學生數學素養的研究現狀，從課程設計層面提出了一些可行性策略。

關鍵詞：核心素養；高等數學；課程設計

一、 數學核心素養的研究現狀

世界經合組織自1997年就開始研究核心素養，21世紀初率先提出了“核心素養”的結構模型。各個國家也都在研究自己的素養模型，“核心素養”已成為近十年來歐盟教育發展的支柱性理念，已經成為提升未來國家競爭力的戰略關注。2014年我國教育部印發《關于全面深化課程改革，落實立德樹人根本任務的意見》，正式提出“核心素養體系”的概念，明確提出了10個核心素養，即數感、符號意識、空間觀念、幾何直觀、數據分析觀念、運算能力、推理能力、模型思想、應用意識和創新意識，修訂稿則提出了數學抽象、邏輯推理、數學建模、數學運算、直觀想象和數據分析這六大數學核心素養。核心素養被置于深化課程改革、落實立德樹人目標的基礎地位，是課程設計、教材開發和課堂改革實踐的依據和目標。

2014年，教育部在《關于全面深化課程改革，落實立德樹人根本任務的意見》中提出“充分利用現代信息技術手段，改進教學方式，適應學生個性化學習需求”，要求充分發揮信息技術的力量，樹立以發展學生數學核心素養為導向的教學意識，并將數學核心素養的培養貫穿于數學教學活動的全過程。“數學核心素養包含具有數學基本特征的思維品格和關鍵能力，是數學知識、技能、思想、經驗及情感、態度、價值觀的綜合體現”，數學核心素養中的數學建模、數學運算、數據分析、直觀想象本質上就是信息技術素養；數學抽象、邏輯推理也與信息技術密切相關，因此要重視信息技術對于提升數學核心素養的作用，必將成為課程改革的新理論、新形式、新亮點、新趨勢。

華東師范大學課程與教學研究所名譽所長、博士生導師鐘啟泉教授認為，“核心素養”是當今國際教育界研究的潮流，“核心素養——課程標準（學科/跨學科素養）——單元設計——課時計劃”是環環相扣的教師教育活動的基本環節。本人作為高職院校的數學教師，十多年來一直在教授高等數學課程，較早開始了課程設計改革和信息化教材的開發，本課題研究將在文獻分析、教學改革試點的基礎上，結合課題組老師們的教學經驗，給出這方面成果，對于填補“核心素養”課程課堂實施層面的空白具有較大實際意義。

本課題是主要針對高職院校學生展開調查研究，提出能夠提升學生核心素養的若干策略。課題組老師輔導學生參加全國大學生數學建模競賽和山東省大學生數學競賽，取得了兩項全國一等獎、三項全國二等獎、8項山東省特等獎、很多項省級一二三等獎獎勵，在提升學生核心素養的方面做出了很多有益的探索和實踐。

二、 本課題的研究目標和價值

高等數學作為高職機電類、汽車類和經管類各專業必修的一門基礎課程，對學生后繼專業課程的學習和思維能力的培養有著重要的作用。本課題組認真分析高職高等數學教學中的非生態現象，針對高職學生必備的核心素養，積極探索生態化、信息化、工作過程系統化的課程設計，開發信息化、視聽化教材和建設精品資源共享課，創新混合式教學模式及其IICW教學形式的合理實施方案，對于提升學生核心素養、提高課堂教學質量，促進高職教育培養目標的實現具有十分重要的意義。

選擇機電類、汽車類和經管類不同的專業合適的班級為研究對象，調查高等數學課堂中的傳統教學形式面臨的困境與挑戰現狀，通過發放調查問卷的形式，調查本校和外校的高職學生，歸納出來學生的核心素養（核心職業素養、核心數學素養等）。以高等數學學科特點和為專業課程服務為起點，研究高職高等數學課程體系、標準，形成高等數學教學大綱和課程標準；研究高職高等數學教學內容，編寫適合各專業的模塊化、項目化、信息化課程教學設計和高等數學實驗教材。提升的學生核心素養：以數學思想與文化為視角向學生展示數學與人類進步、社會發展的密切關系；利用信息化教學，幫助學生多角度理解數學，學習數學的精神，激發學生對數學的興趣；提高學生的文化素質，培養學生的創新精神，提升學生的數學核心素養。

我們數學教學團隊的教學理念是“享受數學、快樂學習”，要改變高職學生在數學學習中的尷尬窘境，有效途徑之一就是利用信息化教學，讓數學的學習體現出來人文化和人性化，讓數學文化浸潤和滋養學生的整個數學學習過程，使其在感悟數學、欣賞數學和再現數學的同時，產生創造數學的內驅力；高職數學的教學必須承擔起提升學生數學核心素養的功能，將揭示數學的科學精神和思想方法等數學素養作為教學的根本目的。本課題研究的主要目的是在國內外有關“學生核心素養”研究的基礎上，探索出高效的課堂生態化、項目化、系統化教學模式；制定人才培養方案、課程標準和教學設計；制定提升學生的數學核心素養方案，編寫出適合專業的數學建模項目。

本課題的研究成果，可以促進高職高等數學課堂教學的改革，確實提高學生的數學素養和學習質量，提升課堂教學質量，提高網絡教育資源的利用效率。本研究有助于師生在教學實踐中運用整體、聯系、和諧共生、動態發展的觀點反思課堂教學，促進教師在教學過程中與學生共同發展，注重學生的獨立性與自主性，注重激發學生的學習興趣，讓數學的課堂教學活動煥發出生態和諧的生命光彩。

三、 本課題的研究思路和方法

本課題項目組成人員均是來自我院基礎部數學課信息化教學團隊骨干教師，從事多年的教育教學工作，熟悉高職教學的特點。其中近五年來發表與數學教學相關的論文累計達20余篇，其中中文核心刊物出版1篇，主編或參編高職高專數學教材6部，主持或參與和高職數學教學改革相關的校級和省級課題7項，在研課題2項，課題組還獲得了2014年度山東省省級教學成果獎二等獎。

具體研究思路：

1. 參閱大量的文獻資料，了解“學生核心素養”研究現狀。包括學生核心素養的理論基礎、定義以及相關策略分析研究。深入研究信息技術與課程整合的相關理論，并探討其在教育教學中的實踐應用。

2. 通過問卷調查，了解學習者的學習現狀及根據教學內容采取適當的教學策略，積極探索生態化、信息化、工作過程系統化的課程設計，開發信息化、視聽化教材和建設精品資源共享課，創新混合式教學模式，建立信息技術與課程整合的IICW教學形式。

3. 結合高職高等數學課程，選擇機電類、汽車類和經管類不同的專業合適的班級，應用IICW教學形式開展具體實驗。總結教學實施經驗并對研究過程中存在的不足進行分析說明，論述研究成果并展望未來，提出意見和建議。

具體研究方法：主要綜合采用文獻研究法、調查研究法、行動檢測法和經驗總結法。

1. 文獻研究法。通過培訓、參觀和購買書籍資料等途徑，借鑒前人研究成果以指導課題研究，夯實課題研究成員的理論基礎。

2. 調查研究法。利用參與式觀察、個體訪談及現場實驗的方法，通過調查山東部分高職院校的高等數學教學的現狀，抓住問題的關鍵環節，提出切實可行的解決策略。

3. 行動檢測法。研究編輯出具有專業特色的信息化教材和課程設計，進行對比試驗，掌握有利數據，以證實研究的效果。

4. 經驗總結法。將課題研究內容、過程加以歸納，進行綜述，肯定研究成果，修正研究方案，撰寫學術論文，形成研究成果。

四、 高等數學課程設計探究與實踐

數學核心素養體系的構建是數學教育領域的新命題，以育人為目標的教育價值取向，是數學課程深化改革的新導向。數學核心素養體系的建立需要在理論探索的基礎上不斷地進行實踐驗證，使之更好地為數學教育服務，我們就如何建立數學核心素養體系提出了策略。

選擇機電類、汽車類和經管類不同的專業，合適的班級為研究對象，探討在混合式學習中如何在信息化下更好地培養具有知識和技能的新時代職業院校學生，使得學生實踐能力得到真正的提高。進而推廣到其他專業，提高高職學生的核心素養，提升教師的教育信息素養，建立教師長效的培訓機制，構建完善的功能強大的校園網絡教學支持平臺，促使教師與學生使用新技術，樹立和應用新的教學理念、模式。

基于數學核心素養的教師數學教學，首先要更新觀念，培養并提升學生的核心素養，需要將“學生為本”的理念與教學實際有機結合。討論數學核心素養從三個視角出發：國內外數學教育發展的趨勢、學生發展的迫切需求、數學學科的自身特征。

從四個方面推進其體系的構建：宏觀融合，強化數學文化熏陶；微觀貫通，聯結數學理性思維；整體落實，同步數學課程改革；劃分水平，完善教學質量評價。提出一種基于遺傳算法進行自動分組的改進算法。該算法遵循實際教學中的分組策略，能夠快速、合理地分組，并將該方法應用于實踐教學。利用“時滯微分方程理論”建立模型，探討學生的軟實力（核心素養）與硬實力（課程設計與信息化教材）之間的變化關系。

將高職學生的學生核心素養培養與數學課堂教學實際相結合，運用博弈論的分析方法和建構主義理論得出課堂教學最優策略，以指導組織課堂教學活動；構建出生態化、信息化的新模式；通過研究樹立更清晰的科學數學教育評價觀，并注重對學生學習過程的綜合評價。

嘗試在信息化條件下，利用網絡視頻公開課、微課、MOOC、國家精品課程等，進行課堂混合式教學的應用研究，將網絡的優秀資源同混合式教學進行結合，針對不同的知識分類和教學內容，構建IICW教學形式，進行最優的教學設計，探討在混合式學習中如何在信息化下更好地培養具有知識和技能的新時代職業院校學生，使得學生實踐能力得到真正的提高。

參考文獻：

[1]王文鵬.高職院校學生數學素養培養現狀及對策研究[J].教育與職業，2010（4）：187-188.

[2]謝歆鑫.基于學生核心能力培養的高職公共基改革探析——以高職數學教學改革為例[N].內蒙古教育學報，2012（8）：7-8.

[3]朱立明.基于深化課程改革的數學核心素養體系構建[J].中國教育學刊，2016（5）：76-80.

[4]劉祖希.我國數學核心素養研究進展——從數學素養到數學核心詞再到數學核心素養[J].中小學教材教學，2016（7）：35-40.

[5]孫少平.基于工作過程系統化的《物流數學》教學改革實證研究——以高職物流管理專業為例[J].新課程研究，2016（4）：55-58.

作者簡介：

孫少平，馮靜，李珍珠，山東省濟南市，山東勞動職業技術學院。