創(chuàng)新素養(yǎng)視角下的高中數(shù)學(xué)單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)探究

殷春玲

摘 要：文章旨在探究創(chuàng)新素養(yǎng)在高中數(shù)學(xué)單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。通過分析創(chuàng)新素養(yǎng)在高中數(shù)學(xué)教育中的意義和現(xiàn)存問題，提出了以問題導(dǎo)向的教學(xué)、綜合性項(xiàng)目合作、思維導(dǎo)圖運(yùn)用和鼓勵(lì)學(xué)生提問為核心的教學(xué)策略。通過這些策略，旨在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和數(shù)學(xué)邏輯思維，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和表達(dá)能力，以促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新素養(yǎng)；高中數(shù)學(xué)；單元整體教學(xué)

高中數(shù)學(xué)教育的目標(biāo)不僅僅是傳授數(shù)學(xué)知識(shí)，還要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)。創(chuàng)新素養(yǎng)是一種綜合性的素養(yǎng)，包括創(chuàng)新思維、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、批判性思維等方面。然而，傳統(tǒng)的高中數(shù)學(xué)單元整體教學(xué)還存在一些問題，如學(xué)生的興趣不足，應(yīng)用能力不強(qiáng)。因此，本文探究了創(chuàng)新素養(yǎng)視角下的高中數(shù)學(xué)單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)，以提升高中數(shù)學(xué)單元整體教學(xué)的質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的需求。

一、創(chuàng)新素養(yǎng)在高中數(shù)學(xué)教育中的意義

（一）培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

創(chuàng)新素養(yǎng)的核心之一是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，這對高中數(shù)學(xué)教育具有深遠(yuǎn)的意義[1]。數(shù)學(xué)是一門追求解決問題和創(chuàng)新的學(xué)科，它強(qiáng)調(diào)邏輯思考、抽象推理和問題解決。通過數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅僅掌握了數(shù)學(xué)知識(shí)和技能，還培養(yǎng)了解決各種問題的思維模式。創(chuàng)新思維還有助于學(xué)生更深入地理解數(shù)學(xué)概念，通過解決實(shí)際問題，學(xué)生不僅僅是記憶數(shù)學(xué)公式和規(guī)則，還能夠理解這些規(guī)則的起源和應(yīng)用。

（二）培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力

在快速變化的社會(huì)中，學(xué)生需要不斷適應(yīng)新的知識(shí)和技能，終身學(xué)習(xí)已經(jīng)成為一種必需的素養(yǎng)。高中數(shù)學(xué)教育可以為學(xué)生提供終身學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。創(chuàng)新素養(yǎng)中的自主學(xué)習(xí)和適應(yīng)性學(xué)習(xí)能力對終身學(xué)習(xí)非常重要。在高中數(shù)學(xué)教育中，學(xué)生可以通過探究性學(xué)習(xí)和問題導(dǎo)向的學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)自主提出問題、主動(dòng)尋找解決方案的能力。他們學(xué)會(huì)了如何獲取知識(shí)、分析信息、解決問題，這些技能將使他們更好地適應(yīng)未來學(xué)習(xí)和工作的需求。

（三）應(yīng)對現(xiàn)代社會(huì)的挑戰(zhàn)

隨著科技的飛速發(fā)展，社會(huì)對創(chuàng)新思維和解決問題的能力越來越重視。創(chuàng)新不僅僅是科學(xué)家和工程師的專屬領(lǐng)域，它貫穿了各行各業(yè)，包括商業(yè)、醫(yī)療、教育等。因此，培養(yǎng)創(chuàng)新素養(yǎng)已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)對于教育體系的要求之一。高中數(shù)學(xué)教育可以為學(xué)生提供應(yīng)對現(xiàn)代社會(huì)挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)，通過培養(yǎng)創(chuàng)新思維和解決問題的能力，學(xué)生將更好地適應(yīng)未來職業(yè)中的挑戰(zhàn)。他們將能夠應(yīng)對復(fù)雜問題，發(fā)掘新的機(jī)會(huì)，推動(dòng)社會(huì)和科技的發(fā)展。

二、高中數(shù)學(xué)單元整體教學(xué)存在的問題

（一）傳統(tǒng)單元教學(xué)的局限性

傳統(tǒng)的教學(xué)模式通常以知識(shí)的灌輸為主，教師在課堂上傳授知識(shí)，學(xué)生被動(dòng)接受。這種教學(xué)模式忽視了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探究精神，容易導(dǎo)致學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)失去興趣。學(xué)生僅僅是機(jī)械地記憶和應(yīng)用知識(shí)，而沒有真正理解數(shù)學(xué)的本質(zhì)和意義。

（二）學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣不足

數(shù)學(xué)作為一門抽象的學(xué)科，需要學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)直覺和數(shù)學(xué)思維能力。然而，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)往往缺乏趣味性和實(shí)用性，難以引起學(xué)生的興趣。學(xué)生往往覺得數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)枯燥乏味，缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)的動(dòng)力[2]。

（三）學(xué)生的應(yīng)用數(shù)學(xué)能力不足

數(shù)學(xué)不僅僅是一門純粹的學(xué)科，更是一種解決實(shí)際問題的工具。然而，傳統(tǒng)教學(xué)往往側(cè)重于數(shù)學(xué)的理論知識(shí)，忽視了數(shù)學(xué)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。學(xué)生缺乏將所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題解決的能力，導(dǎo)致他們在實(shí)際情境中應(yīng)用數(shù)學(xué)時(shí)感到困難。

（四）教學(xué)內(nèi)容缺乏與現(xiàn)實(shí)世界問題的聯(lián)系

數(shù)學(xué)是一門具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的學(xué)科，它與現(xiàn)實(shí)世界的各個(gè)領(lǐng)域都有著密切的聯(lián)系。然而，傳統(tǒng)教學(xué)中的數(shù)學(xué)內(nèi)容往往過于抽象，難以與學(xué)生的日常生活和實(shí)際問題相結(jié)合。學(xué)生難以看到數(shù)學(xué)知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用，導(dǎo)致他們對數(shù)學(xué)的興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力減弱。

三、創(chuàng)新素養(yǎng)視角下高中數(shù)學(xué)單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)策略

（一）開展問題為導(dǎo)向的單元教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

問題具有引人入勝的特點(diǎn)，它們能夠引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。當(dāng)學(xué)生被賦予提出問題和解決問題的權(quán)利時(shí)，他們更容易投入學(xué)習(xí)過程中，積極參與數(shù)學(xué)探究。這有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和積極性。同時(shí)，開展問題為導(dǎo)向的單元教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。學(xué)生在解決問題的過程中需要運(yùn)用邏輯思維、創(chuàng)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(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和

能力[3]。

在人教版高中數(shù)學(xué)選修二第四章《數(shù)列》的教學(xué)中，為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，可以采用開展問題為導(dǎo)向的單元教學(xué)策略，以激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)探究精神和創(chuàng)新意識(shí)。在教學(xué)的初始階段，教師可以引入一個(gè)具體的實(shí)際問題或挑戰(zhàn)性問題，與數(shù)列相關(guān)聯(lián)。例如：可以選擇一個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中的情境，如探討一輛汽車的速度隨時(shí)間變化的情況，然后鼓勵(lì)學(xué)生思考如何建立數(shù)列模型來描述這一情境中的速度變化。這個(gè)問題應(yīng)該足夠具體，但又需要學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)來解決。一旦問題被引入，教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生提出他們自己的問題和解決方法。學(xué)生可以在小組內(nèi)討論，提出關(guān)于數(shù)列的問題，探討如何用數(shù)學(xué)公式或遞推關(guān)系來解決問題。這鼓勵(lì)了學(xué)生的主動(dòng)思考和創(chuàng)新意識(shí)。學(xué)生在提出問題后，應(yīng)鼓勵(lì)他們積極實(shí)踐，探究數(shù)列的性質(zhì)和規(guī)律。他們可以使用不同的數(shù)學(xué)工具和技巧，如繪制圖表、計(jì)算公式，以解決問題并驗(yàn)證他們的解決方法。學(xué)生需要自己發(fā)現(xiàn)數(shù)列的特點(diǎn)和規(guī)律，而不是僅僅接受教師提供的答案。在學(xué)生獨(dú)立或小組探究的基礎(chǔ)上，教師可以組織學(xué)生分享他們的發(fā)現(xiàn)和解決方法。這種分享和討論有助于學(xué)生之間的思想碰撞，互相啟發(fā)。學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)不同的角度和方法來解決相同的問題，從而培養(yǎng)創(chuàng)新思維。一旦學(xué)生掌握了基本的數(shù)列概念和解決方法，教師可以提出更復(fù)雜的問題，鼓勵(lì)學(xué)生深入探究數(shù)列的更多性質(zhì)和應(yīng)用。這將促使學(xué)生不斷挑戰(zhàn)自己，擴(kuò)展他們的數(shù)學(xué)思維和解決問題的能力。

通過引入實(shí)際問題、鼓勵(lì)學(xué)生提出問題、引導(dǎo)實(shí)際探究、組織分享和討論以及不斷深化探究，教師可以在《數(shù)列》這一單元中有效開展問題為導(dǎo)向的單元教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。這種教學(xué)策略能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，使他們更好地理解數(shù)列的概念和應(yīng)用，并培養(yǎng)了解決問題的自主

能力。

（二）組織學(xué)生進(jìn)行綜合性項(xiàng)目，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新能力

在現(xiàn)代社會(huì)，許多問題和挑戰(zhàn)需要多個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和技能共同解決。通過讓學(xué)生在項(xiàng)目中合作，他們將學(xué)會(huì)與他人合作、分工協(xié)作，互補(bǔ)不同的技能和知識(shí)，這對于他們未來的職業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。此外，團(tuán)隊(duì)協(xié)作也培養(yǎng)了學(xué)生的溝通、協(xié)調(diào)和領(lǐng)導(dǎo)技能，這些都是現(xiàn)實(shí)生活中必不可少的素養(yǎng)。在項(xiàng)目中，學(xué)生需要面對復(fù)雜的問題，探索新的解決方案，發(fā)揮創(chuàng)造性思維。他們可能需要將不同領(lǐng)域的知識(shí)相結(jié)合，找到創(chuàng)新的途徑來解決問題[4]。

在人教版高中數(shù)學(xué)選修二第五章《一元函數(shù)的導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用》的教學(xué)中，為了培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新能力，可以采用組織學(xué)生進(jìn)行綜合性項(xiàng)目的策略。這個(gè)項(xiàng)目可以基于實(shí)際問題，要求學(xué)生運(yùn)用導(dǎo)數(shù)的知識(shí)和技能，結(jié)合不同學(xué)科領(lǐng)域，展開深度研究，解決復(fù)雜的問題。教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)綜合性項(xiàng)目，基于導(dǎo)數(shù)的知識(shí)，要求學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作，解決一個(gè)現(xiàn)實(shí)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(xué)生需要分析剎車距離與車速、剎車時(shí)間等因素的關(guān)系，然后使用導(dǎo)數(shù)概念來研究如何最小化剎車距離，以提高行車安全。這個(gè)問題涉及數(shù)學(xué)、物理和工程等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科研究。學(xué)生將被分成小組，每個(gè)小組負(fù)責(zé)解決特定的問題。每個(gè)小組的成員可以擔(dān)任不同的角色，如數(shù)據(jù)收集、數(shù)學(xué)模型構(gòu)建、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等。團(tuán)隊(duì)協(xié)作是項(xiàng)目的關(guān)鍵，學(xué)生需要相互合作，分工協(xié)作，互相補(bǔ)充知識(shí)和技能，以解決復(fù)雜問題。這有助于培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)合作精神和協(xié)作能力。學(xué)生需要整合不同學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)和方法，以解決問題。他們可以從數(shù)學(xué)導(dǎo)數(shù)的角度入手，建立數(shù)學(xué)模型，然后結(jié)合物理學(xué)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及工程學(xué)的實(shí)際設(shè)計(jì)來驗(yàn)證模型的可行性。這種跨學(xué)科研究能夠培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，使他們能夠更好地應(yīng)對未來的挑戰(zhàn)。在項(xiàng)目中，學(xué)生需要獨(dú)立思考和提出創(chuàng)新性的解決方案。他們可能會(huì)面臨一些未曾有過的問題，需要?jiǎng)?chuàng)造性地解決。教師可以鼓勵(lì)學(xué)生思考如何改進(jìn)現(xiàn)有的模型或方法，提出新的觀點(diǎn)，從而培養(yǎng)創(chuàng)新思維和解決問題的能力。項(xiàng)目結(jié)束后，學(xué)生需要展示他們的研究成果，并進(jìn)行深入討論。這有助于學(xué)生分享他們的發(fā)現(xiàn)，相互學(xué)習(xí)，并提高他們的溝通能力。學(xué)生可以互相評價(jià)和反饋，從中獲得更多的啟發(fā)。通過組織學(xué)生進(jìn)行綜合性項(xiàng)目，基于實(shí)際問題，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新能力，高中數(shù)學(xué)教育可以更好地滿足創(chuàng)新素養(yǎng)的要求。這種綜合性項(xiàng)目不僅可以提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，還能夠提高他們的跨學(xué)科思維、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新思維等多方面的綜合素質(zhì)。

（三）在單元教學(xué)中使用思維導(dǎo)圖，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)邏輯思維

數(shù)學(xué)通常涉及多個(gè)概念和公式，學(xué)生有時(shí)會(huì)感到混亂和困惑。使用思維導(dǎo)圖可以將這些概念可視化，幫助學(xué)生將它們有序地組織起來，形成邏輯結(jié)構(gòu)。這有助于學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)的內(nèi)在邏輯，提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)的質(zhì)量。同時(shí)，思維導(dǎo)圖可以激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維。通過繪制思維導(dǎo)圖，學(xué)生需要考慮不同概念之間的聯(lián)系和相互依賴關(guān)系。他們需要思考如何將已知信息應(yīng)用于解決問題，從而培養(yǎng)了數(shù)學(xué)邏輯思維和問題解決的能力。思維導(dǎo)圖不僅幫助學(xué)生理解數(shù)學(xué)，還鼓勵(lì)他們主動(dòng)思考和探索。

在人教版高中數(shù)學(xué)選修二第六章《平面向量及其應(yīng)用》的教學(xué)中，通過使用思維導(dǎo)圖，從創(chuàng)新素養(yǎng)的視角出發(fā)，可以培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)邏輯思維。思維導(dǎo)圖是一種圖形工具，用于幫助學(xué)生可視化地整理、表示和分析復(fù)雜的數(shù)學(xué)概念和問題。在教學(xué)開始前，可以考慮一個(gè)力學(xué)問題，如分析一個(gè)物體在平面內(nèi)的受力情況，然后要求學(xué)生使用平面向量來解決問題。學(xué)生將使用思維導(dǎo)圖工具來繪制問題的結(jié)構(gòu)圖。他們需要標(biāo)識(shí)問題的各個(gè)要素，如力的大小和方向、物體的質(zhì)量和加速度等。然后，他們可以建立數(shù)學(xué)模型，表示這些要素，并使用平面向量的知識(shí)來構(gòu)建方程或等式，描述物體的受力情況。思維導(dǎo)圖應(yīng)該清晰、有條理，反映問題的邏輯結(jié)構(gòu)。學(xué)生在思維導(dǎo)圖的基礎(chǔ)上，需要運(yùn)用邏輯思維來推導(dǎo)和解決問題。他們應(yīng)該分析每個(gè)要素的作用，推斷它們之間的關(guān)系，并建立數(shù)學(xué)方程，以解決問題。邏輯推理是解決復(fù)雜問題的關(guān)鍵，通過思維導(dǎo)圖，學(xué)生可以更清晰地了解問題的邏輯結(jié)構(gòu)，有助于邏輯思維的培養(yǎng)。學(xué)生在解決問題后，需要驗(yàn)證他們的答案是否符合實(shí)際情況。他們可以將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或已知的物理規(guī)律進(jìn)行比較，從而驗(yàn)證解決方案的正確性。此過程需要學(xué)生運(yùn)用邏輯思維來分析和解釋結(jié)果，并討論可能的誤差或不確定性。教師可以鼓勵(lì)學(xué)生反思他們的解決方案，并提出改進(jìn)建議。這可以培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新能力。學(xué)生可以思考如何進(jìn)一步優(yōu)化問題的解決方法，或者如何應(yīng)用類似的思維過程解決其他問題。通過使用思維導(dǎo)圖，學(xué)生將問題的結(jié)構(gòu)可視化，有助于培養(yǎng)數(shù)學(xué)邏輯思維。這種方法不僅使學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)概念，還培養(yǎng)了他們的邏輯思維和解決問題的能力，增強(qiáng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

（四）在單元教學(xué)中鼓勵(lì)學(xué)生提問，培養(yǎng)批判性思維和表達(dá)能力

提問是主動(dòng)學(xué)習(xí)的表現(xiàn)，它使學(xué)生更積極地參與學(xué)習(xí)過程，主動(dòng)探求答案。好奇心是創(chuàng)新的源泉，通過提問，學(xué)生可以深入探討數(shù)學(xué)問題，探索新的知識(shí)領(lǐng)域，從而培養(yǎng)創(chuàng)新素養(yǎng)。同時(shí)，提問有助于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。通過提問，學(xué)生需要分析問題，評估不同的解決方案，并形成自己的觀點(diǎn)。這種批判性思維能力使他們能夠更好地理解數(shù)學(xué)概念，更深入地思考問題，提高解決問題的能力。鼓勵(lì)學(xué)生提問可以促進(jìn)表達(dá)能力的培養(yǎng)。學(xué)生需要將他們的問題和疑惑用清晰、準(zhǔn)確的語言表達(dá)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(dá)能力，這對未來的學(xué)術(shù)和職業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。

在人教版高中數(shù)學(xué)選修二第七章《復(fù)數(shù)》的教學(xué)中，在課堂中，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行小組討論或小組分享。學(xué)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(dǎo)學(xué)生深入探討問題，鼓勵(lì)他們就問題進(jìn)行爭論和辯論，培養(yǎng)他們的批判性思維。教師可以鼓勵(lì)學(xué)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(xué)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(yǎng)學(xué)生不同場景下的表達(dá)和批判性思維能力。當(dāng)學(xué)生提出問題后，教師可以引導(dǎo)他們思考解決問題的途徑和方法。教師可以提出一些引導(dǎo)性問題，幫助學(xué)生分析問題，梳理思路，找出解決問題的線索。通過引導(dǎo)學(xué)生解決問題的過程，培養(yǎng)他們的批判性思維和邏輯思考能力。學(xué)生提出問題后，可以鼓勵(lì)他們展示他們的研究成果。可以安排學(xué)生進(jìn)行小組展示或個(gè)人報(bào)告，讓他們用清晰、準(zhǔn)確的語言表達(dá)自己的問題和解決思路。這種展示不僅鍛煉了學(xué)生的表達(dá)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(jié)束語

綜上所述，通過問題導(dǎo)向的教學(xué)、綜合性項(xiàng)目合作、思維導(dǎo)圖運(yùn)用和鼓勵(lì)學(xué)生提問等策略的應(yīng)用，取得了顯著的成果。學(xué)生的創(chuàng)新思維、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、數(shù)學(xué)邏輯思維、批判性思維和表達(dá)能力均得到有效培養(yǎng)，提高了數(shù)學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。這些策略為高中數(shù)學(xué)單元整體教學(xué)提供了新的方向和方法，有望更好地滿足現(xiàn)代社會(huì)對學(xué)生的需求。

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本文系“促進(jìn)創(chuàng)新素養(yǎng)培育的高中數(shù)學(xué)整體單元教學(xué)設(shè)計(jì)研究”（課題編號(hào)：BZXK2022-11）階段性成果。