基于學科核心素養(yǎng)的中職數(shù)學信息化教學研究

目前，人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的更新?lián)Q代正影響著社會的發(fā)展和人們的學習及生活方式，學校教育面臨著各種挑戰(zhàn)，教育的數(shù)字化轉(zhuǎn)型已經(jīng)開始。作為教育信息化發(fā)展的重要保障，教育新基建可促進線上和線下教育融合發(fā)展，推動教育轉(zhuǎn)型升級，支撐教育高質(zhì)量發(fā)展（何曼，2021）。當前，教師應該更新教育理念，變革教育模式，主動向信息化教學邁進。

一、基于學科核心素養(yǎng)的信息化教學設計2020年1月，教育部發(fā)布了《中等職業(yè)學校數(shù)學課程標準（2020年版）》。新課標確定了數(shù)學抽象、數(shù)學運算、數(shù)學建模、邏輯推理、直觀想象和數(shù)據(jù)分析為數(shù)學學科核心素養(yǎng)，并從數(shù)學學科內(nèi)涵、學科價值和教育價值三個方面界定了核心素養(yǎng)，對如何培養(yǎng)中職學生數(shù)學核心素養(yǎng)具有重要的指導作用（秦靜，2020）。

在中職數(shù)學教學過程中，教師要重視學生的邏輯思維能力、抽象思維能力以及數(shù)學分析能力的培養(yǎng)，積極運用新型教學方式，組織學生開展相關(guān)的教學實踐活動，優(yōu)化教學評價體系，從而有效地培養(yǎng)學生的數(shù)學核心素養(yǎng)（錢江，2021）。

“函數(shù)的實際應用舉例”這節(jié)課是高教版《數(shù)學（基礎(chǔ)模塊）》上冊第三章第三節(jié)的內(nèi)容，本節(jié)課是在了解分段函數(shù)的基礎(chǔ)上，進一步探究分段函數(shù)在實際生活中的應用，突出數(shù)學與生活的密切聯(lián)系。

筆者根據(jù)中職學生的學習特點，以培養(yǎng)學生數(shù)學學科核心素養(yǎng)進行教學實踐，通過讓學生自行上網(wǎng)搜索與函數(shù)應用相關(guān)的生活收費問題，如共享單車收費、停車收費、寄快遞收費、購物打折等，研究如何構(gòu)建分段函數(shù)解析式及應用。教學過程始終堅持以學生為中心的教學理念，采用案例教學法和混合式教學模式，使用絢星微課、PPT、Excel、學習通、問卷星等信息化技術(shù)手段輔助教學，在解決各種分段收費問題中培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)分析和運算能力，提升學生數(shù)學建模能力，增強學生“用數(shù)學”的意識（圖1）。

二、教學設計的具體實踐過程

（一）創(chuàng)新教學內(nèi)容，分析應用數(shù)據(jù)

數(shù)學家華羅庚曾指出，浩瀚的宇宙、微小的粒子、高速的火箭、巧妙的化工，都需要用到數(shù)學知識。本節(jié)課內(nèi)容是函數(shù)的實際應用，在內(nèi)容的處理上，筆者結(jié)合現(xiàn)代生活場景，把分段函數(shù)的知識與實際問題進行整合、創(chuàng)新，精心設計了各種計費教學案例，如電費、網(wǎng)約車計費、地鐵票價計算等。課前，筆者通過學習通平臺發(fā)布學習任務，讓學生以小組合作的方式，在網(wǎng)絡搜索共享單車收費、停車收費、寄快遞收費等問題，了解收費標準及計算原理，并寫出它們的函數(shù)解析式，在課堂上展示。

學生通過搜索這些收費問題，不但可以了解函數(shù)的實際應用，還可以鍛煉信息檢索與數(shù)據(jù)分析能力。教師根據(jù)學生的自學反饋，引導學生分析如何計算應付費用，幫助學生解決疑難困惑，培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)分析核心素養(yǎng)。

（二）以微課激發(fā)興趣，培養(yǎng)學生建模能力

微課作為一種新穎的教學工具，是課堂教學的補充，它受到了學生與教師的廣泛喜愛，因為微課以視頻的形式針對某個知識點進行重點分析，利用了網(wǎng)絡傳播的便捷優(yōu)勢，對數(shù)學課堂的教學氛圍進行優(yōu)化，讓學生保持較高的專注度，對提高數(shù)學課堂的教學質(zhì)量具有重要的作用（孔維娟，2021）。

為了激發(fā)學生的學習興趣，筆者使用絢星微課制作了交互式課件、微課等學習資源，學生通過自主觀看學習并完成測試，鞏固分段函數(shù)基礎(chǔ)知識，同時為解決本節(jié)課問題作知識儲備。再通過觀看動畫視頻，學生提前熟知教學案例，為課堂開展學習活動作鋪墊。

課堂上，學生根據(jù)任務單進行小組交流，并思考教學案例的問題：“兩種專車收費標準有什么不同？”“兩種專車都用了分段函數(shù)計費嗎？”學生通過分析“行程距離”與“應付車費”之間的關(guān)系，了解到兩種專車收費的標準不同，滴滴專車是分段計費，而曹操專車是一次函數(shù)，培養(yǎng)學生數(shù)學建模及數(shù)據(jù)分析的能力。接著，小組結(jié)合微課情境，當行程距離為10公里時，計算乘坐哪種專車費用更少，并上臺展示、講解，培養(yǎng)應用解析式進行運算的能力。

（三）借助多媒體平臺，解決教學重難點

多媒體技術(shù)在數(shù)學教學過程中的應用促進了信息技術(shù)與學科教學的融合，為實現(xiàn)教學內(nèi)容呈現(xiàn)方式、學生學習方式、教師教學方式和師生互動方式的改革提供了有利條件（張光合、徐夢橋，2020）。多媒體信息技術(shù)為學生創(chuàng)造了新穎動感、生動有趣的學習環(huán)境。它是培養(yǎng)學生的思維能力、提高學生的綜合素質(zhì)、提高教學質(zhì)量的有力支撐（高海霞，2014）。

1.視頻教學

在課堂實施的實戰(zhàn)演練環(huán)節(jié)，學生觀看視頻《地鐵票價計費》，并積極思考如下問題：（1）4公里以內(nèi)2元是什么意思？（2）4～12公里（含），每4公里遞增1元，若不足4公里怎么計算？這段里程怎么用解析式表示？（3）當里程是12、24公里時票價是多少？（4）全程最高票價8元，這時的里程是多少？后面的里程票價是多少？

由于地鐵票價分段較多，相比網(wǎng)約車，計算難度提高了。因此，通過設置以上思考問題，對學生可能遇到的困難進行分解、簡化。針對學生在探究分段函數(shù)解析式時遇到的困難，筆者再給出分析動畫輔助學生理解，指明思考的方向，突破教學難點。

2.無線投屏

學生根據(jù)教師的輔助動畫講解，小組經(jīng)過討論、研究、分析，寫出函數(shù)的解析式并展示。借助于教室高速無線網(wǎng)絡，教師使用平板拍照和無線投屏器把任務單清晰地展示出來，然后由該小組的學生對內(nèi)容進行講解。無線投屏的使用，改善了以往使用視頻展臺的諸多不利因素，如聚焦模糊、位置固定等，無線投屏可以實現(xiàn)教師（學生）的手機、平板與大屏幕同步鏡像顯示，擺脫視頻展臺的束縛，實現(xiàn)自由式移動教學，具有更強的交互性和實用性。小組的講解展示活躍了課堂氣氛，學生可以相互交流意見，指正錯誤并積極完善，鍛煉了表達能力，也加深對知識的理解。

3.GeoGebra作圖

GeoGebra是一款多用途、功能強大的數(shù)學動態(tài)作圖軟件，它與幾何畫板的功能類似，但比幾何畫板更方便，它可以在手機、平板終端使用。課前，讓學生在手機下載安裝此軟件。課堂上，教師指導學生在平板端使用GeoGebra把乘坐網(wǎng)約車的函數(shù)圖像展示出來，兩種專車函數(shù)圖像如圖2所示。

由于作圖操作步驟簡單，學生易懂易學。學生通過實際操作體驗，了解了學習函數(shù)的實用工具，可以快捷地了解兩種專車的優(yōu)劣，從而提高了利用函數(shù)圖像分析、解決實際問題的能力。

（四）與專業(yè)相結(jié)合，實現(xiàn)應用拓展

在課堂實施的拓展延伸環(huán)節(jié)，將數(shù)學函數(shù)知識與專業(yè)辦公軟件Excel相結(jié)合，根據(jù)地鐵票價分段計算的原理，以設計票價查詢系統(tǒng)為拓展練習，從而突出數(shù)學的實用性，實現(xiàn)函數(shù)應用的拓展。學生在課前通過觀看Excel函數(shù)的視頻，再結(jié)合所學的專業(yè)課知識IF函數(shù)和ROUNDUP函數(shù)的使用，把地鐵票價的函數(shù)解析式轉(zhuǎn)化為函數(shù)條件，制作出一個簡易的地鐵票價查詢系統(tǒng)，并在課堂展示、測試，如圖3。

三、教學實踐的反思

本節(jié)課以培養(yǎng)中職生數(shù)學學科核心素養(yǎng)為目標，采用線上、線下混合式教學模式，圍繞“以學生為中心”的理念開展教學活動，充分發(fā)揮信息化技術(shù)的優(yōu)勢，高效地達成教學目標。

（一）豐富多樣的信息化教學手段

以生活中函數(shù)的應用實例為載體，融入了大量的信息化資源，并將這些資源整理發(fā)送到學習平臺，方便學生隨時隨地進行網(wǎng)絡學習。將生活實例制作成生動有趣的動畫視頻，擺脫了以往課本枯燥的文字數(shù)據(jù)，以直觀形象的方式展示，讓學生對函數(shù)知識感興趣，提升了學習動力，培養(yǎng)了自主探究能力。信息化教學在一定程度上降低了教學內(nèi)容的難度，化解了學生的學習困惑，有助于突破教學難點，順利達成教學目標。

（二）優(yōu)化教學內(nèi)容，創(chuàng)新教學案例

結(jié)合學生學習的特點，對教學內(nèi)容進行優(yōu)化、創(chuàng)新處理，結(jié)合現(xiàn)代生活中常見的水電費的計算、乘車出行等實際問題編寫教學案例，并指導學生利用數(shù)學建模方法解決這些問題。在教學中，教師還可以將函數(shù)知識與學生專業(yè)課程Excel相結(jié)合，實現(xiàn)知識的拓展。在學習的過程中，學生切身體會到數(shù)學與生活的密切聯(lián)系，學會用數(shù)學知識解決實際問題。

（三）引導學生反思，促進學以致用

課堂學習結(jié)束后，教師及時引導學生進行總結(jié)與歸納，發(fā)展應用數(shù)學的意識。教育的意義在于教導學生“做什么”的同時，要有意識地“使用”。反思過程可以加深學生對知識的理解和應用，因此，學生不僅要反思所學知識，還要反思學習過程中的思維邏輯和學習經(jīng)歷，從而學會建立數(shù)學模型，不但“學數(shù)學”，更要“用數(shù)學”，從而拓展數(shù)學的學習空間。

四、結(jié)語

本節(jié)課的教學實踐以發(fā)展學生數(shù)學學科核心素養(yǎng)為核心，運用了案例教學法和混合式教學模式，融合各種信息技術(shù)和生活資源，在課堂實踐中提高了學生數(shù)據(jù)分析能力和數(shù)學建模意識，推動中職數(shù)學信息化教學改革，促進中職數(shù)學教學質(zhì)的飛躍。

責任編輯 陳春陽