指向理性精神培育的數學創新實驗課程建設與實施

【摘要】“理性精神”是學習數學課程應該具備的基本素養，新課程改革旨在革除傳統教學單一化教學的弊端，需要以培養學生的理性精神為基礎，開展“數學創新實驗課程”建設，全面提升學生的數學核心素養.本文首先梳理數學創新實驗課程的內涵，其次分析建設與實施數學創新實驗課程的現實性，然后介紹數學創新實驗課程的實施路徑，最后闡述實施數學創新實驗課程的保障措施.

【關鍵詞】創新實驗課程；高中數學；課堂教學

在新課程改革的推動下，高中數學教學中產生了大量基于一線教學實踐的教學理論，這些優質理論的實施，培育了學生的理性精神.為進一步提高教學質量，應以提升學生的理性精神為出發點，結合創新實驗課程建設策略，積極展開實踐教學改革.教師要以提升學生的數學學科素養為基本理念，注重培養學生的理性精神、科學思維，利用數學特有的邏輯方式，塑造學生的理性精神，利用數學創造實驗課程建設契機，全面提升學生的數學核心素養.

1指向理性精神培育的數學創新實驗課程內涵

“理性精神”“創新實驗”是數學課程的基本內涵及核心內容，為發揮出“創新實驗課程”的作用，有必要厘清研究對象基本概念，剖析其基礎內涵.

1.1數學理性精神

數學理性精神是一種融合抽象推理、邏輯思維、數學建模、數學運算、數據分析等為一體的精神維度，以實事求是、客觀公正為基礎，是人文精神的一種體現.

1.2數學創新實驗課程

隨著信息技術快速發展，數學實驗也不再僅局限于現實中的手動實驗，出現了基于網絡的虛擬實驗課程，革除了傳統教學模式下實驗課程效率低、效果差的弊端，成為促進教學發展的重要工具.在信息技術的帶動下，活躍了課堂教學氛圍，搭建起了教學交流空間，為教學提供了豐富的素材及資源.通過創新數學實驗課程，有利于激發學生參與課堂學習的興趣，樹立創新意識.借助知識探究、數學建模等方法，融合各類實踐活動，鼓勵學生參與到小組合作學習之中，讓學生積極展示自己的探究成果、創新思維，達到鞏固知識、提升素養的目的，優化學生以理性精神解決數學問題的能力[1].

2建設與實施數學創新實驗課程的現實性

2.1學生抽象能力普遍不足

高中數學中含有大量復雜的數學知識，需要學生發揮出良好的抽象思維能力，才能理解并掌握數學知識，適應數學思維方式.通過調查高一新生數學學習狀況后可見，相當一部分新生沒有及時適應高中數學知識體系，學習狀況不甚理想.為解決此問題，可融合創新實驗課程，引導學生轉變以往所形成的具象思維，構建抽象思維體系.教師則應密切結合信息技術，向學生展示知識本質，培養學生探究問題的本領.

2.2不重視培養學生的理性精神

數學作為一門抽象思維學科，對學生的理性精神提出了極高要求.某些教師對數學學科學習規律認識不深，只重視培養學生的解題能力，一味灌輸數學知識，忽視了培養學生理性精神的重要性.針對此現象，有必要轉變傳統思維，充分利用豐富的課程資源，培養學生主動探究、驗證、應用數學知識的意識，逐步建立理性精神.

2.3學生的學習興趣較低

高中數學學習難度較大，一些數學基礎稍差的學生往往難以適應數學教學方式，極易失去學習興趣，學習動力明顯下降.通過實施數學創新實驗課程，能夠將枯燥難懂的數學知識轉化為形象生動的具體內容，激發學生的學習興趣，培養學生的探究精神.

2.4為學生未來發展奠定基礎

數學創新實驗課程搭建了新型學習平臺，轉變了教學方式，步入項目式學習階段，形成了跨學科學習模式，對培養學生的綜合素養有重要意義.數學創新實驗課程鼓勵學生融入集體之中，借助集體的力量實現個人突破，與社會團隊合作理念保持一致，為學生今后的發展奠定了良好基礎[2].

3指向理性精神培育的數學創新實驗課程建設與實施

數學創新實驗課程建設要以培育學生的理性精神為目標，結合教學改革中的“互聯網+”理念，打造多維化教學體系.要以課程標準為依據，立足新教材、新高考，結合學生的認知水平，打造生動形象、寓教于樂的課堂教學環境，充分發揮學生的主觀能動性，將培育學生的理性精神作為課程開展的重要目標.以下結合某市一所高中學校（A校）在打造數學建模實驗室中的經驗，分析了建設與實施指向理性精神培育的數學創新實驗課程具體策略.

3.1建設高標準數學創新實驗課程場所

開展數學創新實驗課程離不開硬件支持，需要建設完善的教學基礎設施.創新實驗課程具有先進性、便捷性等特點，需要借助一批電子教學設備方能實現.比如在教師授課環節，需要應用到計算機、數字交換機、投影儀、電子白板等設備；在創新實驗環節，需要應用到實驗教具、儲藏柜、參考教材等.在學生學習環節，需要應用到專業學習桌椅、傳感器、模塊化幾何模型、拼圖板等設備；在環境布置方面，還要有窗簾、展板、空調等基礎設施.

3.2開發數學創新實驗校本課程及教案

為打造系統化數學創新實驗課程，A校不僅建設了高標準的教學場所，還以創新實驗課程特點為依據，開發出了一整套基于教學現實需要的校本課程，結合Matlab軟件，使實驗課程更具特色及針對性.在此基礎上，A校還集合了校內優秀數學教師資源，緊緊圍繞培育學生的理性精神這一教學主題，開發出一批具備極高實踐價值的數學創新試驗校本教材.本次校本教材開發嚴格依據《普通高中數學課程標準（2017年版2020年修訂）展開工作，將重點放到數學創新試驗之中，開發出了《數學創新實驗索引》，將其作為課程開發方向，又分別編制了《智能化與數學》《Mathematica實用指南》等輔助性教材，旨在完善數學創新實驗教學體系.在校本教材的支撐下，A校在數學創新實驗課程建設方面走在了全市前列.在此基礎上，A校還開發了與校本課程相配套的教學方案，著重考慮了校本課程的“創新性”特點，融合了多種先進教學理論及教學方法，實現了教案與課程的完美契合[3].

3.3建設在線教學平臺

為體現出創新特色，A校在實施數學創新實驗課程之中融入了“互聯網+”理念，建設了教學資源豐富的在線教學平臺，不僅囊括了當前常見的教學手段，還收錄了A校教師長期以來所形成的教研成果，對培育學生的理性精神、提升數學教學整體水平有著極大促進作用.在互聯網思維模式下，A校創設了多種基于一線教學實際的教學活動，將翻轉課堂模式應用到數學創新實驗課程之中.教師在教學平臺創建教學任務，學生則從教學平臺上查找相應的教學資料，展開初步學習計劃.學生的學習情況會被實時記錄在平臺之中，供教師隨時查看.教師通過整理學生的學習數據，總結教學不足，利用課堂教學時間為學生講解線上教學中存在的問題，然后將知識鞏固類題目上傳至在線教學平臺，檢測學生的學習情況，保障本次教學活動成效.

3.4開展形式多樣的課程活動

在開展數學創新實驗課程建設的過程中，A校課程小組以創新實驗課程為依托，設計了一系列豐富多彩、形式多樣的課程活動，進一步夯實了課程建設的根基.在本次課程活動中，教師設計了一些數學科普類、數學競賽類活動，學生的參與熱情極為高漲，取得了預期成果.為強化學生的理性精神，體現創新課程理念，A校還進一步拓展了課程活動形式，比如利用寒暑假契機設立了假期訓練營，實行自愿原則，吸引學生參與到課程體驗之中.通過開展此類課程活動，學生的數學綜合素養有了顯著提升.

3.5構建課堂教學評價體系

數學創新實驗教學是落實“素質教育”的外在體現，為及時掌握學生的學習情況，A校以在線教學平臺為依托，針對教學內容構建完善課堂教學的評價體系，考查學生對數學基礎概念的掌握程度、解決實際問題的能力、是否具備較強的理性精神等，全面評價學生的數學學科綜合素養.自課堂教學評價體系上線以來，A校共開展了十余次教學評價，結合這些評價數據可見，自實施創新實驗課程以來，學生數學的創新意識及理性精神有了明顯提高，反映出本次數學創新實驗課程建設富有成效，收獲了寶貴的實踐經驗.

4實施數學創新實驗課程的保障措施

數學創新實驗課程以創新為基礎，將實驗內容融入數學教學課堂之中，為學生成長助力，開辟了數學教學新思路.為保障課程順利實施，學校應做好以下方面工作.

4.1強化制度建設

良好的制度是保障創新實驗課程順利實施的重要因素，A校自開展數學創新課程建設以來，至今已逾十年，當初所制定的保障制度已經不能滿足現在的實際需求，亟需對此加以改革.要以制度建設為契機，根據課程教學質量總結保障制度細則，確保新制度適合當前教育教學形勢.在采取制度保障措施時，不僅應考慮專業學科知識方面的問題，還應緊扣“立德樹人”教育理念，將德育教育融入數學創新實驗課程之中，保障學生獲得綜合性、全面化發展.

4.2完善數學創新實驗課程體系

為體現出數學創新實驗課程優勢，要不斷強化體系建設，為課程順利實施打下基礎.首先，教師要深入研究《普通高中數學課程標準（2017年版2020年修訂）》，結合學生實際情況，明確各階段教學目標.在具體教學實踐中，還應從每節課程出發，找出課程教學重難點，結合線上教學資源，形成一整套適合實際教學需要的課程體系.其次，實驗創新課程應體現出“創新”特點，需要構建基于解決現實生活為目標的課程體系，還要注重與多門學科的融合，提高綜合運用知識的能力.對此，要積極探究形式多樣的教學方法，結合小組合作、項目式學習等，搭建理想的教學空間.還要嚴格按照課程標準、高考政策等內容，充分利用課程資源，編制特色鮮明的校本教材，提高數學創新實驗課程質量.

4.3培育學生的理性精神

數學創新實驗課程以培育學生理性精神為根本目標，要從課程建設中總結課程教學經驗，借助多種教學方法提升學生的學習興趣，增強學習數學知識的動力，為后續教學活動奠定良好基礎.此外，還要強化數學學科德育建設，挖掘教材中的德育元素，培養學生的科學創新意識及能力.在理性精神的帶動下，全面優化學生綜合素質，達成教學目標[4].

5結語

建設與實施數學創新實驗課程有利于培育學生的理性精神，為數學教學賦能.學校及教師要意識到數學創新實驗課程的重要性，分析教學中存在的不足之處，為后續教學積累經驗.在具體實施中，要注重教學硬件建設，建設具備開展高標準數學創新實驗課程能力的場所；還要加大校本教學資源及教學方案的開發力度，為數學創新實驗課程提供必要支撐；為體現出課程優勢，還需要建設在線教學平臺，提高教學質量及效率；通過開展相應的課程活動，將知識融入活動項目之中，對提升學生的數學水平有著重要作用.在上述基礎上，還要構建完善的課堂教學評價體系，考查課程達標情況，為教學提供必要參考.學校也要注重培育優秀教師，引入科研院所資源，為學生提供良好的實踐空間，提高校本課程質量，發揮出創新實驗課程優勢，培育學生的理性精神.

【課題項目：江蘇省教育科學“十四五”規劃重點課題《厚植理性精神的高中數學跨學科教學研究》立項編號：B/2022/03/204】

參考文獻：

[1]偶偉國，范世祥.指向理性精神培育的數學創新實驗課程建設與實施[J].江蘇教育研究，2022（19）：23-27.

[2]苗苗，馬云飛.“做”數學：數學育人的創新實踐探究——以“全等三角形的應用”為例[J].數學之友，2022，36（14）：12-14.

[3]惲秋霞.基于教材 拓界融合 深耕素養——基于“綠色智慧”課程理念的數學拓展性課程的開發與實踐創新[J].中學科技，2022（03）：18-19+15.

[4]王金紅.人工智能時代開放大學高等數學課程教學模式的創新研究[J].中國多媒體與網絡教學學報（中旬刊），2023（05）：65-68.

[5]陸庭.打造創新實驗課程 培育數學理性精神[C]∥中國國際科技促進會國際院士聯合體工作委員會.2023年課程教育探索學術論壇論文集（三）.江蘇省太倉高級中學，2023：718-721.