大单元、大概念在高中数学教学中的实践研究

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戴进辉

中宁县中宁中学 宁夏 中卫 755100

摘要

随着培养学生核心素养理念的不断深入以及新高考命题方向变化,实施大单元、大概念教学成为高中数学的重要方向。本文结合高中数学新课改的要求,对基于核心素养下的高中数学大单元、大概念教学原则进行了分析,从分析大单元教学内容、设计大单元教学目标、制定大单元教学方案、构建大单元教学评价机制四个方面论述了高中数学实施大单元、大概念教学的路径。


关键词

高中数学;大单元;大概念;教学研究

正文


《普通高中数学课程标准(2022)版》指出:教师要对数学内容进行结构化整合,探索发展学生的数学核心素养。结构化整合即对教学内容进行重组,形成大单元、大概念,突出学生对知识的系统化理解,能快速将所学内容进行迁移应用,形成一定问题解决能力[1]。高中数学内容较为抽象,具有很多零散性的知识,如果教师不引导学生对其加以整合和总结,学生理解起来会比较困难,而且发生遗忘的概率也会很大,与所学知识缺少结构化有关系。传统的高中数学教学模式较为单一,教师围绕教学大纲要求,只关注当堂课的内容,采用“讲授+习题”的教法,学生看似掌握了课堂知识,但是遇到与生活密切关联的题型或者需要几个知识点串联解决的问题时就会束手无策,难以高效完成。因此,结合高中数学新课改和新高考的变化,教师要及时转变教学理念,将大单元、大概念意识融入到教学中,进而提升学生的核心素养。

一、基于核心素养下的高中数学大单元、大概念教学原则分析

(一)满足整体关联性原则

高中数学核心素养包括数学运算、逻辑推理、直观想象、数学建模、数据分析、数学抽象六个维度,各个维度紧密关联,是一个不可分割的有机体[2]。比如学生只有具备了一定数学运算能力,才能快速依据计算结果进行逻辑推理和数学建模。学生具备直观想象能力后,他们在数据分析的时候会从不同角度思考,将题干中给定的数字抽象化,形成一定抽象能力。针对核心素养六个维度的“整体性”,实施大单元、大概念教学也要讲求知识之间的整体关联性:①知识整体性。教师要以“单元主题”为组织核心,将高中数学零碎性知识和概念融合为一个完整体系,据此确定教学目标、计划和方法等。②教学整体性。教师在实施教学时,要将导入过程、新授内容、数学活动三者构建为一个统一体,每个阶段任务完成后,都有衡量的标准,进而实现教学过程的整体性。③认知的整体性。通常在一个教学单元内,知识的分布往往由低到高、由浅入深,这也是学生认知发展的规律,教师要结合高中生的思维特点和数学学情打造数学课堂,使知识模块、知识点之间保持密切联系。

(二)满足层次递进性原则

高中数学知识点都是分层次呈现的,学生掌握高一和高二数学基础知识后,进入高三则是以知识迁移和整体运用为主,如果学生具备了大概念、大单元意识,那么他们学习起来往往比较轻松。“层次递进”是指教学实践应按照一定的逻辑规律实施,各层次知识之间要环环相扣,形成“由低到高”的数学梯度,这样有利于教师观察学生的学习情况,进而根据他们的能力调整教学策略。结合高中数学核心素养培育要求,大概念和大单元教学,应该从数学运算到数学抽象再到数学建模,分别对应不同难度层次,让学生都能掌握大单元学习要素,逐个突破教学困难点,从整体上理解数学知识点。

(三)满足以生为本原则

高中数学大单元、大概念教学不同于某个知识点的片面性教学,注重从单元整体角度讲授知识,教师要引导学生将所学知识应用到具体问题解决中,提高数学实践能力。如果在大单元教学中,教师不能体现学生主体地位,设计的数学活动参与人数较少,学生就很难对大单元内容全面理解,数学核心素养能力就会较差。因此,以生为本是高中数学大单元、大概念教学的基本出发点。

(四)满足整合重构原则

在发展学生核心素养的背景下,高中数学教师要因势利导,设计的大单元、大概念内容不仅满足新课标的要求,同时要结合学生实际接受情况进行一定的整合和重构,转变成学生喜欢的形式,进而提高他们的参与力度。比如可以将一些实践性较多的内容进行整合,让学生集中练习,也可以将一些需要建模的知识进行重构,引导学生用建模的思想解决复杂数学问题。

二、基于核心素养下的高中数学大单元、大概念教学策略研究

(一)分析大单元教学内容,对核心素养进行调整

《普通高中数学课程标准(2022)版》强调:“教师要注重对单元教学内容进行调整,从核心素养角度组织教学设计,提高学生运用所学知识解决实际问题能力。”[3]教师可基于同一主题对之前的单元教学内容进行筛选、划分和整合,在此基础上重新组织教学活动,体现大单元、大概念教学要求。教师制定的单元教学内容要突出核心素养,教学目标和过程相互对应,形成有机统一体,这样就能保证教师教学不偏离计划,提高大单元教学效果。比如在讲解第六章《计数原理》时,教师要明白分类加法计数原理、分步乘法计数原理是解决计数问题问题的最基本、最重要的方法,教师可将单元教学内容制定为:学习计数基本原理、排列、组合、二项式定理及其应用四个方面。在讲解分类加法计数原理时,可通过实例,总结分类加法计数原理,出一些应用题让学生学会简单的应用,提高学生数据分析能力。在排列与组合讲解中,让学生通过实例,理解排列组合的概念,能运用计数原理推导排列数公式、组合数公式,并能解决简单的实际问题,提高学生数学抽象能力。同样在讲解二项式定理中,引导学生能利用计数原理证明二项式定理,用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题,进而培养学生数学运算能力。因此在高中数学大单元、大概念教学中,教师不要急于求成,要主动分析单元教学内容,依照核心素养培育要求对教学内容进行组织,实现分层递进教学原则。

(二)设计大单元教学目标,明确核心素养落实

在现实高中数学教学中,虽然很多教师在研读新课标内容后,也注重进行大单元、大概念教学设计,但是往往忽视制定大单元教学目标,核心素养落实不到位。大单元教学是基于各节具体“课时”而构成的,设计课时单元目标是达成大单元“整体性”目标的保障,也是层次递进原则的基础。因此,课时目标的设计主要有两种思路:①对整个单元目标进行分解,转化成层次有致的“课时目标”。教师首先要结合高中数学课程标准和教学大纲的要求,设计单元整体教学目标,整体目标要包含六大核心素养要求,然后再思考如何将单元整体目标分解成课时目标,每个课时目标考查的学生哪一核心素养,进而将核心素养落实。比如《随机变量及其分布》单元教学目标为:理解随机变量的意义,掌握条件概率和全概率公式,吃透二项分布的性质,能用正态分布解决一些实际问题[4]。在能力目标上,要求学生在合作的过程中形成一定抽象、概括能力,提高解决实际问题的能力,培养数学核心素养。根据单元教学目标,教师可再具体的设计课时教学目标,明确大单元、大概念再具体教学环节中如何实施:①条件概率和全概率公式。了解条件概率和全概率乘法公式,掌握条件概率的乘法,利用条件概率公式解决实际问题,培养数学运算能力。该课时对应核心素养目标为培养学生数学运算能力。②离散型随机变量及其分布列。理解离散型随机变量的分布列及二点分布模型,掌握分布列的性质,在具体问题解决中,引导学生经历数学建模过程,同时体会从具体到抽象的思想方法,培养严谨科学态度。该课时核心素养目标为培养学生数学建模能力。因此,通过设计大单元、大概念教学目标可以使课时目标更加明确,教师在落实核心素养的时候就能灵活自如,避免教学内容和教学过程与教学目标发生偏离。

(三)制定大单元教学方案,进行核心素养培育

从近些年数学高考命题方向来看,试题更加考查学生对数学知识的综合应用能力,需要学生形成整体知识体系,才能灵活的做题。因此在明确了大单元教学目标后,教师要结合该目标制定大单元教学方案,对学生进行核心素养的培育。以高考常考知识点“函数的单调性”为例,该知识点在教材中较为分散,而且跨越的章节较多,教师在大单元教学方案制定和实施时,应该根据新高考和培育学生核心素养的要求,设置一系列子模块,通过循序渐进的方式来引导学生掌握这块重要内容。可以设置以下大单元教学模块:①基础学习模块。让学生回顾初中时学过的“函数单调性”概念,将高中“函数单调性”进行内涵式扩展,分析增加了哪些内容,应该从哪些方面进行学习;教师可借助“数形结合”思想,一步步的引导学生掌握函数符号语言、函数图形语言的转换方式,从而实现对学生“数学抽象”能力培养。通过该模块的学习,学生便对“函数单调性”的概念和图象符号有了基本性的认识。②公式学习模块。为了提高学生对知识的掌握度,在讲解完“函数单调性”主要知识点后,教师可以设置与生活关联性较强的“函数单调性”证明题,分小组进行证明,了解“函数单调性”在解决一些生活问题上的价值所在,从而培养学生“直观形象”能力。通过该模块的学习,可以让学生掌握数学证明题的基本方法,经历思考、质疑和实践等重要学习环节,数学素养得到极大提升。③关联模块学习。针对大单元、大概念教学强调“整体性”建构知识要求,教师可以引导学生对方程零点、不等式、平面向量等知识,分别建立与函数单调性一一对应的数学关系,同样通过小组任务的方式下发训练题,小组长归拢成员逻辑推理过程,讲解函数单调性与其他数学知识对应关系,强化学生“逻辑推理”能力。④扩展模块学习。大单元、大概念教学强调知识拓展,以培养学生的综合素质。由于函数单调性与导数存在紧密联系,教师可以引导学生以“变量”这一共同特性搭建数学模型,让学生明确两者之间的联系,换一种方式求解高中数学导数问题,从而增强学生“数学建模”素养。因此,在高中数学大单元、大概念教学中,教师不必局限于某个单元,可以结合高考常考知识点,进行大单元教学设计,将教材中相关知识点进行归拢,引导学生深入探究并逐个模块落实核心素养,最终让学生适应新高考的变化,提高核心素养能力。

(四)构建大单元教学评价机制,挖掘学生潜能

高中数学新课改重视评价作用,要求教师创新评价内容和方式,挖掘学习潜能。评价是课堂教学的重要组成部分,对于高中数学大单元、大概念教学非常重要,通过评价教师可以发现学生对数学整体知识的理解能力,从而不断调整大单元教学模式,以帮助学生实现全面进步[5]。基于大单元、大概念的高中数学评价机制的设计,可从评价内容和方式两方面进行。在评价内容上,要打破传统零碎性知识评价的弊端,不仅关注学生对某个小知识点的掌握,更要关注学生整体知识建构能力,因此可从“单元整体性理解”、“知识框架形成情况”、“解题多样性”、“核心素养能力”四个方面进行综合评价。在评价方式上,也要进行创新,为了激发学生对大单元知识的探究兴趣,可由单一的教师评价向学生自评、互评、小组评等方向转变,通过这些多样性评价,使学生意识到自己在大单元学习中存在的问题,做到取长补短,向优秀学生学习,突破大单元学习中的重难点知识。因此,通过构建高中数学大单元、大概念教学评价机制,教师能挖掘出学生的数学潜能,同时掌握每个学生在数学整体认知上的薄弱点,进而科学调整教学方案,满足每位学生要求,最终提高数学核心素养。

结语

综上所述,随着高中数学课程标准的不断完善以及新高考命题方向的变化,培养学生数学知识整体建构能力成为教学的重要方向。大单元、大概念教学从数学整体角度出发,旨在帮助学生对相关联的高中数学知识点进行自主性的联系,从而提高数学应用能力。但是受到应试化理念以及教学进度的影响,很多教师不知道如何开展高中数学大单元、大概念教学,单元整体教学目标与课时目标存在割裂情况,没有体现核心素养指标,使得大单元教学失去价值。下一步,在高中数学大单元、大概念教学实施时,教师要研读新课标内容,关注新高考常考内容,将一些相关联的零碎性数学知识设计成大单元、大概念,通过构建情境式、探究式等教学环境,让学生主动学习,最终提高他们对数学知识的整体建构能力,落实新课标培育核心素养的要求。

参考文献

[1]倪伟侠,赵宏艳,李佳,.基于数据分析素养的高中数学大单元教学设计——以"统计"为例[J].赤峰学院学报:自然科学版, 2023,39(8):115.

[2]赵银.基于学科素养视域下高中数学大单元教学设计策略[J].中华活页文选(高中版),2023,25(24):9.

[3]王利.新课程改革背景下高中数学开展大单元教学的意义与策略[J].数学学习与研究,2023,11(28):77-79.

[4]张健新.新《课标》下高中数学大单元整体教学的策略研究[J].中华活页文选(高中版),2024,24(1):14.

[5]王秀彩,刘嘉,孔志文,.高中数学大单元主题教学结构化的实践研究[J].中学数学教学参考,2023,18(22):72.


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