基于学科核心素养的中职数学教学改革探究

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  【摘要】在新的数学课程标准的要求下,中职数学教学将进一步聚焦学生核心素养的培养.本文分析了目前中职数学教学中存在的对数学课程落实立德树人的关注度不高、对以学生为中心的教学理念认识不足以及“教”与“学”相背离等问题及其产生的原因,探讨了如何从教学设计和教学实施这两个方面对学生进行数学学科核心素养的培养.
  【关键词】核心素养;中职数学;教学改革
  教学大纲是教学目标制定的依据,是教师进行教学设计、组织课堂实施、检测教学效果的纲领性文件.到目前为止,我们使用过的教学大纲(课程标准)有两个,分别是教育部2009年版的《中等职业学校数学教学大纲》和最新的2020年版《中等职业学校数学课程标准》.课程目标的改变是最根本的变化,是课程性质与任务的体现.2009年版教学大纲立足就业导向,以满足职业岗位和生活中所必需的基本知识、技能和能力为目标.最新版课程标准与前者最显著的区别在于立足“立德树人”,以学生的未来发展所必备的学科核心素养为目标,从仅仅关注学生习得数学知识、技能与能力扩充到数学方法、思想及活动经验.学科核心素养是学科育人价值的体现,数学教学从“三维”目标到数学学科的“核心素养”.
  按照新课标要求,目前数学教学存在哪些问题?其原因是什么?教师如何以新课标为指导在教学过程中落实核心素养?本文将对以上几个方面进行探讨.
  一、中职数学教学中存在的问题及其原因分析
  (一)对数学课程落实立德树人的关注度不高
  习近平总书记强调,培养什么人是教育的首要问题,立德树人是教育的根本任务.教育不仅要传授知识,培养能力,还需要将社会主义核心价值体系融入教育教学,引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观.2018年9月,习近平总书记在全国教育大会上强调教育要“培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人”.2019年1月,《国家职业教育改革实施方案》进一步要求:职业教育要“落实好立德树人根本任务,健全德技并修、工学结合的育人机制”.教育承载着服务中华民族伟大复兴的重要使命,是每个教育工作者的职责所在,需要落实到每门课程、每节课当中.而习惯使然,数学作为一门研究数量关系和空间形式的自然科学,教师的关注点一般是基础知识、基本技能以及数学学科的思想方法,对于学科的育人价值关注度不够,以为是德育课程或者语文历史等文科类课程的内容,对于职业教育中职业道德和工匠精神的培养则认为是专业课的事情,数学的作用主要是工具性功能.其核心原因是:对学科育人的认识存在偏差.2020年版数学课程标准指出:数学学科核心素養是具有数学基本特征的思想品质、关键能力以及情感、态度与价值观的综合体现.中职数学“是践行社会主义核心价值观,培养学生社会责任意识的重要载体”,这是对“培养什么人”的具体说明.
  (二)对以学生为中心的教学理念认识不足
  江苏省自2006年发布《职业教育课程改革行动计划》以来,以生为本的教育理念得到了教师普遍的认同,也在教学实践中进行了运用,特别是从2011年“两课”评比到2016年课堂教学大赛的推动,公共基础课教师认识到职业教育公共基础课与普通教育公共基础课教学的异同,也正是由于这一点,教学中以学生为中心更多地关注学生的知识基础、专业要求、个性特征,而对于学生未来发展的需求满足不够,主要表现在:一是满足于知识点的教学,学生不能形成有效的知识网络;二是对“以学定教”的误解,以学定教是指教学中要及时反馈学生的学习效果,及时调整教学策略,以保证教学目标的达成,而不是因为学生学不会就放弃教学目标,学生的现有状态和要达成的学习目标之间的距离才是教师发挥作用的价值所在;三是形式上的“学生中心”、本质上的“教师中心”,从表面上看,自主探究、小组讨论、合作学习都有了,但学生探究缺少方法,讨论问题没有价值,合作学习分工不明等,这一现象较为普遍,属于形似而神不是.江苏省职业学校教学管理规范明确要求,职业学校文化基础课教师要了解专业知识,了解有关专业的培养目标,了解所任课程在教学计划中的地位和作用.中职数学教师在这方面的“职业性”显然不足.
  (三)教学实施中“教”与“学”相背离
  “教学过程一方面包括教师的活动(教),同时包括学生的活动(学).教学活动是同一过程的两个方面,彼此不可分割地联系着.”教学活动是以知识为载体教会学生如何学习,这也是教学为什么反对死记硬背,脱离实际应用的原因.但在现实的课堂中,因为考试需要教学仍然以教知识为主,以江苏省学业水平考试数学学科为例,单一知识点的考核占据了近70%,而本身学生基础较差,对知识产生的现实基础及产生过程的教学费时费力,不如直接讲解知识点的考核要点来得更有“成效”,这是其一.此外,职业教育公共基础课教师没有升学压力,上课自由度较大,学生学习能力的高低对教师教学质量的评价没有统一的可供参考的标准,教师对学生的研究也仅仅停留在如何通过课堂组织提高学生课堂的参与度.要提高学生的数学能力,把握数学核心素养的形成规律是关键,学生的学习不再是浅层次的知识的堆砌、能力的训练,而是让学生理解学习数学的意义,要学习“活”的数学、有丰富现实基础的数学、有实用价值的数学.这也是新版课程标准在学习内容及难度降低之后课程任务却提高要求的原因.
  二、基于数学学科素养的教学设计方法
  (一)理解课程目标,制定教学目标
  学科核心素养的提出体现了真正的生本理念,关注到课程教学最终应该教给学生什么,教学的终极目标不再是知识、技能,而是学生“获得未来进入社会后能够生存、参与社会活动、为他人和社会做出贡献、幸福生活的核心素养”.课程目标是对课程教学的统领,新课标的课程目标实际包含三个方面:一是落实立德树人的根本任务,二是培养科学理性,三是提高学科核心素养.但这三者并不是割裂的,它应该融入课程教学的内容,落实到每一节的教学活动中.因此,教学目标的制定必须从课程目标出发,将教学内容、学生发展和教师活动统一起来.   以“偶函数的概念”一节为例,教学内容要求为:理解偶函数的概念及其图像特征,初步掌握偶函数的判定方法;学生发展的目标是:直观想象,逻辑推理和数学抽象等核心素养.教师需要通过什么样的活动才能让教学内容和学生发展产生联系,完成课程目标任务呢?教师首先要做的是了解学生的数学现实(学习基础、学习特点、专业需求等);其次是建立教学内容与核心素养之间的联系,如偶函数的概念对应的是数学直观和数学抽象,概念的产生过程对应逻辑推理的过程等;再次是选择方法策略实现课程目标.在偶函数的概念教学中,数形结合的思想方法是最有效也是最基本的数学思想方法,教学策略则是基于建构主义教学理念,通过组织学生活动,体验知识的“再发现”过程,在这个过程中培养学生的科学理性和核心素养,落实立德树人的根本任务.
  (二)解析课程内容,落实学科素养
  教师要整体把握教学内容.函数是刻画现实世界变化规律的数学模型,是将方程、不等式关系融为一体的重要载体.学生在初中已经学习过一次函数、反比例函数和二次函数等,对函数表达式与图像之间的关系有了一定的认识.这是本节课学习的基础.函数是解决现实问题的重要工具,而函数的奇偶性是函数的基本性质之一,也是后续研究具体函数的重要内容,其研究方法适用于整个函数部分的学习.而且概念的抽象过程、学生观察方法的培养、直观想象能力的形成、逻辑推理的方法等并不是一节课就可以完成的,也不是本节内容独有的,而是数学学科特有的育人价值与功能.因此,教师要从数学学科角度解析教学内容,这样才能帮助学生实现知识的解构与重构,形成知识网络,而只有结构化的知识才能实现迁移.
  教师要根据内容设计任务.这是由职业学校学生的学习特点所决定的,学生的注意力时间比较短,每个任务控制在10分钟左右效果较好.例如,“偶函数的概念”一节可分为概念生成、图像法判断和定义法判断三个相对独立的任务,每个任务的重点不同:概念生成侧重于数学抽象和逻辑推理,图像法判断侧重于直观想象,定义法判断侧重于数形结合.并且每个任务配备学生自主探究或者合作讨论的问题,以检测学习的效果,及时调整后续教学策略.
  (三)还原知识情境,实现教材到学材的转化
  以任务一为例,偶函数的定义来源于轴对称图形,图形又来源于对实物的抽象,因此我们可以从学生的专业、生活、自然中寻找素材.以建筑专业学生为例,我们可以选择故宫太和殿、法国埃菲尔铁塔等体现专业特点的一组图片,再选择两组分别体现中华文明(剪纸和京剧脸谱)和自然现象(蝴蝶和轮廓像二次函数图像的树叶)的图片.选择这些图片的意义在于能在潜移默化中进行爱国主义及中国传统文化的教育,同时利用这些图片可以完成从立体实物到平面图形的抽象,然后是由平面图形到线的抽象(平面图形的轮廓线).在这一过程中,轴对称的性质没有发生变化.这是数学抽象的第一步,第二步则是以最后一个类似于二次函数的曲线为例进行研究.图像是观察到的现象,要精确地研究其特征需要将其放到直角坐标系中,自然过渡到利用学生熟悉的函数及其图像来研究关于y轴对称的函数的特征.点的运动形成线,是否可以通过研究点的对称性来研究线的问题,完成从线到点的抽象过程呢?这一过程既是数学抽象去除具体实物的外在特点保留共性特征的本质,也是数学简洁美的体现.接下来就是由数学的图形语言转化为符号语言的过程,这一过程的核心素养是逻辑推理,使用的方法是归纳总结,学生需要在教师的引领下通过任务一的四个练习来达成:首先是由特殊到一般的推论,由y=x2上三组对称点的坐标特点归纳出两点的横坐标、纵坐标的关系,推导出f(x)=f(-x);然后在函数的定义域内任取一个值,考察其是否依然具有f(x)=f(-x)的特征,完成由推论到结论的推理过程,培养学生严谨的科学态度;最后需要分析對称点的特征对应的定义域(x与-x都在函数的定义域上,所有偶函数的定义域需要关于原点对称)与图像特征(纵坐标相等保证了图像沿y轴对折重合),以完成由图形语言向符号语言的转换,进一步明确图形语言和符号语言是对同一对象的不同角度的描述,理解图形语言的直观性和符号语言的一般性的特点.
  三、基于数学核心素养的课堂教学实施
  (一)发挥主导作用,引发主观活动
  教学的意义不仅仅在于学习知识,而是要通过知识的学习引导学生走上自我发展之路.所以,在课堂教学中,教师更重要的任务是将知识转化为学生主动活动的对象,通过学生的主动学习促进学生在数学素养、科学理性和价值观等方面的全面成长.对于同样的教学设计,不同的教师会上出不同的效果,原因有二:一是教师自身对教学内容的理解程度,也就是教师的学科能力;二是教师的教学理念,属于教师的专业能力.教学是教师与学生以知识为纽带建立的一个共同体,教师在其中起着主导作用,通过对知识的编辑引导学生理解学习的意义,培养学生自我发展的能力.因此,教师要了解学生的“最近发展区”,设计有效问题推动学习进程,让学生亲历知识的再发现过程.例如,在“偶函数的概念”的教学中,学生的第一个难点是图形语言向符号语言转换过程中建立点的坐标和图形对称性之间的关系,第二个难点是如何将点的对称性分解到概念的外延和内涵,为此采用的方法是由特殊到一般、由推论到结论的归纳总结法,采用的手段是数形结合,过程则是学生通过对任务一的四个问题的探究来实现.
  (二)抓住课堂生成,突破学习壁垒
  课堂生成有偶然性也有必然性,偶然性是指教师不能预知什么时间会出现生成的机会,必然性是指学生知识结构中存在的问题肯定会在某个时刻出现,而这些问题既是学生继续学习的障碍,也是曾经或者现在教学中的难点,这些问题的解决既有助于学生对本节课知识的学习,也有助于学生突破学习壁垒,树立学习的自信心.在“偶函数的概念”的教学中,学生对于定义域中任取一值x0与其关于y轴对称的值 -x0互为相反数的关系是没有异议的,但问题出现在:当教师将x0放在y轴的左侧时,就有学生提出异议,x0不是正数吗?怎么可以在y轴的负半轴上?教师可以直接告知其代数的含义简单处理即可,但这个问题背后反映的不仅是学生对代数的本质认识及符号意识的不足,还涉及函数的定义域、函数图像以及分类讨论等问题的解决,对于本节课及其后续学习都极其重要,因此教师通过任务一第一个问题的实例数形结合进行讲解,进一步让学生体会x0所代表数值的任意性,帮助学生建立具体的数值与符号之间的联系,从根本上解决偶函数的定义域关于原点对称的问题.
  (三)贯穿学习指导,培养学习能力
  对学生数学核心素养的培养,笔者认为应该是通过学习方法的指导达到思维的自动化,因此课堂教学中教师应通过知识的产生、发展及形成的过程教会学生如何思考,如何选择方法,以及合理使用工具.教学就是应该教会学生如何学习,因此对学生的学习指导应贯穿整个教学过程.学法指导方法是外显思维的过程,途径一般有两条:难度较大的内容选择教师引领,如任务一的数学抽象过程(具体实物→平面图形→线→点)具有典型意义,是学生自己不能直接完成的,因此需要在教师的引领下抽丝剥茧,最终形成概念;如果难度较小,可选择学生自主探究,如任务二利用图像法判断偶函数,培养的是学生的观察能力.通过四组不同的图像检验学生对于偶函数的图像关于y轴对称的理解,学生出现的问题有:图像对称与图像关于y轴对称判断有误;关于y轴对称的图像是否一定要从原点开始;图像的起点是否一定是坐标轴原点.第一个问题反映的是观察方法的问题,后面两个问题则反映的是学生的习惯性思维问题.对于观察方法的指导是:先整体——图像是否对称,后局部——是否关于y轴对称.对于习惯性思维问题,则需要训练思维的严谨性,抓住关于y轴对称的本质:图像关于对称轴对折重合.为巩固学生对偶函数图像的理解,可以设置一个补充偶函数图像的任务让学生完成.经过这一系列的自主探究,学生以知识为载体,学会了观察方法,克服了思维惯性,培养了科学理性.
  “三教”改革是职业学校提升人才培养质量的重要抓手.教师是改革的主体,是“三教”改革的关键,作为职业学校的数学教师,要立足“职业性”,夯实“基础性”,发挥数学学科在人才培养中的独特育人价值和作用.对比2009年版教学大纲,新版标准的课程目标是一次质的飞跃,带来的将是课程结构、课程内容、教学过程乃至考试评价等一系列的变化,需要教师着眼核心素养,真正落实“学生中心”,以提升学生的综合职业能力,服务学生的未来发展.
  【参考文献】
  [1]袁振国.当代教育学:第4版[M].北京:教育科学出版社,2010.
  [2]刘月霞,郭华.深度学习:走向核心素养(理论普及读本)[M].北京:教育科学出版社,2018.
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