《基于核心素养培育的高中数学线上线下课堂设计研究》课题研究报告

湖北省宜都市第一中学 周清

序言

2020年初爆发的新冠疫情给整个社会各个领域都带来了巨大的冲击和改变,疫情的持续蔓延和变化对教育产生巨大冲击,甚至有颠覆性的改变。面对疫情教育行政、科研部门、学校、教师在习近平同志为核心的党中央领导下做了大量的工作积累了很多优秀的经验,结合实际发现的问题和不足,总结了一些行之有效的方法,形成了一套全新的理论。随着我国“抗疫”经验和措施的成熟,我们认为今后即使疫情结束,线上线下教学模式相结合也许会成为一种常态,教师信息技术素养的提升会成为刚需,互联网+教学的改革会快速推进。尽管线上与线下的教学方式与方法有所不同,但老师作为课堂教学的策划者、组织者、引导者和推动者的身份是一致的；坚持以人为本、立德树人的目标是一致的；注重学生学科发展的宗旨是一致的；引导学生实践探究、互动学习的模式是一致的；提高教学质量、落实“双减”目标是一致。本课题组成员都是高中数学教师培育学生"数学学科核心素养"是我们责无旁贷的任务,在"疫情"和"双减"等新形势、新环境下,我们要积极探索出基于学生核心素养培育的高中数学线上线下课堂教育教学的新内容与新方法。

摘要

本课题的核心研究问题是: 在注重培养学生数学学科素养、创造力的前提下，有效实现高中数学课堂线上和线下有机融合；通过课题研究转变教师的观点、提升教师的信息技术素养。课题组人员深度学习了《对于整体推进课堂改造实现立德树人基本目标的若干意见》、章建跃老师关于高中数学核心素养培育的系列论文等理论文献，持续进行了相关的信息技术知识培训,深入探讨了教育部高考改革评价体系中提出的"一核四层四翼"的具体内容。课题组成员能比较精准的把握高中数学课堂教育教学改革的大势和课堂教学新方向。课题组成员通过对课件制作、软件使用、网络应用、数据分析、课堂设计等方面的学习、交流与探究后对线上线下课堂融合及设计上更娴熟。在课题研究中以专题研究为“抓手”,努力寻找“教”与“学”、“线上”与“线下”、“游戏”与“学习”、“整体推进”与“个别指导”等融合点,突出以学生的科学精神培育和创新能力的培养为重点的核心素养在高中数学教育教学中的重要性。在教学中强调学生的主体地位,以探索数学科学知识、探究数学运算规律和创新拓展为主要形式进行互助、探究的教学活动,促使了学生的深度学习和创新发展。为了最大程度的调动学生，把游戏理念引入到课堂上以唤醒每一位学习者的主观潜能和参与度，让学生用自己喜爱的方式学习、探索、创新，进而培育学生的科学精神和社创新能力。我们运用线上教学的软件优势由数据驱动精准地了解学生的学习状况，实现了因材施教和个性学习使每个学生都得到了发展。

关键词:核心素养  高中数学线上线下课堂设计   游戏理念

报告正文

一、研究问题

1、研究目的

⑴线上线下高中数学课堂设计是新的形势下的教学探索，是基于培育学生的核心素养的教学探索，是注重学生深度学习、深入研究、创新学习的教学探索，是不同教学环境、多种教学形式、各种教学场景之间相互切换和有机融合的教学探索；更是激发学生广泛参与数学学习的教育探索，是让学生在思维与运算中体会数学的魅力的教育探索，是让学生在数学建模中体会数学学习现实意义和应用价值的教育探索,是在各种教材场景都可以有效组织学生自主学习、探究学习和创新学习的教育探索，还是提升教师信息技术应用能力和课堂教学设计与组织能力的教育探索。

⑵探索在线上线下高中数学课堂教学转换与融合中如何使学生会利用广泛的网络教育资源自主学习,探索高中数学互联网+教学的新思路、新方法,从而有效落实国家“双减”政策。

⑶把学生所喜爱的游戏理念引入到高中数学课堂教育教学中,可以以充分调动学生的学习兴趣,从而培养的自制能力、诚信等级、探索精神、创新能力,在研究和探索中可以转变高中数学教师的教学观点、提升专业能力,并形成可以借鉴的经验和成果。

⑷利用线上教学和网络阅卷优势实现数据驱动精准分析学生掌握情况,从而进行因材施教、分层作业、个性定制等学习指导活动。

⑸通过课题研究建立教师“广泛学习、自我反思、同行互助、专家引领”的教育科研氛围,营造“培训、教改、科研”三位一体浓厚的校本教研气氛,摸索一条有利于教师自主学习、自身提高、互动探讨、专家指导的校本教研之道,形成民主、公开、科学的校本教研模式。

2、研究的意义

随着疫情的蔓延越来越多社会资源广泛参与到网络教学中来,目前网络教学水平参差不齐也出现了一些乱象,支撑高中数学线上线下有机融合理论还比较薄弱,真正参与高中数学线上线下有机融合实践的人数还不多,针对高中数学线上线下有机融合的有价值的成果特别是关注学生核心素养培育的成果还很少。我们研究的意义在于给广大高中数学教师在线上线下教学有机融合过程中,在聚焦核心素养、培育学生的创新能力、诚信等级的框架下把游戏理念引入到高中数学课堂从而充分激发学生的潜能,利用教育技术进行数据驱动,精准分析学生的学情实现因材施教,通过课题研究促进教师改变教学观点、提升教学设计和信息技术应用能力,促使教师能够更好的适应突如其来的教学环境、教学方式的变化,从而有效的落实立德树人的教育目标。

3、研究假设

⑴线上和线下高中数学课堂有机融合中采用多种教学策略提升

学生的自我管理能力、自主学习能力和可持续学习能力及诚信等级。

⑵针对学生学习中的问题,采用抖音等新媒体制作短视频或微课开展因材施教,为学生创设不同的学习环境,有效推动互联网+教学改革的进程。

⑶借鉴游戏理念营造高中数学教学特别是线上教学的氛围,提高学生的学习兴趣和注意力。

⑷利用线上教学和网络阅卷优势实现数据驱动精准分析学生掌握情况,进行因材施教、分层作业、个性定制等学习指导活动。

4、核心概念

⑴核素心养:为学习者发展的重要核心素养,主要指学习者所掌握的,可以满足终身发展和社会发展需求的必要品格和重要才能。高中数学需要的内核素养涵盖数学抽象思考、逻辑推理、数学模型、数学运算、直观想像、统计分析等六种内核素养。

⑵高中数学课程设计:是指学校为实现预期教育目标,利用系统和程序的的观念与方式、按照教育过程的一般规律,对课堂教学作出系统规划的过程。具体内容包含:分类课程的需要、制定教育目标、设计解决方式、反馈调整方法等四大具体流程。对教育对象、课程、教师目标、教学策略、教育媒体、课程评估方法等七个要素优化方案的设计。

⑶线上线下课堂融合:实现线上课堂与线下课堂的无缝对接、优势互补,从而保证学生学习效果的最大化。

⑷游戏理念:将电子游戏中的先进理念与方式带入到高中数学课堂,从而全面调动学生的学习积极性、学习潜能和创造力。

⑸数据驱动:利用线上教学和网络阅卷优势实现数据驱动精准分析学生掌握情况实现因材施教和个性定制学习。

二、研究背景和文献综述

美国学者在提出培养学生的“21世纪素养”目标时,要力求做到与课程设计和教学目的相匹配,将学生的独立应用能力、说明与理解,以及批判性思考与问题处理能力视为重点任务。要求老师在授课过程中以学习者为中心,根据每位学习者的专业知识与经历,符合学生自身的需求,让每位学习者的才能都有所发挥。在创造教学环境方面强调针对团体、组织与个人学习者创造不同的场地与空间,注重老师与学习者保持良好的交流渠道。

国内关于核心素养培养的高中数学课堂研究现在正广泛在高中数学中研究和应用而且都有很多成果。人民教育出版社课程教材研究院章建跃教师也撰写了大量的教学论文与案例,比如他所编写的《核心文化素养导向的高中生语文数学教材变革》对高中生语文数学核心素质的教育改革提供了不少理论实务方面的辅导建议。延边高校出版社出版的《核心素养视角下的高中生数学课堂构建》讲述了高中生数学抽象思考素养、高中生语文数学逻辑推演素养、高中生模型思考素养、高中生语文数学计算思考素养、高中生数学直观想像素质、高中生数学分析素质等内容。并以高中数学"核心素养"的具体需求为指向,认真审视当前高中数学课堂教学的各个环节,发掘并克服当前在高中阶段数学课堂教学中出现的问题,以提升高一阶段孩子的几何综合素质为课程目标,优化课堂结构,进行有效课堂教学的建设。从当前高中数学教育核心素养的主要内容入手,从抽象思考、逻辑推理、建模思维、计算逻辑思维、直觉联想、统计分析等方面,介绍了在核心素养视野下高中数学课程重构的可行性,并力求帮助一线的高中数学老师们能够更好地进行课堂教学工作,从而调动学生的数学学习兴趣,培养学生的积极性与主动,促进核心素养视角下高中数学课堂的构建。其他的相关研究也大同小异,我们认为目前对本课题方面的研究主要侧重于对理论探索和实践以及对提高学生学习数学兴趣、数学思维能力、逻辑推理能力等方面的研究。在对数学知识,尤其是对高中数学基础知识在生活中的运用、培养科研能力的培养、创造力的训练、与其他学科的联系和对数学知识的持久性掌握等方面略显不足。

由于新冠疫情来的比较突然,网络教学百花齐放还出现了一些乱象。基于学生核心素养的线上线下高中数学课堂设计的研究还处于起步阶段,还没有形成经验性和指导性的论文论著。

三、科研程序:研究设计—研究对象—科研方案—技术路径

⑴研究设计

①在线上教学中通过答题闯关、答题竞赛、团队合作答题等游戏方式提高学生的专注度从而提升学生的自我管理能力、自主学习能力和诚信等级。线下课堂上抢答问题、竞争演板等多种教学策略提升学生的持续学习能力和团队合作意识。

②针对学生学习中的问题,采用抖音等新媒体制作短短视频或微课开展因材施教,为学生创设不同的学习环境,有效推动互联网+教学改革的进程。

③以案例分析为“抓手”,在案例分析中努力寻找“教”与“学”、“ 线上” 与“线下”、“游戏”与“学习”、“整体推进”与“个别指导”等融合点，突出以学生的科学精神培育和创新能力的培养为重点的核心素养在高中数学教育教学中的重要性。

④利用线上教学和网络阅卷优势实现数据驱动精准分析学生掌握情况,进行因材施教、分层作业、个性定制等学习指导活动,使每个学生都得到充分的发展。

⑵研究对象

①如何使用线上教学资源库、新媒体、新手段培育高中学生学习数学学科核心素养。

②把游戏理念引入到高中数学课堂对学生产生的正面和负面影响。

③对学生分层作业和个性化指导如何设计才能有实效性?

④线上课堂与线下课堂如何衔接、线上课堂如何提升学生的关注度、诚信度、学习效果进行把控?

⑶研究思路

定期完成课题研究子项目、研究情况登记表和课题研究过程资料整理并总结成

册；对子项目研究所产生的问题进行专题研究探讨，找到课题研究的要点和突破口，在专题研究之后安排研究水平比较高的老师共同修改、制定下一阶段的研究方案和思路,并给出研究时间、形式。课题组按要求及时上交、上传:学习及文献研究的计划,学习及文献研究的总结,课题组活动的过程记录。定期对活动材料、图片资料、课件资源、课例(案例)材料、反思心得、论文资源、教学成果、教师培训资料、科研信息和专家指导材料等归档整理。

⑷技术路线

①文献信息法:收集、梳理与课程发展相关的教育教学理论、信息技术与教育

整合理论与实际,网络学习实践和游戏设计经验为课题研究提供充实可行的理论依据。定期进行几何画板、办公软件、数据处理软件等必备的软件使用方法和技巧进行培训。

②课堂观察法:利用线上线下多种手段了解学生数学素养形成和能力提升的过程,从而使课题研究与教师教学实践更加契合。

③案例研究法:学习、借鉴别人成果的案例和分析、讨论自己的案例,及时分析课题研究和课堂教学中的得失，在吸取教训、总结经验中不断完善我们的教学设计方案。

④行动研究法:探究学生在数学学习活动中的基本状态(好奇心、兴趣、惊异、发现、创新)的开发程度,以及因此激发的各种经验、意识、观点、问题、思维以及错误。

四、研究成果

通过探索和实践,本次课题研究取得了不少成果。

⑴建成了在线课题研究平台

在课题研究中我们已经建成围绕课题《基于核心素养培育的高中数学线上线下课堂设计研究》的在线教研平台,把时间、空间与对话交流进行了放大,使得活动进行得更为深入,更为有效。通过平台活动大幅度提升教师教研的积极性和有效性。通过研究平台实现了教师的资源共享,并整理成有课题的特殊资源库。

⑵通过课题研究促进教师成长

依托课题研究平台教师实现了教学相长,教师的成长速度惊人,教师计算机应用水平、课堂教学设计水平、教育科研能力显著提升。在课题组老师的共同努力下建立了高中数学新教材所有课时的课件资料库，教师多个作品获得宜昌市作业设计大赛一等奖和二等奖,课题组多次举行大型"同课异构"学术公开课活动被湖北文明网等媒体报道,课题组成员发表研究论文和教学设计十多篇,多篇论文活动国家级和省级一等奖。

⑶课题研究对比试验效果显著

把把游戏理念引入到高中数学课堂提高了学生的学习兴趣,通过思维训练、分层作业、个性设计、创新实践等学习活动学生对数学学习产生了依赖,有效培育了高中数学必备的核心素养。课题组把实验班和对比班的三年数学成绩对比,实验班学生学习积极性明显提高,他们研究问题、解决实际问题的能力也明显提升，数学成绩随着时间推移差距越来越明显。

⑷线上线下课堂教学转换自如

通过课题研究老师们找到了高中数学课堂线上线下有效转换的方法,在课堂转换过程中能很好的实现优势互补,在线上教学中善于应用信息技术手段分析学生的学情,合理应用新媒体等网络资源。在线下教学中善于开展小组合作学习、竞争性答题、挑战性答题等探究性学习方式培育学生的核心素养。

五、分析和讨论

一部分教师由于固定思维的束缚或信息技术水平有限对线上课堂教学信心不足,一部分老师觉得面对交流的情感更丰富、更实在、更快捷，还有一部分老师认为疫情不会持续太久从而对线上教学认识不足。在课题研究开始阶段出现了一些状况,随着课题研究的深入以及疫情的反复,课题组老师提高了对课题研究的认识,在研究过程中由于老师们对学生爱玩的游戏不是很了解,有时设计的游戏情景不能很好的调动学生,老师们在学习游戏理念应用游戏理念方面还有待于加强。课题组成员还没有找到线上教育中如何有效的提升学生学习和考试的诚信等级的有效手段,在今后的研究中还要进一步努力。

六、建议

在今后的课题研究中广发吸纳年轻教师参加。首先,年轻教师信息技术应

用水平相对较高;第二,年轻教师与学生走得更近能准确的指导学生的想法;第三,年轻老师对游戏理念更加熟悉;第四,年轻老师学习新知识、新方法更快。在数学教学中也要加强数学史等思想教育内容,让学生的核心素养得到全面培育,从而提升学生的诚信等级。在课题研究中还要走出去请进来,用不同的形式开阔老师的视野。

【参考文献】

1、《学生发展核心素养教师读本》张仁贤总主编;王姣姣主编;金晶，李辉，郝淑霞副主编 ——北京：世界知识出版社,2017.07

2、《基于学生核心素养培育的教学改进研究》姚玉清主编;张淼，赵海鸣，谈晓红副主编

3、《中小学生核心素养发展的实践探索》关强，张莉主编

4、章建跃《数学课堂教学中的基础与创新》

4、顾群《信息技术背景下校本教研促进教师专业发展的实践研究》

5、章建跃《数学课堂教学设计研究》