创新素养视角下的高中数学单元整体教学设计探究

殷春玲

摘 要：文章旨在探究创新素养在高中数学单元整体教学设计中的应用。通过分析创新素养在高中数学教育中的意义和现存问题，提出了以问题导向的教学、综合性项目合作、思维导图运用和鼓励学生提问为核心的教学策略。通过这些策略，旨在培养学生创新思维、团队协作和数学逻辑思维，同时培养学生的批判性思维和表达能力，以促进学生数学素养和创新能力的全面发展。

关键词：创新素养；高中数学；单元整体教学

高中数学教育的目标不仅仅是传授数学知识，还要培养学生的创新素养。创新素养是一种综合性的素养，包括创新思维、团队协作、批判性思维等方面。然而，传统的高中数学单元整体教学还存在一些问题，如学生的兴趣不足，应用能力不强。因此，本文探究了创新素养视角下的高中数学单元整体教学设计，以提升高中数学单元整体教学的质量，培养学生的创新能力，适应现代社会的需求。

一、创新素养在高中数学教育中的意义

（一）培养学生创新思维

创新素养的核心之一是培养学生的创新思维，这对高中数学教育具有深远的意义[1]。数学是一门追求解决问题和创新的学科，它强调逻辑思考、抽象推理和问题解决。通过数学学习，学生不仅仅掌握了数学知识和技能，还培养了解决各种问题的思维模式。创新思维还有助于学生更深入地理解数学概念，通过解决实际问题，学生不仅仅是记忆数学公式和规则，还能够理解这些规则的起源和应用。

（二）培养学生终身学习的能力

在快速变化的社会中，学生需要不断适应新的知识和技能，终身学习已经成为一种必需的素养。高中数学教育可以为学生提供终身学习的基础。创新素养中的自主学习和适应性学习能力对终身学习非常重要。在高中数学教育中，学生可以通过探究性学习和问题导向的学习活动，培养自主提出问题、主动寻找解决方案的能力。他们学会了如何获取知识、分析信息、解决问题，这些技能将使他们更好地適应未来学习和工作的需求。

（三）应对现代社会的挑战

随着科技的飞速发展，社会对创新思维和解决问题的能力越来越重视。创新不仅仅是科学家和工程师的专属领域，它贯穿了各行各业，包括商业、医疗、教育等。因此，培养创新素养已经成为现代社会对于教育体系的要求之一。高中数学教育可以为学生提供应对现代社会挑战的基础，通过培养创新思维和解决问题的能力，学生将更好地适应未来职业中的挑战。他们将能够应对复杂问题，发掘新的机会，推动社会和科技的发展。

二、高中数学单元整体教学存在的问题

（一）传统单元教学的局限性

传统的教学模式通常以知识的灌输为主，教师在课堂上传授知识，学生被动接受。这种教学模式忽视了学生的自主学习和探究精神，容易导致学生对数学学习失去兴趣。学生仅仅是机械地记忆和应用知识，而没有真正理解数学的本质和意义。

（二）学生对数学学习的兴趣不足

数学作为一门抽象的学科，需要学生具备一定的数学直觉和数学思维能力。然而，传统的数学教学往往缺乏趣味性和实用性，难以引起学生的兴趣。学生往往觉得数学学习枯燥乏味，缺乏主动学习的动力[2]。

（三）学生的应用数学能力不足

数学不仅仅是一门纯粹的学科，更是一种解决实际问题的工具。然而，传统教学往往侧重于数学的理论知识，忽视了数学在实际生活中的应用。学生缺乏将所学数学知识应用于实际问题解决的能力，导致他们在实际情境中应用数学时感到困难。

（四）教学内容缺乏与现实世界问题的联系

数学是一门具有广泛应用价值的学科，它与现实世界的各个领域都有着密切的联系。然而，传统教学中的数学内容往往过于抽象，难以与学生的日常生活和实际问题相结合。学生难以看到数学知识在实际生活中的应用，导致他们对数学的兴趣和学习动力减弱。

三、创新素养视角下高中数学单元整体教学设计策略

（一）开展问题为导向的单元教学，培养学生创新思维

问题具有引人入胜的特点，它们能够引发学生的好奇心和求知欲。当学生被赋予提出问题和解决问题的权利时，他们更容易投入学习过程中，积极参与数学探究。这有助于提高学生的学习动力和积极性。同时，开展问题为导向的单元教学培养了学生的创新思维。学生在解决问题的过程中需要运用逻辑思维、创造性思维和批判性思维。他们需要寻找不同的途径和方法来解决问题，这种思维方式有助于培养学生的创新意识和

能力[3]。

在人教版高中数学选修二第四章《数列》的教学中，为了培养学生的创新思维，可以采用开展问题为导向的单元教学策略，以激发学生的主动探究精神和创新意识。在教学的初始阶段，教师可以引入一个具体的实际问题或挑战性问题，与数列相关联。例如：可以选择一个现实生活中的情境，如探讨一辆汽车的速度随时间变化的情况，然后鼓励学生思考如何建立数列模型来描述这一情境中的速度变化。这个问题应该足够具体，但又需要学生运用数学知识来解决。一旦问题被引入，教师应该鼓励学生提出他们自己的问题和解决方法。学生可以在小组内讨论，提出关于数列的问题，探讨如何用数学公式或递推关系来解决问题。这鼓励了学生的主动思考和创新意识。学生在提出问题后，应鼓励他们积极实践，探究数列的性质和规律。他们可以使用不同的数学工具和技巧，如绘制图表、计算公式，以解决问题并验证他们的解决方法。学生需要自己发现数列的特点和规律，而不是仅仅接受教师提供的答案。在学生独立或小组探究的基础上，教师可以组织学生分享他们的发现和解决方法。这种分享和讨论有助于学生之间的思想碰撞，互相启发。学生可以发现不同的角度和方法来解决相同的问题，从而培养创新思维。一旦学生掌握了基本的数列概念和解决方法，教师可以提出更复杂的问题，鼓励学生深入探究数列的更多性质和应用。这将促使学生不断挑战自己，扩展他们的数学思维和解决问题的能力。

通过引入实际问题、鼓励学生提出问题、引导实际探究、组织分享和讨论以及不断深化探究，教师可以在《数列》这一单元中有效开展问题为导向的单元教学，培养学生的创新思维。这种教学策略能够激发学生的兴趣，使他们更好地理解数列的概念和应用，并培养了解决问题的自主

能力。

（二）组织学生进行综合性项目，培养团队协作和创新能力

在现代社会，许多问题和挑战需要多个领域的专业知识和技能共同解决。通过让学生在项目中合作，他们将学会与他人合作、分工协作，互补不同的技能和知识，这对于他们未来的职业发展至关重要。此外，团队协作也培养了学生的沟通、协调和领导技能，这些都是现实生活中必不可少的素养。在项目中，学生需要面对复杂的问题，探索新的解决方案，发挥创造性思维。他们可能需要将不同领域的知识相结合，找到创新的途径来解决问题[4]。

在人教版高中数学选修二第五章《一元函数的导数及其应用》的教学中，为了培养学生的团队协作和创新能力，可以采用组织学生进行综合性项目的策略。这个项目可以基于实际问题，要求学生运用导数的知识和技能，结合不同学科领域，展开深度研究，解决复杂的问题。教师可以设计一个综合性项目，基于导数的知识，要求学生团队协作，解决一个现实生活中的问题。例如：可以选取汽车驾驶过程中的刹车距离问题。学生需要分析刹车距离与车速、刹车时间等因素的关系，然后使用导数概念来研究如何最小化刹车距离，以提高行车安全。这个问题涉及数学、物理和工程等多个学科领域，鼓励学生进行跨学科研究。学生将被分成小组，每个小组负责解决特定的问题。每个小组的成员可以担任不同的角色，如数据收集、数学模型构建、实验设计等。团队协作是项目的关键，学生需要相互合作，分工协作，互相补充知识和技能，以解决复杂问题。这有助于培养他们的团队合作精神和协作能力。学生需要整合不同学科领域的知识和方法，以解决问题。他们可以从数学导数的角度入手，建立数学模型，然后结合物理学的运动规律，以及工程学的实际设计来验证模型的可行性。这种跨学科研究能够培养学生的综合素质，使他们能够更好地应对未来的挑战。在项目中，学生需要独立思考和提出创新性的解决方案。他们可能会面临一些未曾有过的问题，需要创造性地解决。教师可以鼓励学生思考如何改进现有的模型或方法，提出新的观点，从而培养创新思维和解决问题的能力。项目结束后，学生需要展示他们的研究成果，并进行深入讨论。这有助于学生分享他们的发现，相互学习，并提高他们的沟通能力。学生可以互相评价和反馈，从中获得更多的启发。通过组织学生进行综合性项目，基于实际问题，培养团队协作和创新能力，高中数学教育可以更好地满足创新素养的要求。这种综合性项目不仅可以提高学生的数学素养，还能够提高他们的跨学科思维、团队协作和创新思维等多方面的综合素质。

（三）在单元教学中使用思维导图，培养学生数学逻辑思维

数学通常涉及多个概念和公式，学生有时会感到混乱和困惑。使用思维导图可以将这些概念可视化，帮助学生将它们有序地组织起来，形成逻辑结构。这有助于学生更好地理解数学的内在逻辑，提高数学素养的质量。同时，思维导图可以激发学生的数学思维。通过绘制思维导图，学生需要考虑不同概念之间的联系和相互依赖关系。他们需要思考如何将已知信息应用于解决问题，从而培养了数学逻辑思维和问题解决的能力。思维导图不仅帮助学生理解数学，还鼓励他们主动思考和探索。

在人教版高中数学选修二第六章《平面向量及其应用》的教学中，通过使用思维导图，从创新素养的视角出发，可以培养学生的数学逻辑思维。思维导图是一种图形工具，用于帮助学生可视化地整理、表示和分析复杂的数学概念和问题。在教学开始前，可以考虑一个力学问题，如分析一个物体在平面内的受力情况，然后要求学生使用平面向量来解决问题。学生将使用思维导图工具来绘制问题的结构图。他们需要标识问题的各个要素，如力的大小和方向、物体的质量和加速度等。然后，他们可以建立数学模型，表示这些要素，并使用平面向量的知识来构建方程或等式，描述物体的受力情况。思维导图应该清晰、有条理，反映问题的逻辑结构。学生在思维导图的基础上，需要运用逻辑思维来推导和解决问题。他们应该分析每个要素的作用，推断它们之间的关系，并建立数学方程，以解决问题。逻辑推理是解决复杂问题的关键，通过思维导图，学生可以更清晰地了解问题的逻辑结构，有助于逻辑思维的培养。学生在解决问题后，需要验证他们的答案是否符合实际情况。他们可以将计算结果与实验数据或已知的物理规律进行比较，从而验证解决方案的正确性。此过程需要学生运用逻辑思维来分析和解释结果，并讨论可能的误差或不确定性。教师可以鼓励学生反思他们的解决方案，并提出改进建议。这可以培养学生的批判性思维和创新能力。学生可以思考如何进一步优化问题的解决方法，或者如何应用类似的思维过程解决其他问题。通过使用思维导图，学生将问题的结构可视化，有助于培养数学逻辑思维。这种方法不仅使学生更好地理解数学概念，还培养了他们的逻辑思维和解决问题的能力，增强了学生的综合素质。

（四）在单元教学中鼓励学生提问，培养批判性思维和表达能力

提问是主动学习的表现，它使学生更积极地参与学习过程，主动探求答案。好奇心是创新的源泉，通过提问，学生可以深入探讨数学问题，探索新的知识领域，从而培养创新素养。同时，提问有助于培养学生的批判性思维。通过提问，学生需要分析问题，评估不同的解决方案，并形成自己的觀点。这种批判性思维能力使他们能够更好地理解数学概念，更深入地思考问题，提高解决问题的能力。鼓励学生提问可以促进表达能力的培养。学生需要将他们的问题和疑惑用清晰、准确的语言表达出来。这不仅有助于他们更好地沟通和分享思想，还提高了他们的口头和书面表达能力，这对未来的学术和职业发展至关重要。

在人教版高中数学选修二第七章《复数》的教学中，在课堂中，教师可以组织学生进行小组讨论或小组分享。学生可以分享他们的见解、疑惑和问题，相互交流思考。教师可以引导学生深入探讨问题，鼓励他们就问题进行争论和辩论，培养他们的批判性思维。教师可以鼓励学生采用多样化的提问形式，不仅限于课堂上直接口头提问，学生可以通过书面提问、小组讨论、展示演讲等方式提出问题。这样的多样性有助于培养学生不同场景下的表达和批判性思维能力。当学生提出问题后，教师可以引导他们思考解决问题的途径和方法。教师可以提出一些引导性问题，帮助学生分析问题，梳理思路，找出解决问题的线索。通过引导学生解决问题的过程，培养他们的批判性思维和逻辑思考能力。学生提出问题后，可以鼓励他们展示他们的研究成果。可以安排学生进行小组展示或个人报告，让他们用清晰、准确的语言表达自己的问题和解决思路。这种展示不仅锻炼了学生的表达能力，还促使他们更深入地思考问题，为解决问题找到更好的方法。

结束语

综上所述，通过问题导向的教学、综合性项目合作、思维导图运用和鼓励学生提问等策略的应用，取得了显著的成果。学生的创新思维、团队协作、数学逻辑思维、批判性思维和表达能力均得到有效培养，提高了数学素养和创新能力。这些策略为高中数学单元整体教学提供了新的方向和方法，有望更好地满足现代社会对学生的需求。

参考文献

[1]何彩云.基于核心素养培养的高中数学单元教学策略探究[J].数理化解题研究，2022（36）：41-43.

[2]林宇红.指向深度学习的高中数学单元教学设计初探[J].高考，2022（36）：27-29.

[3]杨在鹏.高中数学方法单元教学设计的策略[J].数学学习与研究，2022（33）：17-19.

[4]祝登峰，曹世童.核心素养下高中数学概念课教学方法浅述[J].考试周刊，2022（45）：100-103.

本文系“促进创新素养培育的高中数学整体单元教学设计研究”（课题编号：BZXK2022-11）阶段性成果。