核心素养背景下高中数学单元教学整体设计方法探究

摘要：在核心素养背景下进行高中数学单元教学整体设计已成为当前教育改革的重要内容.文章基于方法实施视角，从基于“三情”确立单元目标，找准定位;设计单元教学流程，明确方向;开展单元课堂学习活动，搭建支架;多方位的单元评价，助力学生成长等四个方面提供方法参考.

关键词：高中数学；核心素养；单元教学

《普通高中数学课程标准（2017年版2020年修订）》明确指出：高中数学课程体现社会发展的需求、数学学科的特征和学生的认知规律，发展学生数学学科核心素养.通过整体设计的单元教学，教师可以系统地呈现知识，设计多样化的情境和任务，帮助学生在实际应用中理解和运用数学，培养逻辑推理、批判性思维和探究精神，从而确保学生在知识、能力和素养上全面发展，满足未来社会对高素质人才的需求.

1 基于“三情”确立单元目标，找准定位

所谓的“三情”即学生学习情况、教材内容情况、教学资源情况，这是确立单元教学目标的重要前提和科学依据.

1.1 分析学生学情，制定适切目标

学生学情分析是制订教学目标的基础，是了解学生已有知识水平、认知能力和学习需求的过程.首先，教师应通过多种形式，如前测、问卷调查、课堂观察和师生交流，收集学生的知识基础、学习兴趣和思维特点等信息.特别是在单元教学整体设计中，应关注学生对前期相关知识的掌握情况，以及他们在解决实际问题中的表现.通过对这些数据的分析，教师能够明确学生的认知起点和学习需求，从而制订出既具有挑战性又可达成的学习目标.此外，教师还应考虑学生的个体差异，为不同层次的学生设定不同的目标和期望，以确保每个学生都能在自己的最近发展区内获得最大的进步.

1.2 研读教材内容，明确知识结构

教材是制订教学目标的重要依据，系统地研读教材有助于理解教材的编排意图和逻辑结构.教师应深入分析教材的章节安排、核心概念和知识点之间的内在联系，明确教材在整个课程体系中的位置和作用.这包括理解教材编写者的意图，以及每个单元在学科体系中的重要性和作用.通过构建知识结构图，教师可以梳理出教材中的重点和难点，从而确定每个教学模块的具体目标.这一过程需要教师对教材内容进行全面、深入的分析，并结合课程标准，明确教材所要达成的教学目标和培养的核心素养.教师应根据这些目标，合理安排教学内容，确保每个知识点都能在合适的时间段内得到充分讲解和练习.

1.3 综合教学资源，优化教学策略

综合教学资源和环境是实现教学目标的保障.在单元教学整体设计中，教师应充分考虑学校的教学资源、教师的专业水平和教学环境等实际情况.结合实际，合理选择和整合各种教学资源，如多媒体技术、实验设备、课外读物等，以丰富教学手段，增强教学效果.教师应根据单元目标，选择最适合的教学方法和策略，如多媒体教学、项目学习、合作学习等，来提高学生的学习兴趣和参与度.此外，教师还应灵活调整教学策略，根据学生的反馈和学习进展，及时调整教学计划和目标，确保教学过程的科学性和有效性.这一过程中，教师应注重教学资源的多样性和适用性，以便为不同类型和层次的学生提供适合的学习材料和活动，确保每个学生都能在最佳学习环境中达到预期目标.

2 设计单元教学流程，明确方向

在高中数学单元教学整体设计中，设计单元教学流程并明确方向是确保教学目标得以实现的关键.通过科学合理的教学流程设计，教学活动可以有条不紊地展开，教师能够有效应对课堂中的各种情况，最终实现教学目标，提升教学质量.

笔者结合理论要求和教学实践，设计了单元教学的流程（表1），以期为高中数学单元教学整体设计提供流程上的参考.

3 开展单元课堂学习活动，搭建支架

高中数学单元教学整体设计中的学习活动主要分为5类，表2阐述了各个学习活动的目标、内涵及方法，并以“圆锥曲线的方程”一章为例，阐述如何通过学习活动，搭建整体学习框架.

3.1 概念引入与导入活动

引入阶段可以通过展示现实生活中圆锥曲线的应用，如天文学中的行星轨道或建筑工程中的抛物线结构，引起学生的兴趣;使用视觉化工具或模型，例如展示椭圆形的轮廓或双曲线的特征，帮助学生理解基本概念和形式.这个阶段旨在激发学生的好奇心，并为后续深入学习奠定基础.

3.2 概念探索与实验活动

学生分组进行实验，通过调整圆锥的角度和高度，观察生成的不同曲线（椭圆、双曲线、抛物线）的形状和特点.这种实验性学习能够帮助学生直观地理解各种曲线的方程形式及其参数对曲线形态的影响，促进他们对数学概念的深入理解.

3.3 问题解决与应用活动

学生通过解决实际问题来应用所学的圆锥曲线方程，例如抛物线的性质、椭圆轨道的应用等.这些任务驱动型学习活动不仅能提升学生的数学建模能力，还能帮助他们将理论知识应用于实际情境，深化对圆锥曲线的应用的认识.笔者结合本章教学和学生面对实际情境时的学习困难，设计了如下试题：

截止2024年4月，“中国天眼”发现的新脉冲星数量突破900颗以上.被称为“中国天眼”的500 m口径球面射电望远镜（FAST）是目前世界上口径最大、灵敏度最高的单口径射电望远镜（图1），观测时它可以通过4 450块三角形面板及2 225个触控器完成向抛物面转化，此时轴截面可以看作抛物线的一部分.某学校科技小组制作了一个FAST模型，观测时呈口径为2 m，高为0.5 m的抛物面，则其轴截面所在抛物线（图2）的顶点到焦点的距离为（ ）.

解：建立如图3所示的平面直角坐标系，设抛物线的方程为x²=2py（pgt;0），将点1，1／2代入可得1=p，故x²=2y，因此顶点到焦点的距离为p／2=1／2.故选：A.

3.4 概念整合与总结活动

在学习的末期，组织学生进行概念整合和总结，讨论各种圆锥曲线的共同特点和区别，以及它们在不同领域的实际应用.学生可以展示他们的研究成果，并进行跨单元的联系，例如圆锥曲线与其他数学分支的关联，加深对整体数学体系的理解.

3.5 评价与反馈活动

最后，通过形成性评价方法，如同行评议或自我评估，帮助学生发现和改进他们在“圆锥曲线的方程”学习中的不足之处.及时的反馈和指导可以促进学生的学习效果，鼓励他们在数学学习中持续进步和提高.

4 多方位的单元评价，助力学生成长

笔者从评价内容综合化、评价方式多样化、评价主体多元化三个方面建立单元评价量表（表3）.

以“圆锥曲线的方程”一章为例，实施评价过程，以期促进单元教学更好地落地生根.

4.1 评价内容综合化

在理论掌握与应用能力方面，评估学生对椭圆、双曲线和抛物线方程的理解程度，以及他们在实际问题中如何应用这些方程进行数学建模和解决问题.问题解决能力的评价可通过设计复杂的实际应用问题，要求学生运用所学的曲线方程解决现实世界中的挑战.数学表达与推理的评价则侧重于学生的解题过程和数学语言的清晰性与逻辑性.

4.2 评价方式多样化

书面测试可以包括理论题和应用题，要求学生在答案中展示他们对曲线方程的理解和运用能力.项目作业可以设计为学生在小组中研究一个实际问题，并提出相关的曲线方程解决方案，强调团队合作和实际应用能力.口头表达则可以通过学生向班级展示他们的项目成果，同时解释他们如何选择和应用曲线方程来解决问题，提高他们的表达能力.

4.3 评价主体多元化

教师评价在于指导学生掌握圆锥曲线的方程的基础知识和提供反馈，重点在于理论掌握与应用能力的评估.同伴评价可以通过小组成员互相检查和评估项目作业，促进合作学习和互动交流.自评与反思则让学生对自己的学习过程和成果进行深入反思，帮助他们认识到自己的优势和改进的空间，从而提升学习动机和自主学习能力.