教育数字化转型背景下初中数学单元整体教学设计探究

摘要：在教育数字化转型背景下，数字赋能初中数学单元整体教学设计的基本要求、基本框架和实施策略成为急需探讨的问题。依托问卷星在线调查初中数学单元整体教学的现状，对初中数学单元整体教学设计的相关理论进行梳理和分析，基于教育数字化转型构建初中数学单元整体教学设计框架，以人教版数学八年级下册“平行四边形”为例，用系统的观点理解课程教学实施中的层级要素，从教学目标、教学内容、数字化赋能等方面探索初中数学单元整体教学设计实践。关键词：初中数学；教育数字化；单元整体教学设计；平行四边形数字技术的快速发展成为行业转型的重要推动力量。教育领域在多种因素的综合作用下，逐渐开始了数字化转型，知识的传播和获取渠道、知识内化的途径和方式、课程结构和课堂形态、教学组织和师生关系等都随之发生了重大变化。我国高度重视教育数字化建设，教育部在2022年启动了国家教育数字化战略实施行动，积极推进教育的数字化转型研究与实践。教育数字化转型不是简单地用数字技术变革传统的教学方法，而是以数字化教学资源的应用为前提，支持教师实施高品质教学，为学生提供更加便捷、灵活、个性化的学习和发展方式，促进学生更好地掌握知识和技能。新课程改革提倡信息技术与学科教学深度融合，要求教师运用数字化的方式方法设计与实施教学，优化教学效果。《义务教育数学课程标准（2022年版）》（以下简称《2022年版数学课标》）建议教师从教学内容的整体性、结构化以及教学内容与数学核心素养的相关性等多个方面整体把握教学内容，开展单元整体教学探索，选择适当的教学方式开展教学［1］。在教育数字化转型背景下，数字赋能初中数学单元整体教学设计的基本要求、基本框架和实施策略成为急需探讨的问题。教师应基于《2022年版数学课标》的要求，结合教情和学情，对选定的单元内容进行系统分析，进行单元整体规划、设计。一、依托问卷星调研初中数学单元整体教学的现状单元整体教学作为一种新型的教学方式，将单元教学内容作为一个整体，通过整合教学资源、优化教学方法和手段，提高教学质量和效率。一些研究指出，初中数学单元整体教学能够提高教师的教材解读能力和教学水平，帮助学生构建单元知识框架，提高学生的数学思维和综合素养。为了解当前初中数学单元整体教学的现状，笔者编制了“基于新课标的初中数学单元教学调查问卷（教师卷）”和“基于新课标的初中数学单元教学调查问卷（学生卷）”，依托问卷星对南宁市部分初中学校的数学教师和学生进行了在线调查，形成分析报告，总结初中数学单元整体教学的现状。从调查数据来看，70%以上的学生希望教师在数学课堂教学中能根据单元教学目标、课程内容、教情与学情，认真备课，重新进行教学设計，以能引发学生讨论、探究、互动的教学方式达成教学目标和能力培养，可见初中数学单元整体教学是学生喜欢的一种教学方式；超过60%的教师对单元整体教学有一定程度的了解，但理论知识准备不足、实施的意愿不强；将近20%的教师对单元整体教学的理解和实践存在偏差，出现形式主义和简单化的问题。例如，部分教师将整个单元的教学内容简单堆砌在一起，没有真正实现知识点之间的联系和整合，教学重点不突出，导致学生难以理解和掌握。在课堂教学实践中运用信息技术、数字教学资源进行单元整体教学的教师，经常使用的不超过20%，有时使用的不超过50%，很少或几乎不用的占30%以上。可见，信息技术与初中数学单元整体教学的融合还需要教师们在实践中探索。根据调查结果可知，教师在初中数学单元整体教学实施上存在脱离学生实际需求的现象。针对当前教学存在的问题和挑战，教师应多学习单元整体教学理论知识，提高单元整体教学设计意识，注重知识点之间的联系和整合，重视学生在课堂教学活动中的参与和反馈，不断提高教学质量和效率。教师应在单元整体教学理论指导下，把握好课程内容和教学重难点，进一步探索适合不同层次学生需求的单元整体教学方法和手段，依托信息技术提高课堂教学品质。二、基于教育数字化转型构建初中数学单元整体教学设计框架（一）教育数字化转型对教学的要求教育数字化转型的内生动力是教育高质量发展和教育现代化发展的需求，关注的是人的发展。华东师范大学教授袁振国认为，教育数字化转型的成果最终要体现在教书育人和促进人的发展上。［2］教育数字化转型倡导依托信息与数字技术、数字教育资源、教学应用方式，遵循学生的发展为终极指向的原则，推进课堂教学数字化变革。在教学实践中，信息技术、教育资源和教学应用是教育数字化转型的关键，信息技术为教育数字化提供了基础保障。（二）初中数学单元整体教学设计的基本要求《2022年版数学课标》提出，教师要整体把握教学内容、注重教学内容的结构化和关联性，强化情境设计与问题提出，重视和积极推进单元整体教学设计。在教育数字化转型背景下，初中数学单元整体教学设计应遵循以下基本要求。一要以学生数学核心素养提升为着力点，遵循过程思维、提升整体思维、塑造创新思维，用系统的观点理解课程教学实施中的层级要素，以教学实践问题为导向创新课程教学。过程思维要求教师在设计单元整体教学方案时，注重知识的形成过程和学生的认知过程，引导学生通过探究和实践来掌握数学知识。整体思维要求教师从单元整体的角度出发，对教学内容、教学目标、教学方法等各个方面进行综合考虑，以实现教学效果的最大化。创新思维要求教师关注学生的个体差异和个性化学习需求，采用多样化的教学方法和手段，以满足不同学生的学习需求，从而提高教学效果。二要注重单元整体教学设计的分析、设计、实施和评价。教师需要认真分析单元整体要素和章节前后之间的衔接，从单元宏观到课时微观，从单元主题、教学目标到数学素养，基于新课标、教情和学情，选用适当的教学方式，形成单元整体教学设计方案。同时，教师在教学实施过程中需要重视教学效果的反馈和评价，及时调整和改进教学。教师通过单元整体教学设计的实践，帮助学生理顺知识的内在逻辑联系，整合知识结构，掌握方法并形成数学思维，发展学生的数学核心素养。三要重视教育数字化对数学教学变革的推动作用，注重信息技术与数学教学的融合创新。教育数字化为数学教学提供了更多的资源和手段，可以改变教师的教学方式方法，转变学生的学习方式。信息技术与数学教学的融合，可以为学生提供更加个性化的学习体验，帮助学生更好地理解和掌握数学知识，提高学习效率。（三）初中数学单元整体教学设计基本框架教育数字化转型及初中数学单元整体教学设计的逻辑起点是学生综合素质的发展。教师在过程思维、整体思维、创新思维的指引下，以培养学生的数学核心素养为目标，明确设计依据和设计思路，形成如图1所示的基本框架，从教学内容的整合优化、教学方式的选择、教学的融合创新、信息技术赋能教学、数字教育资源的应用等方面，为教育数字化转型背景下初中数学单元整体教学设计提供了实施路径。三、数字化赋能初中数学单元整体教学的实践在初中数学单元整体教学设计实践中，教师需要对教材进行深入解读，把握教材的整体结构和重难点，制订出符合实际情况的教学设计。同时，教师还需要关注学生的实际情况和学习需求，采用多种教学方法，融入信息技术手段，帮助学生更好地理解和掌握数学知识，提高数学思维和综合素养。（一）教学目标体现整体理念教师在实施单元整体教学总体规划时，应从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个层面进行整体规划。教学目标是教学活动的核心导向，旨在明确学生应达到的预期成果。教师在制订单元教学目标时，要充分考虑学生的知识基础、认知能力和个体差异，确保教学目标科学合理。以人教版数学八年级下册“平行四边形”单元整体教学设计为例，该单元的主要教学内容包括平行四边形、矩形、菱形和正方形等特殊的平行四边形的概念及它们之间的联系与区别，平行四边形、矩形、菱形、正方形的性质定理和判定定理的证明和应用，两条平行线之间的距离的概念，三角形中位线定理的证明和应用。这些平行四边形虽然看似相近，但每个都有其独特的性质和特征，需要教师在教学过程中明确它们的内涵和外延，需要对它们的性质定理和判定定理进行深入探究和证明。八年级学生在“平行线与相交线”“全等三角形”等章节已经进行了一些推理论证的训练，掌握了一些推理论证的方法。在“平行四边形”单元教学中，教师要重视推理论证的教学，重点培养学生的数学建模、数学抽象、逻辑推理等数学素养，帮助学生理解平行四边形、矩形、菱形、正方形之间的关系，巩固和提高推理论证的能力。教师在掌握教情、分析学情的基础上，可以确定“平行四边形”单元的教学目标和数学素养（如表1）。（二）梳理教学内容，整体把握单元教学梳理数学知识之间的逻辑关系，是单元整体教学中不可或缺的一部分。教师以单元为整体进行教学内容的整合和设计，将整个单元的各个知识点有机地串联起来，结合教学内容、探究路径、思想方法引导学生抓住核心知识点，理解和掌握数学知识间的内在逻辑关系，形成系统的数学思维和解决问题的能力。教师以整体性为原则，对单元各个章节内容进行深入分析，发现其中的关联与区别，并根据学生的具体情况和学习需求，对教学内容进行适当的补充和整合，帮助学生构建单元整体知识体系，促进学生系统思维的发展。在“平行四边形”单元整体教学设计中，教师根据本单元的教学目标、教学重难点，运用直观、简明的思维导图系统地明确教学内容的关联，梳理平行四边形、矩形、菱形、正方形的性质定理和判定定理。教师可以采取“总—分—总”的策略整合教学内容，构建单元教学的逻辑主线，形成单元教学的结构化知识体系，整体把握单元教学［3］。第一个“总”是先学习本单元的知识脉络主线，即集中精力学习平行四边形、矩形、菱形和正方形的图形、概念、性质和判定定理等重要的主线内容。具體做法如下：首先，教师布置学生自主预习，分小组合作绘制单元思维导图，让学生了解本单元的主要学习内容；其次，学习小组展示单元思维导图，交流自学得到的知识；最后，教师用两节连堂课讲授平行四边形、矩形、菱形和正方形的图形、概念、性质和判定定理，注意绘制单元思维导图把四种图形的概念、性质和判定定理串起来，让学生通过图形、思维导图理解和掌握本单元的重点知识及它们之间的区别与联系。“分”是教师从本单元的第一节内容开始讲授新课，再次复习平行四边形、矩形、菱形和正方形的图形、概念、性质和判定定理，讲解课本的例题、习题，通过适当的练习帮助学生进一步巩固四种图形的概念、性质和判定定理，巩固重难点知识，提高学生对本单元知识的应用能力。第二个“总”是教师归纳总结本单元主要内容、学习方法、应用技巧等。学生自主回顾单元内容及笔记，完善预习环节绘制的单元思维导图，将知识点、典型习题、学习方法和应用技巧等融入其中。教师带领学生复习重难点知识，交流讨论学习心得，帮助学生完善单元思维导图。初中数学单元整体教学设计强调将各个知识点有机地串联起来，形成系统的数学思维和解决问题的能力。在“平行四边形”单元整体教学设计中，教师以学生为中心进行教学内容的设计，先梳理教学内容的关联，再分节讲授新课，最后进行总结。在教学过程中教师起到了引导、组织、讲授、解惑的作用。学生在教学活动中动手、动脑，既能合作、交流、探究，又能安静倾听同伴和教师的讲解，经历知识形成的过程，获得良好的学习体验。这种教学设计方法符合新课程标准的要求，有助于学生构建单元整体知识体系，有利于培养学生的数学核心素养。（三）依托信息技术创设教学情境，数字化赋能课堂教学初中数学有很多概念比较抽象，很多学生在学习的过程中都会觉得数学枯燥乏味，难以理解。教师依托信息技术，利用数字教学资源创设既符合学生认知特点，又具有科学性和引导性的教学情境，有利于激发学生的学习兴趣和探索欲望，促进学生对课程内容的理解。数字教学资源包括多样化的视频、课件及相关资料，不仅能丰富教学内容和教学方式方法，而且能使初中数学教学具有实用性和艺术性，增强学生的课堂专注力，提高课堂教学的实效［4］。利用数字化赋能“平行四边形”单元整体教学，可以有效提高教学品质。例如，在预习阶段，教师可以推送关于平行四边形的视频、微课等教学资源，让学生在家中提前了解相关知识，拓展教学时空。教师可以登录“国家中小学智慧教育平台”“八桂教学通”数字教材平台，浏览更多与平行四边形相关的优质教学资源，并根据自己的教学需求和学生的学习情况，选择合适的内容推荐给学生自主学习。在课堂讲解平行四边形、矩形、菱形和正方形的性质时，教师可以利用几何画板等软件动态演示它们之间的区别与联系，让学生更直观地理解这四种图形的性质。教师还可以利用网络资源寻找更多关于平行四边形的应用例题，通过风趣幽默的教学语言、多种多样的教学方法，如讲练结合法、合作探究法、实验操作法等，将理论知识与实际应用相结合，让学生更好地理解和掌握单元知识内容。通过数字化赋能教学，教师可以更好地创设教学情境，利用数字教学资源激发