以核心素养为指引的初中数学数字化教学资源创新与应用研究

摘 要：数字化教育已经成为现代教育改革的关键要素之一。文章探讨了以核心素养为指导的初中数学数字化教学资源的创新与应用，介绍了核心素养在数学教育中的重要性，然后探讨了数字化教学资源的创新趋势和设计原则，详细讨论了以核心素养为指导的初中数学数字化教学资源的开发和应用，以及数字化教学资源的可持续发展。以期通过文章的研究，给数学教育工作的开展提供一些借鉴，助力我国教育事业长效发展。

关键词：核心素养；数字化教学资源；初中数学教育

中图分类号：G633.6   文献标识码：A   文章编号：1673-8918（2024）40-0056-04

随着科技的不断发展，数字化教育已经深刻改变了教育领域的格局。在这一新的教育环境下，核心素养成为关键的教育目标，强调学生不仅需要掌握学科知识，还需要培养跨学科的核心能力。数学作为一门基础学科，在核心素养的培养中起着重要作用。

一、 核心素养与初中数学教育

（一）核心素养的概念与特点

核心素养是指学生在学习过程中培养的跨学科、跨领域的核心能力和综合素质。这些素养包括但不限于批判性思维、创造力、沟通能力、合作精神、信息素养等。核心素养强调学生不仅需要掌握学科知识，还需要具备解决问题、适应变化和面对未来挑战的能力。

（二）核心素养在数学学科中的体现

在数学学科中，核心素养的体现包括数学思维能力、问题解决能力、数学沟通能力和数学建模能力等。数学思维能力强调学生的逻辑思维和抽象思维，使其能够理解数学概念和原理。问题解决能力要求学生能够应用数学知识解决实际问题。数学沟通能力强调学生能够清晰地表达数学思想，与他人分享解决问题的方法。数学建模能力要求学生能够将数学应用于实际情境，模拟和预测现实世界中的现象。

（三）数字化教育与核心素养的关联

数字化教育提供了丰富的教学资源和工具，为培养核心素养提供了有力支持。数字化教育可以通过互动性、个性化学习和实时反馈等方式促进学生的批判性思维和问题解决能力的培养。同时，数字化教育也可以帮助学生提高信息素养，使他们能够有效地获取、评估和利用信息。此外，数字化教育工具还可以促进合作学习和数学沟通能力的发展，使学生通过协作和交流共同解决数学问题。

二、 数字化教学资源的创新

（一）数字化教学资源的种类和特点

数字化教学资源包括多种类型，如视频、互动模拟、在线课程和虚拟实验室等，为不同学习需求提供多样性的选择。这些资源的特点在于其个性化学习支持，能够根据学生的水平和学习风格提供量身定制的教育体验。此外，数字化资源通常具有互动性，积极参与学习，如在线测验和讨论论坛。它们还能够提供实时反馈，帮助学生纠正错误，深化对数学概念的理解。

（二）数字化教学资源的创新趋势

数字化教学资源的创新不断演进，涵盖多个方面。首先，增强现实（AR）和虚拟现实（VR）技术的应用日益兴起，为学生创造了沉浸式的数学学习体验。其次，人工智能（AI）在教育中的应用不断扩展，能够根据学生的学习进度和需求提供个性化的学习建议，改善学习效果。社交学习平台也逐渐受到重视，使学生能够与同龄人和教师互动、合作学习。此外，开放教育资源（OER）的发展使教育资源更加开放和免费，促进了资源的共享和创新。

（三）数字化教学资源的设计原则

数字化教学资源的设计需要遵循一些原则，设计前应明确教学目标，确保资源与核心素养和课程标准相符。资源应包括具体的任务，鼓励学生通过解决问题来学习数学，从而培养他们的问题解决能力。同时还应考虑学生的不同水平和学习风格，提供多样化的学习路径和材料，以支持个性化学习。最后，资源设计应引入互动元素，如在线测验和讨论以及实时反馈，帮助学生积极参与学习并提高学习效果。

三、 以核心素养为指导的初中数学数字化教学资源开发策略

（一）教学目标的明确化

在开发数字化教学资源之前，教育者应明确教学目标，其中包括确定所希望学生达到的核心素养、数学概念和技能。明确的教学目标有助于资源的精确设计，确保其与课程标准和核心素养一致。

以初中数学人教版《二次函数》为例，教育者需要明确核心素养与《二次函数》主题的关联。在这种情况下，核心素养可以包括数学思维能力、问题解决能力、数学沟通能力以及数学建模能力。这些素养是初中数学教育的核心目标。教育者应仔细分析国家和地区的数学课程标准，以确定与《二次函数》主题相关的具体教学目标。这些目标可能包括理解二次函数的基本概念、掌握解二次方程的方法、应用二次函数解决实际问题等。在明确核心素养和课程标准的基础上，制订具体的教学目标。例如，一个明确的目标可以是：“学生能够理解二次函数的定义、性质和图像，能够解二次方程并应用二次函数解决实际问题。”考虑到学生的不同水平和学习能力，教育者可以设定分层目标，以满足不同学生的需求。为高水平学生和低水平学生设定不同的目标，以确保每个学生都能够完成。教育者应确保制订的教学目标是可测量的，可以通过评估和测试来验证学生是否达到了这些目标。这可以通过设计测验、作业和项目来实现，以量化学生的学习成果。在明确教学目标的同时，教育者还应考虑如何在教学过程中促进核心素养的培养。在教学活动中强调问题解决和数学沟通，以培养学生的核心素养。

（二）任务型学习设计

数字化教学资源的设计应以任务型学习为基础。任务型学习要求学生通过解决实际问题和完成任务来学习数学。资源可以包括具体的任务，如数学建模、探究式学习或解决数学问题的挑战。这样的设计鼓励学生主动探索和应用数学知识，培养他们的问题解决和批判性思维能力。

以初中数学人教版《勾股定理》为例，勾股定理是初中数学中的重要内容，是一种用于解决直角三角形边长关系的公式。为了帮助学生更好地理解和应用勾股定理，教师可以设计一个任务型学习活动，通过数字化教学资源来引导学生进行学习和探究。

任务目标：学习和掌握勾股定理的原理和应用，能够应用勾股定理解决实际问题。

任务步骤：通过数字化教学资源，如视频、动画或互动课件，向学生介绍勾股定理的原理和公式，并通过示例演示如何应用勾股定理求解问题。设计一系列实际问题，如给定一个直角三角形的两个边长，让学生利用勾股定理计算第三边长；或者给定一个直角三角形的一条直角边和斜边，让学生计算另一条直角边的长度。学生可以利用数字化教学资源中的计算工具进行计算，并记录解题过程。设计一些实际生活中的问题，例如，在城市规划中，如何利用勾股定理计算建筑物的高度；或者在日常生活中，如何利用勾股定理计算长方形花坛的对角线长度。学生通过数字化教学资源进行问题分析和解决，并给出合理的解答。

任务成果：学生能够准确地应用勾股定理计算直角三角形的边长关系；学生能够灵活运用勾股定理解决实际问题，体现数学在实际生活中的应用价值；学生能够清晰地表达解题思路和解题过程。

通过以上任务型学习设计，数字化教学资源可以提供丰富的学习材料和工具，让学生在实际问题中进行探究和应用，从而培养他们的问题解决和批判性思维能力。同时，数字化教学资源还可以提供反馈和评价机制，帮助教师了解学生的学习情况，进一步指导教学。

（三）个性化学习的支持

数字化教学资源应提供个性化学习的支持，以满足不同学生的需求和学习风格。这可以通过自身适应学习路径、个性化练习、学习分析和建议等方式实现。资源应考虑学生的学习速度、兴趣和水平，以确保他们在自己的舒适区内学习，并持续挑战自己。

以初中数学人教版《全等三角形》为例，全等三角形是初中数学中的重要内容，是指在形状和大小上完全相同的两个三角形。为了帮助学生更好地理解和应用全等三角形的性质，教师可以设计一个数字化教学资源，提供个性化学习的支持。数字化教学资源可以根据学生的学习情况和掌握程度，智能调整学习路径。对掌握较好的学生，可以提供深入的拓展内容；对掌握较差的学生，可以提供基础的补充材料。通过智能化的学习路径设计，每个学生可以在适合自己的学习节奏和难度下进行学习。数字化教学资源可以根据学生的能力水平和学习需求，提供个性化的练习题。对掌握较好的学生，可以提供更具挑战性的练习题；对掌握较差的学生，可以提供简单和基础的练习题。通过个性化的练习，学生可以根据自己的实际情况进行针对性的巩固和提高。数字化教学资源可以通过学习分析和建议功能，帮助学生了解自己的学习情况，并提供个性化的学习建议。通过对学生的学习数据进行分析，如学习进度、错误类型等，教师可以了解学生的学习情况，并针对性地给出学习建议，帮助学生改进学习方法和提高学习效果。通过以上个性化学习的支持策略，数字化教学资源可以根据学生的学习需求和水平提供个性化的学习材料和支持，使每个学生都能在适合自己的学习环境中进行学习，并持续挑战自己。这样的资源设计可以更好地满足学生的学习需求，提高学习效果和学习动力。

（四）实时反馈与评估

数字化教学资源可以提供实时反馈和评估机制，帮助学生了解他们的学习进展和问题。这包括自动化的测验和作业评估，以及即时的反馈机制。实时反馈可以帮助学生及时纠正错误，提高学习效果，并让教育者更好地了解学生的需求，调整教学策略。

针对初中数学中的《圆》这一内容，教师可以开发以数字化技术为基础的多媒体演示资源，通过动画、图像和实例等方式直观地展示圆的定义、性质和相关定理等内容。这样的资源可以帮助学生更好地理解圆的概念和特性，激发学习兴趣。设计虚拟实验平台，让学生通过模拟真实情境的方式进行圆的实际操作和观察。通过虚拟实验，学生可以深入理解圆的性质，如切线、弦和弧长等，培养他们的探究精神和实践能力。数字化教学资源可以根据学生的学习特点和需求，提供个性化学习支持。针对掌握情况不同的学生，资源可以提供不同难度的练习题；针对学习风格不同的学生，资源可以提供不同形式的学习材料，如文字解析、视频讲解等。开发交互式学习工具，让学生能够主动参与到学习过程中。如设计交互式练习题，让学生通过拖拽、填空或选择等方式回答问题，从而加深对圆的理解。数字化教学资源可以提供实时的反馈和评估机制。通过自动化的测验和作业评估，学生可以即时了解自己的学习情况和掌握程度。同时，教师也可以通过资源的学习分析功能，对学生的学习情况进行监控和评估，及时调整教学策略。通过以上策略的应用，数字化教学资源可以提供全方位的支持和引导，帮助学生更好地理解和掌握《圆》这一数学内容。同时，实时反馈与评估的机制也可以让学生及教师了解学习进展，及时调整教学方法，提高教学效果和学生的学习动力。

四、 数字化教学资源的可持续发展

（一）资源更新与维护

数字化教学资源的可持续发展是一个重要的方向，涉及资源的更新和维护，以保证资源的时效性和有效性。

首先，资源的更新。随着科技的不断进步和教育理念的更新，教学资源也需要不断更新。其中包括更新教学内容、教学方法和技术工具等。教师和教育机构应该密切关注最新的教学发展和研究成果，及时更新资源，以适应不断变化的教学需求和学生的学习特点。同时，借助数字化技术，可以高效地更新资源，如通过在线更新、云端存储等方式，确保教学资源的及时性和全面性。其次，资源的维护。数字化教学资源的维护包括保持资源的质量和稳定性。资源的质量维护需要对资源进行审核、修正和改进，以保证资源的准确性、完整性和有效性。同时，还需要解决资源的稳定性和兼容性问题，确保资源在不同的设备和平台上能够正常运行和访问。最后，资源的评估和反馈也是可持续发展的重要环节。教师和学生使用资源后，应该对资源进行评估，收集用户的反馈和意见。通过用户的反馈，可以了解资源的优缺点，进一步改进和优化资源，以提供更好的教学效果和学习体验。这需要建立一个良好的反馈机制，包括在线调查、反馈表、讨论区等方式，鼓励用户积极参与资源的评估和改进过程。