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核心素养导向下的高中数学单元整
体教学设计
第一章 绪论
一、研究背景与问题提出
（一）核心素养教育理念的时代呼唤
1.新课标改革与核心素养的提出
近年来，我国教育改革持续深化，旨在适应新时代对人才培养
的更高要求。其中，2017 年国务院印发的《关于深化教育教学改革
全面提高义务教育质量的意见》和 2018 年教育部印发的《普通高中
课程方案和课程标准（2017 年版）》等一系列重要文件，明确提出
了以“核心素养”为导向的育人目标。核心素养强调学生应具备适
应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，它超越了传统
知识和技能的简单堆砌，着眼于学生学习的综合性、迁移性和实践
性。这一导向深刻改变了教学理念、教学内容和评价方式，要求教
育工作者从宏观层面重新审视教学目标，从微观层面优化教学实践，
使学生从“学会”走向“会学”，并最终实现“会用”。在这样的
背景下，高中数学教学面临着将学科核心素养内化于教学全过程的
重大挑战与机遇。
2.高中数学核心素养的内涵与价值
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高中数学核心素养是《普通高中数学课程标准（2017 年版）》
明确提出的，包括数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数
学运算和数据分析六个方面。这些素养并非孤立存在，而是相互联
系、相互支撑的有机整体，共同构成了学生在数学学科方面应具备
的综合素质。数学抽象是学生在解决具体问题中识别和提出一般性
数学概念、规律的能力；逻辑推理是依据已知条件和数学原理，得
出结论的能力；数学建模是将实际问题转化为数学问题并加以解决
的能力；直观想象是借助几何直观和空间想象感知事物的能力；数
学运算是依据数学概念和法则进行运算求解的能力；数据分析是对
数据进行处理、分析和推断的能力。高中数学核心素养的培养， 不
仅 有助于学生理解数学的 本 质和 思 想方法，更能 够 提 升 其分析问题、
解决问题的综合能力，为其 未 来的学习、工作和生 活奠定坚 实 基础 ，
是新时代人才培养的 基石 。
3 .培养核心素养在高中数学教学中的必要性
培养核心素养在高中数学教学中具有 极 其重要的现实意义和 长
远 价值。它有助于 克服 传统教学中过 度 强调知识 灌输 、 忽 视能力培
养的 弊端 ，使学生从 被动接受 知识转变为 主动探 究知识， 真正 成为
学习的 主 体。高中数学是发展学生逻辑 思维 、空间想象力和 创 新能
力的关键学科，核心素养的 渗透 能 够 更 好地激 发学生学习 兴趣 ，提
升 其数学 思维 品质，使其在面对 复杂 问题时能 够 运用数学的眼 光去
审视、用数学的方法 去 解决。核心素养的培养与 未 来社会对 创 新 型 、
复 合 型 人才的需求高 度契 合，能 让 学生在 信息爆炸 的时代具备 批判
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性 思维 和终身学习的能力。 探索如 何在高中数学教学中有 效落 实核
心素养的培养，是 当前 数学教育研究的核心 任 务。
（ 二 ）高中数学单 元 整体教学的实践 困境
1.传统教学模式的 局限 性
长期 以来，高中数学教学普 遍采 用的模式是 基 于知识 点切割 的
线 性教学， 即按照 教 材 章 节顺序逐点讲 解知识，并通过大量习题进
行 巩固 。这 种 模式在一 定 程 度上保证 了知识的系统性和 完 整性， 但
其 局限 性 也日益凸显 。它 往往 导 致 知识体系 碎片 化，学生 难 以 形 成
对知识的宏观 认 知和内在联系的 把握 ；教学内容与现实生 活脱节 ，
学生感 觉 数学抽象、 枯燥 ，学习 兴趣不 高；过 度 依 赖 教 师讲 解和学
生 练 习， 抑制 了学生的 自主探 究和 创 新 思维 发展。更为重要的是，
这 种 模式 难 以有 效地 培养学生运用数学知识解决实际问题的能力，
更 遑 论实现核心素养的全面提 升 。
2.知识 碎片 化与能力培养的 脱节
在传统教学模式下， 由 于过分强调对单个知识 点 的 掌握 ，学生
容 易陷入 “ 只 见 树木不 见 森林 ”的 困境 。 例如 ，在 函 数概念的学习
中， 可 能 仅 关 注定 义 域 、值 域 等 表 层知识，而 忽略 了 函 数 思 想在高
中数学 乃至 整个科学体系中的核心 地位 。知识 点之 间的内在联系和
发展 脉络常常被割裂 ，学生 难 以构建 起 系统的知识 网络 。这 种碎片
化的知识结构直 接 导 致 了能力培养的 脱节： 学生 可 能 掌握 了大量的
数学 公 式和解题技 巧 ， 但 在面对 稍 有变化 或 综合性的问题时， 却束
手无策 ， 难 以将 所 学知识进行迁移和应用。这与核心素养强调的综
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合性、实践性和迁移性能力培养背 道 而 驰 。
3 .单 元 整体教学实践的 不足
尽管 单 元 整体教学理念在理论 界 已 被广泛认 同，并 被 视为解决
知识 碎片 化、提 升 教学质量的有 效途径 ， 但 在高中数学教学实践中，
其推 广 和深 入 应用 仍 面临 诸多 挑战。 许多 教 师 对单 元 整体教学的内
涵理解 不 深， 缺乏 系统的理论 指 导和实践 经验 ；在教学 设计上 ， 往
往难 以 跳 出传统知识 点切 分的 思维定势 ，导 致所谓 的“单 元 教学”
只 是简单 地 将几个知识 点 进行物理 组 合，而非 基 于单 元主 题进行深
度 整合；在教学实 施 过程中，对 如 何在单 元主 题下进行有 效 的 活动
设计 、 如 何评价学生在单 元 学习中的核心素养发展， 也缺乏 成 熟 的
策略 和方法。这些 都阻碍 了单 元 整体教学优 势 的 充 分发 挥 ，使得核
心素养导向下的高中数学教学改革 步履维艰 。
二 、单 元 整体教学与核心素养理论 基础
（一）单 元 整体教学的理论 溯源 与发展
1.整体性教育 思 想的 演 进
单 元 整体教学的 思 想 根植 于教育 领域 的整体性观念。 早 在 古希
腊 时 期 ， 亚里士多德就 提出了“整体大于部分 之 和”的 哲 学 思 想，
强调事物 各组 成部分 之 间的内在联系 及 其相互作用。在教育 领域 ，
德 国教育 家赫尔巴特 提出的“教学的教育性”理念，强调教学 活动
应是一个有机统一的整体，而非知识的简单堆砌。 杜威 的“ 做 中
学”理论则 倡 导以学生 经验 为中心，通过解决实际问题来整合知识，
形 成 完 整的学习 经验 。进 入 20 世纪 ，格式 塔 心理学强调学习是一个
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完 整的 认 知过程，对知识的理解应从整体出发。这些 思 想 都 为单 元
整体教学的 产 生和发展提 供 了深 厚 的理论 基础 ，强调教学应超越单
一知识 点 的 界限 ，关 注 学习内容的内在逻辑关联和学生 认 知发展的
整体性。
2.学习理论中的整体观
在学习理论中，整体观 占 据重要 地位 。 认 知心理学强调学习者
通过建构和重 组认 知结构来理解新知识，而 不 是 被动接受零散信息 。
这意 味 着学习过程并非简单 地叠 加知识 点 ，而是通过将新 旧 知识进
行整合， 形 成更高 级 的 认 知 图 式。 例如 ， 奥苏贝尔 的有意义学习理
论 指 出， 当 新知识与学习者已有的 认 知结构建立 起 非 任 意的、实质
性的联系时，有意义学习 就 发生了。单 元 整体教学 正 是通过 设置富
有意义的单 元主 题，将相互关联的知识、技能、 思 想和方法整合 起
来， 帮 助学生构建 完 整的知识体系，并 促 进高 阶思维 能力的 形 成。
它 鼓励 学生在 探索 单 元主 题的过程中， 主动 发现知识间的联系，从
而实现从 局 部 到 整体，从具体 到 抽象的 认 知 跃 迁。
3 .单 元 整体教学在国内 外 的发展
单 元 整体教学理念在国内 外 教育 界均 有 广泛 实践和深 入 研究。
在 西 方，以 赫尔巴特 和 杜威 为代 表 的教育 家们 在 20 世纪初就 提出了
整合课程和单 元 教学的构想。 美 国的“单 元 教学法”强调以学生 兴
趣 为中心， 围绕 一个 主 题展 开 学习 活动 。 前苏 联教育 家巴班斯基 的
“优化教学论” 也 强调教学过程的整体性。进 入 新 世纪 ， 随 着核心
素养教育理念的 兴起 ，单 元 整体教学 被 赋予 了新的内涵， 即不仅 要
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整合知识，更要整合能力、 情 感和价值观。在国内， 自 新课程改革
以来，单 元 整体教学 逐 渐 成为教育研究的 热 点 ，并 涌 现出大量成 功
的实践案 例 ，从 小 学 语 文的“ 主 题单 元 教学” 到初 高中 各 学科的
“ 项 目式学习”， 都 在 尝试 将 零散 知识 点 整合为有意义的、系统化
的学习单 元 ，以 期 提 升 学生的综合素养。
（ 二 ）高中数学核心素养的理论支撑
1. 布鲁纳 的结构 主 义教学理论
布鲁纳 的结构 主 义教学理论为高中数学核心素养的培养提 供 了
坚 实 基础 。 他 强调 任 何学科 都 存在其 基本 结构，教学应以这些 基本
结构为中心，通过 螺旋 式 上升 的方式 组 织 学习内容，使学生理解学
科的核心概念和 基本 原理。在数学教学中，这意 味 着 不仅 要传 授 具
体的数学知识，更要 揭示 其内在的数学 思 想和方法， 如函 数 思 想、
分 类讨 论 思 想、数 形 结合 思 想等。这些 思 想 正 是数学抽象、逻辑推
理等核心素养的直 接 体现。单 元 整体教学通过整合相关知识 点 ，在
更宏大的单 元主 题下 呈 现数学的“大概念”和“大 图 景”， 帮 助学
生 把握 数学学科的整体结构，从而有 效地 培养其核心素养。
2. 维 果茨 基 的社会文化理论
维 果茨 基 的社会文化理论强调学习是一 种 社会性 活动 ，知识和
能力在社会互 动 和文化 情 境 中得以建构。 他 的“最近发展 区 ”理论
指 出，学生在 他 人（ 如 教 师或 同 伴 ）的 帮 助下， 可 以 完 成超出其 独
立解决能力的 任 务，从而 促 进 认 知发展。这为核心素养的培养提 供
了重要的教学 启示 ： 高中数学教学 不 应 仅限 于个体 独 立学习，而应
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创设 丰 富 的社会互 动 情 境 ， 如 小 组 合作、 探 究性学习、 师 生对 话 等。
在单 元 整体教学中，通过 设计 具有挑战性的单 元任 务 或 项 目， 鼓励
学生在合作 交流 中共 享 思维 、解决问题， 不仅 能 促 进知识的深 度 理
解，更能培养其 批判 性 思维 、合作 交流 等核心素养。
3 .建构 主 义在数学教学中的应用
建构 主 义学习理论 认 为，学习是学习者 主动 建构知识意义的过
程，而非 被动接 收 信息 。学生已有的 经验 和 认 知结构在学习中 起 着
关键作用。在数学教学中，这意 味 着教 师 应 创设真 实、有意义的问
题 情 境 ， 引 导学生通过观 察 、实 验 、 猜 想、 验证 等 活动 ， 自主探索
数学概念和规律，而 不 是直 接 给 出结论。单 元 整体教学与建构 主 义
思 想高 度契 合，它通过构建有机的单 元主 题和 任 务， 激 发学生内在
的学习 动 机， 鼓励 他 们 从 不 同 角 度探索 数学问题，在解决问题的过
程中 主动 建构数学知识体系， 形 成对数学 本 质的深刻理解，从而实
现数学抽象、数学建模等核心素养的 自 然 发展。
三 、研究意义与目标
（一）研究意义
1.理论意义 ： 丰 富 单 元 整体教学与核心素养培养的理论研究
本 研究旨在系统 地探 讨 核心素养导向下的高中数学单 元 整体教
学 设计 ，将核心素养的理念与单 元 整体教学的实践进行深 度 融 合。
这 不仅 有助于深化对高中数学核心素养内涵的理解，更能 够 丰 富 单
元 整体教学的理论体系，为 该 领域 的研究提 供 新的视 角 和 框架 。通
过对教学 设计 原则、实 施策略 和评价机 制 的理论 探 讨 ， 本 研究有 望
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构建 起 一 套 具有 创 新性和实践 指 导意义的理论模 型 ，为 后 续相关研
究 奠定基础 ， 促 进数学教育理论的进一 步 发展。
2.实践意义 ： 为一 线 教 师 提 供 高中数学单 元 整体教学 设计 参考
本 研究的最终目标是 形 成一 套 可 操 作、 可 推 广 的核心素养导向
下的高中数学单 元 整体教学 设计 方案。这对于一 线 数学教 师 而 言 ，
具有重要的实践 指 导价值。 当前 ， 许多 教 师 在 落 实核心素养培养和
开 展单 元 整体教学方面感 到困 惑 ， 缺乏 具体的 路 径 和方法。 本 研究
将通过具体的单 元 案 例 分析和 设计 ，为教 师 提 供 清晰 的 设计思 路 、
丰 富 的教学 资 源 和 多元 的评价工具， 帮 助 他 们 有 效 转变教学理念，
优化教学行为，提 升 教学 设计 的 专业 能力，进而提高教学质量和 效
率 。
3 .发展意义 ：促 进学生核心素养的全面发展
本 研究的核心目的在于通过优化教学 设计 ，最终 促 进学生高中
数学核心素养的全面发展。通过整合知识、 突 出大概念、 创设 情 境 、
引 导 探 究，单 元 整体教学有 望 帮 助学生 打破 知识的 壁垒 ， 形 成系统
的数学 认 知结构，提 升 其解决 复杂 问题的能力。更重要的是，通过
在 真 实 情 境 中应用数学、在合作 交流 中提 升思维 ，学生在 情 感、 态
度 和价值观方面 也 将得 到 积 极 发展，成为具有 创 新 精神 和实践能力
的终身学习者。 本 研究的成 果 将有助于培养更 多 符 合新时代要求的
优 秀 人才。
（ 二 ）研究目标
1.构建核心素养导向下的高中数学单 元 整体教学 设计 框架
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本 研究的 首 要目标是 基 于核心素养理念和单 元 整体教学理论，
构建一 套 科学、 完 整、具有 指 导性的高中数学单 元 整体教学 设计 框
架 。 该框架 将包 含 设计 原则、 设计 要素（ 如 单 元主 题的 凝 练 、学习
目标的 制定 、教学内容的整合、学习 活动 的 组 织 、评价方式的 设
计 ） 及 其相互关系，为一 线 教 师 进行单 元 整体教学 设计 提 供 清晰 的
路 线图 和 操 作 指 南 。
2. 探索 单 元 整体教学中培养高中数学核心素养的有 效策略
本 研究的第 二 个目标是深 入探索 在单 元 整体教学 情 境 下， 如 何
有 效 培养高中数学六大核心素养的具体 策略 。这包括 如 何将核心素
养 融 入 单 元主 题的 选择 与 凝 练 、 如 何 设计富 有挑战性和 探 究性的学
习 任 务、 如 何 创设促 进深 度 学习和 协 作 交流 的课 堂环 境 、以 及如 何
运用 多元 化的评价方式来 诊 断和 促 进学生核心素养的发展。
3 .评 估 单 元 整体教学对学生核心素养发展的 促 进作用
本 研究的第 三 个目标是通过具体教学实践案 例 的分析和评价，
评 估 核心素养导向下的高中数学单 元 整体教学对学生核心素养发展
的实际 促 进作用。这 可 能 涉 及 对学生在数学抽象、逻辑推理、数学
建模、直观想象、数学运算和数据分析等方面的 表 现进行 前 测 与 后
测 对 比 ，以 及 通过问 卷 、 访谈 等方式 收集 学生学习体 验 和教 师 教学
反 思 ，以 期 为单 元 整体教学的有 效 性提 供 实 证 支持。
第 二 章 核心素养导向下的高中数学单 元 整体教学内涵与 框架
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一、核心素养导向下的高中数学单 元 整体教学的内涵理解
（一）核心素养的 界定及 其在数学教育中的体现
1.中国学生发展核心素养的宏观要求
中国学生发展核心素养是国 家 对 未 来人才培养的 总 体要求，旨
在培养 德 智 体 美 劳 全面发展的社会 主 义建 设 者和 接班 人。其包 含 文
化 基础 、 自主 发展、社会 参 与 三 个 维度 ，并 细 化为 思 想品 德 、学 业
水平 、身心 健康 、审 美 素养、 劳 动 素养等一系列具体要素。在高中
教育 阶 段 ，核心素养的培养意 味 着教育的重心 不 再 仅仅局限 于知识
的传 授 ，更强调学生综合能力的提 升 ，使其能 够 应对 复杂多 变的社
会挑战。数学作为 基础 学科，其教育必 须 与国 家 人才培养的宏观战
略 紧密 结合，为学生核心素养的 形 成 奠定坚 实 基础 。
2.高中数学核心素养的构成与 特 征
依据《普通高中数学课程标准（2017 年版 2020 年 修订 ）》，高
中数学核心素养 主 要包括数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想
象、数学运算和数据分析六个方面。数学抽象 指 通过对数学对象 本
质 属 性的 认 识与概括， 形 成数学概念、法则、关系的过程；逻辑推
理是依据规则 判 断 命 题 真 伪 、推导结论的能力；数学建模是将实际
问题转化为数学问题，并通过数学方法解决的能力；直观想象是借
助几何直观和空间想象感知事物的能力；数学运算是依据法则和方
法进行 计 算、推理和求解的能力；数据分析是 搜集 、整理、 描述 和
分析数据，并作出 判 断和 预测 的能力。这六大核心素养并非孤立存
在，而是相互关联、有机 融 合的，共同构成了学生运用数学 思维 解
