本书包括七个部分。第一部分是对核心素养提出的背景作介绍，就教育领域内对核心素养的相关研究概况作简要综述。第二部分剖析核心素养生成的本源，对数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算、数据分析等6个数学核心素养从内涵、本质、功能等方面作了解读，同时建立数学核心素养的一个结构。第三部分是理论分析，对核心素养提出来后作为支撑教学的理论基础变革，包括客观主义向建构主义位移、浅层学习向深度学习倾斜、教学科学化向科学地教学转轨。第四部分讨论发展学生数学核心素养的教学设计，论述如何从外显层面和内隐层面分析教材，在教学设计中如何确定核心素养教学目标，提出发展学生核心素养的四种教学模式：单元结构教学模式（包括四种具体模式）、归纳形成教学模式、问题生长教学模式、项目研究教学模式，配套提出实施这些模式的若干教学策略。第五部分探讨如何围绕核心素养目标，具体实施数学概念教学、数学命题教学和数学解题教学。第六部分研究学习评价问题，在分析课程标准以及学习评价的相关研究基础上，提出数学核心素养学业评价的基本框架，探讨数学关键能力测试题目编制的相关问题。第七部分是三项关于核心素养的实证研究，主要研究初中生逻辑推理结构和小学生解决真实情境问题的现状。
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