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数学探究活动的教学策略

2019-10-21师爱芬张强

关键词:高中数学教学策略核心素养

师爱芬 张强

摘   要:在核心素养理念下,新课程提倡探究学习,教师与学生对实施数学探究活动有很强的愿望,在新的课程要求下,需要进一步改进学习方式和教学策略,提升数学探究活动教学质量。

关键词:高中数学;核心素养;数学探究;教学策略

中图分类号:G633.6    文献标识码:A    文章编号:1009-010X(2019)26-0054-03

如果知识是数学核心素养的载体,那么数学探究活动就是学生数学核心素养形成的有效途径。探究教学活动应围绕学生数学核心素养的形成设计和实施,因为学生是探究的主体,数学素养的形成只有在具体的数学学习活动中才能形成,数学探究活动对于提升学生核心素养具有重要价值。皮亚杰指出,“教育的首要目的在于造就有所创新、有所发明和发现的人”,可见数学探究活动在于培养人,在于培养学生的能力和素养,为此,在数学探究教学的设计、组织与学习过程中,应组织有效探究活动,促进学生核心素养的形成。

一、数学探究学习活动的提出

《普通高中数学课程标准(2017年版)》指出“数学探究活动是运用数学知识解决数学问题的一类综合实践活动,也是高中阶段数学课程的重要内容”。数学探究是指在教学中,将教学内容进行问题化设计,通过观察分析数学事实,提出有意义的数学问题,以问题为载体,感受问题意义与价值,寻求问题解决途径与方法,通过自主独立地发现问题、实验、操作、调查、搜集与处理信息、表达与交流等,探求适当的数学结论或规律,给出解释或证明,从而获得知识,促进能力与素养的形成与发展。

新课程提倡探究学习,教师与学生在实践中往往产生一些对探究学习活动的困惑,表现为三个层面:在学习对象方面,探究学习活动学习内容难以组织,不好设计适合大多数学生学习的探究性学习材料;在具体操作层面,探究学习活动难以操作,学习时间和进程难以把握,容易引起教学秩序的混乱;在教学效果方面,部分学生难以实质性参与到探究活动中,从而对探究活动的效率和结果产生疑虑。鉴于以上问题,有必要研究适合高中生探究活动的学习方式和教学策略。

二、高中学生数学探究学习活动基本原则

1.以引起兴趣、激发学生探究欲望为探究学习活动的行动原则。一切数学探究活动要从学生出发,要了解学生学习状况,关注学生学习动机,努力激发求知欲望,在问题解决过程中,学生的好奇心得到充分满足,同时能以积极的态度参与到问题解决过程之中。例如,为了引起学生兴趣,激发学生数学思维,经常将研究对象或问题,纳入到真实情境中,让学生感受到数学问题的自然性、真实性,为此,教师设计一个好情境,可以激发学生学习兴趣、感受到数学的真实意义和价值。

2.以可操作性、适度性为探究学习活动的组织原则。学生在数学探究活动中具有独立性,不同学生可以根据他们探究途径,形成个性化的、不同的问题解决方案和知识体系,因此,在数学探究活动中,学生具有选择权,这点完全不同于接受式学习,后者要学的知识、待完成的任务和解决问题的手段大多由教师选择和决定。

3.以体验性、构建性为探究学习活动的行动原则。在探究学习活动中,鼓励学生自主探究、独立思考,敢于面对思维的挑战,学生只有在经历挫折、克服困难与持之以恒的探究过程中,才能获得积极的情感体验,才能形成科学的思维方式。在数学探究活动中,学生综合运用已有知识、方法解决问题,自主构建知识体系,通过数学探究活动获得解决数学问题的“完整知识”,提高理性思维、直觉思维、批判思维等思维能力,真正提升数学素养。

三、数学探究学习活动基本策略

(一)选择有意义的数学探究对象

一是通过日常教学,感受数学探究。高中学生探究学习并不高不可攀。实际上,探究是一种学生的天性或本能,教师在日常教学中,根据教学内容和学生实际,随时可以组织或引导学生进行探究学习活动,不断感受、加深对探究学习的认识。例如,研究导数定义时,可以引导学生探究一个跳水运动员速度变化率,组织学生进行数学运算、推理,并设计具有挑战性问题,通过运算、推理,探究质点运动过程中质点运动规律,研究其对应的函数关系,感受瞬时速度,体会导数定义的背景或意义。另外,不能将探究与接受学习割裂开来,在中学教学实践中,大量教学活动反映为接受中有探究,探究中含有接受的混合学习,直至达到相对自由的探究。一般学生不可能完全独立从事探究學习活动,仍需要教师的有效指导,教师应该以参与者、指导者的身份投入到学生探究活动中。

二是设计课题研究,学会数学探究。《普通高中数学课程标准》指出:在必修课程中,要求学生完成一个课题研究,可以是“数学建模”的课题研究,也可以是“数学探究”的课题研究。在课题研究中,一般要经历选题、开题、做题、结题四个过程,需要撰写研究报告,报告可以采用专题作业、测量报告、算法程序、制作的实物或研究论文等多种形式。课题探究活动是一种全新的学习方式,包含学生的探究与实践过程,是学生感性认识和理性认识相结合的过程。首先,课题学习是一个完整的学习过程,是数学核心素养形成的重要途径,通过一个课题研究,学生经历从现象到本质、从猜测到验证,从局部到整体的思维过程,使碎片化的知识更加完整化、系统化;其次,课题研究能够真正激发学生创造潜力,学生在课题研究中,在“做中学”,将知识作为解决知识的手段而不是目的,做到“学以致用”,将“学知识”融入于“用知识”之中,对培养学生探究意识、技能和实践能力,培养学生应用数学意识和数学素养具有积极作用。

(二)创设有利于学生探究的条件

创设探究式学习活动的条件是探究教学的重要一环。以下笔者提供几个创设探究学习活动的角度:

一是从学生与探究对象角度。探究活动应该是一个有目的的学习过程,教师教学目标要明确,学生了解研究对象与要求;给予学生一定的自由度和空间,学生能够自由组织材料,允许自我验证自己想法,以自己方式解决观察结果;数学探究的基本工具和材料要丰富,有合适的场所,有丰富完备的仪器、资料、信息供学生选择。

二是从学生与教师角度。学生与教师能够在民主、平等环境中进行数学探究活动,教师能够为学生提供恰当的技术支持与帮助,在研究方法与技能、信息搜寻与处理等方面能得到教师有效指导。

三是从学生与学生角度。根据探究任务难易及复杂程度,需要学生之间交流与合作。这就要求探究活动过程中,每一位参与者的责任、任务清晰,同伴间能够合理沟通与协作,能够互享研究成果,学生在合作中学会合作与分享。

四是从教师与整体探究活动过程的角度。教师要确保全体同学能够根据他们的能力与意愿,参与到探究活动中去,每个学生的潜能得以充分发挥。教师应做好两个方面工作,一方面要形成“数学探究学习预案”,设计好探究学习基本流程,对每个关键节点有多种预案;另一方面,时刻观察、了解探究学习活动,了解每一个学生的学习活动的即时状况,处理好各种突发事件,关注学生提出的各种新思维、新设想,探究活动中生成的新思维、新想法越多,探究活动越有意义,鼓励学生独立思考,根据实际情况,有效组织和恰当调整探究活动。

(三)以有价值的问题引领探究活动

探究常以问题解决形式展开,學生根据原有的知识和经验,提出问题解决策略与方法。教师在组织数学探究活动时,应常常将研究内容问题化,引领学生探究活动。

问题设置要围绕数学课程中核心知识,围绕研究对象关键因素,而最为关键的是问题提出要关注学生已有认知水平。一般,教师常常以“问题串”形式组织问题,好的“问题串”应符合以下几个特点:一是与数学关键概念、核心内容紧密相关,二是有一定难度和梯度,三是含有丰富数学思维方法,四是需要学生进行推理论证,五是有一定思维含量与技巧,六是可以运用不同知识与方法,通过多种途径给出问题解决方案。

另外,有时需要用问题对探究对象适度优化。一些现实的学习材料往往需要一定的加工和改造,以便使现实的材料成为数学材料,再将数学的材料成为学生探究学习的材料。而改造这些材料的基本方法之一是利用数学问题,引起学生数学的思考,再用数学的思维与方法解决现实问题,从而调控探究的难度和适应度。

(四)搭建展示、交流与评价平台

探究学习应该为学生搭建合适平台,让学生展示探究成果,反思交流探究过程与结果。

首先,要关注学生的自我评价,探究学习参与者根据其自我研究过程和结果,参照文献或他人的研究,对自己研究过程和结果进行解释与评价,并提出可能进一步修正、改进或研究的看法,有时,他们需要回答以下类似的问题:实证材料是否能够证明自己提出的解释,推断过程是否合理,是否真正解答了问题,能不能得出其它解释等。

其次,要关注他人对学生的评价,包括教师、同学、家长和社会专业人士的评价,探究学习活动评价应该是多元的,评价主体是多元的、评价的角度也应该是多元的。

再次,数学探究活动需要建立交流平台,参与者共享探究成果,每个学生有发表自己想法的权力和机会,通过交流学会交流与共享,最大限度地完备探究结果,培养学生探究能力和数学素养,激励学生以更高热情和积极性投入到新的数学探究活动之中。

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