绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇数学解决问题论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
(一)“问题解决”课堂教学模式的理论框架:(1)在一定的问题情境背景下,高中学生可以利用必要的学习材料,借助教师和同伴的帮助,通过意义建构主动获得知识。(2)问题解决能力的培养为高中学生学习高中数学知识提供动力,而系统的高中数学知识体系为问题的解决提供保障。问题解决能力的培养与高中数学知识体系的建构两者之间的互补与平衡有助于高中学生认知结构的完善。(3)高中学生和教师是教学活动中能动的角色和要素,师生关系是互为主体、互相依存、互相配合的,师生双方的主体性在教学过程中都应得到发展和发挥。(4)高中学生主体作用主要体现在高中学生的学习活动过程中。(5)教师的主体作用主要体现在对教学活动进行科学认识的过程中,教学过程中教师的主导是发挥主体作用的具体表现形式。
(二)“问题解决”课堂教学模式的功能目标:学习发现问题的方法,开掘创造性思维潜力,培养主动参与、团结协作精神,增进师生、同伴之间的情感交流,形成自觉运用高中数学基础知识、基本技能和高中数学思想方法分析问题、解决问题的能力和意识。
(三)高中数学问题解决能力培养目标:1.会审题——能对问题情境进行分析和综合。 2.会建模——能把实际问题高中数学化,建立高中数学模型。3.会转化——能对高中数学问题进行变换化归。4.会归类——能灵活运用各种高中数学思想和高中数学方法进行一题多解或多题一解,并能进行总结和整理。 5.会反思——能对高中数学结果进行检验和评价。6.会编题——能在学习新知识后,在模仿的基础上编制练习题;能把高中数学知识与社会实际联系起来,编制高中数学应用题。
(四)“问题解决”课堂教学模式的操作程序:教学流程:创设-尝试-自主- 反馈情境-引导-解决-梳理。
1.创设问题情境,激发高中学生探究兴趣。从生活情境入手,或者从高中数学基础知识出发,把需要解决的问题有意识地、巧妙地寓于符合高中学生实际的基础知识之中,把高中学生引入一种与问题有关的情境之中,激发高中学生的探究兴趣和求知欲。创设问题情境的主要方法:(1)通过语言描述,以讲故事的形式引导高中学生进入问题情境;(2)利用录音、录象、电脑动画等媒体创造形象直观的问题情境;(3)高中学生排练小品,再现问题情境;(4)利用照片、图片、实物或模型;(5)组织高中学生实地参观。
2.尝试引导,把高中数学活动作为教学的载体。高中学生在尝试进行问题解决的过程中,常常难以把握问题解决的思维方向,难以建立起新旧知识间的联系,难以判断知识运用是否正确、方法选择是否有效、问题的解是否准确等,这就需要教师进行启发引导。常用启发引导方式:(1)重温与问题有关的知识。(2)阅读教材,学习新概念。(3)引导高中学生对问题进行联想、猜测、类比、归纳、推理等。(4)组织高中学生开展小组讨论和全班交流。
3.自主解决,把能力培养作为教学的长远利益。让高中学生学会并形成问题解决的思维方法,需要让高中学生反复经历多次的"自主解决"过程,这就需要教师把高中数学思想方法的培养作为长期的任务,在课堂教学中加强这方面的培养意识。常用方式:(1)对于比较简单的问题,可以让高中学生独立完成,使高中学生体会到运用高中数学思想方法解决问题的快乐。(2)对于有一定难度的问题,应该让高中学生有充足的时间独立思考,再进行尝试解决。(3)对于思维力度较大的问题,应在高中学生独立思考、小组讨论和全班交流的基础上,通过合作共同解决。
(五)高中数学问题解决能力培养的课堂教学评价标准: 1.教学目标的确定:(1)知识目标的确定应重视高中数学基础知识和基本技能;(2)能力目标的确定应强调高中数学思想方法的揭示和培养;(3)情感目标的确定应注意学习兴趣的激发、良好人际关系的建立、科学态度和创新精神的培养等等。2.教学方法的选择:采用探究式、启发式教学方法,通过问题激发高中学生求知欲,使高中学生主动参与高中数学实践活动,以独立思考和相互交流的形式,在教师的指导下发现、分析和解决问题,掌握高中数学基本知识、基本技能和基本高中数学思想方法,培养积极探索和团结协作的科学精神。3.问题的选择:合适的问题至少应有如下特点之一:(1)重视情景应用,即给出一种实际情景和需求,以解决现实困难为标志。(2)具有探究性,即问题不一定有解,答案不必唯一,条件可以变化,试验方案可以自己设计,允许与别人讨论等等。(3)非形式化,即不是教材内容的简单模仿,不是靠熟练操作就能完成的,需要较多的创造性。4.师生双主体意识的体现:(1)在课堂教学活动过程中,高中学生主动参与学习意识强,能主动发现和分析问题,能联系新旧知识,能在独立思考的基础上,与同伴开展交流、讨论,能提出解决问题的各种方法,并努力进行验证。(2)在课堂教学活动过程中,教师能创造性地设计教学过程,洞察课堂中发生地各种问题,并准确地判断发生问题的原因,能动地、有效地处理这种问题,把握教学活动地主动权。
作为问题解决的核心——问题,有着各种各样的分类方法,但大体上可分为两类:
1. 为了学习探索数学知识,复习巩固所学内容而主要由教师构作的数学问题,如教科书,复习参考书中的练习题和复习题等;这类问题往往是已完成数学抽象和加工的成品问题。
2. 出现于非数学领域,但需用数学工具来解决的问题。比如来自日常生活、经济、科学、物理、化学、生物等学科中的应用数学问题;这类问题往往还是“原坯”形的问题,怎样将它抽象转化成一个相应的数学问题是关键。当然,这两类问题是有交集的,它们彼此的边界也是模糊的,如可列方程(组)求解答文字应用题的一部分就在这个交集中。
二、 数学问题解决能力的培养目标:
1. 会审题——能对问题情境进行分析和综合。
2. 会建模——能把实际问题数学化,建立数学模型。
3. 会转化——能对数学问题进行变换化归。
4. 会归类——能灵活运用各种数学思想和数学方法进行一题多解或多题一解,并能进行总结和整理。
5. 会反思——能对数学结果进行检验和评价。
6. 会编题——能在学习新知识后,在模仿的基础上编制练习题;能把数学知识与社会实际联系起来,编制数学应用题。
三、 “问题解决”课堂教学模式的操作程序:
教学流程:
创设 尝试 自主 反馈
情境 引导 解决 梳理
1. 创设问题情境,激发学生探究兴趣。
从生活情境入手,或者从数学基础知识出发,把需要解决的问题有意识地、巧妙地寓于符合学生实际的基础知识之中,把学生引入一种与问题有关的情境之中,激发学生的探究兴趣和求知欲。
创设问题情境的主要方法:(1)通过语言描述,以讲故事的形式引导学生进入问题情境;(2)利用录音、录象、电脑动画等媒体创造形象直观的问题情境;(3)学生排练小品,再现问题情境;(4)利用照片、图片、实物或模型;(5)组织学生实地参观。
2. 尝试引导,把数学活动作为教学的载体。
学生在尝试进行问题解决的过程中,常常难以把握问题解决的思维方向,难以建立起新旧知识间的联系,难以判断知识运用是否正确、方法选择是否有效、问题的解是否准确等,这就需要教师进行启发引导。
常用启发引导方式:(1)重温与问题有关的知识。(2)阅读教材,学习新概念。(3)引导学生对问题进行联想、猜测、类比、归纳、推理等。(4)组织学生开展小组讨论和全班交流。
3. 自主解决,把能力培养作为教学的长远利益。
让学生学会并形成问题解决的思维方法,需要让学生反复经历多次的“自主解决”过程,这就需要教师把数学思想方法的培养作为长期的任务,在课堂教学中加强这方面的培养意识。
常用方式:(1)对于比较简单的问题,可以让学生独立完成,使学生体会到运用数学思想方法解决问题的快乐。(2)对于有一定难度的问题,应该让学生有充足的时间独立思考,再进行尝试解决。(3)对于思维力度较大的问题,应在学生独立思考、小组讨论和全班交流的基础上,通过合作共同解决。
4. 练结,把知识梳理作为教学的基本要求。
根据学生的认知特点,合理选择和设计例题与练习,培养主动梳理、运用知识的意识和数学语言表达能力,达到更好地掌握知识及其相互关系和数学思想方法的目的。
一、背景和意义
19世纪末,20世纪初,一些心理学家首先对问题解决进行了研究,并对“问题解决”作了诸多的阐释。在国际数学教育界,从美国的波利亚首先对怎样解题作了详尽的探讨开始,逐渐对这个问题展开了研究。尤其是在美国,从60年代“新数运动”过分强调数学的抽象结构,忽视数学与实际的联系,脱离教学实际,到70年代“回到基幢走向另一个极端,片面强调掌握低标准的基础知识,数学教学水平普遍下降。在对于数学教育发展方向作了长期探索以后,“问题解决”和“大众数学(mathematicsforal)”已经成为美国数学教育的响亮口号,并产生国际影响。
什么是问题解决,由于观察的角度不同,至今仍然没有完全统一的认识。
有的认为,问题解决指的是人们在日常生活和社会实践中,面临新情景、新课题,发现它与主客观需要的矛盾而自己却没有现成对策时,所引起的寻求处理问题办法的一种心理活动。有的把学习分成八种类型:信号学习、……概念学习、法则学习和问题解决。问题解决是其中最高级和复杂的一种类型,意味着以独特的方式选择多组法则,并且把它们综合起来运用,它将导致建立起学习者先前不知道的更高级的一组法则。英国学校数学教育调查委员会报告《数学算数》则认为:把数学应用于各种情形的能力就是“问题解决”。全美数学教师理事会《行动的议程》对问题解决的意义作了如下说明:第一,问题解决包括将数学应用于现实世界,包括为现时和将来出现的科学理论与实际服务,也包括解决拓广数学科学本身前沿的问题;第二,问题解决从本质上说是一种创造性的活动;第三,问题解决能力的发展,其基础是虚心、好奇和探索的态度,是进行试验和猜测的意向;等等。
从上述对问题解决意义的阐述中,我们可以看到一些共性和相通之处。从数学教育的角度来看,问题解决中所指的问题来自两个方面:现实社会生活和生产实际,数学学科本身。问题的一个重要特征是其对于解决问题者的新颖性,使得问题解决者没有现成的对策,因而需要进行创造性的工作。要顺利地进行问题解决,其前提是已经了解、掌握所需要的基础知识、基本技能和能力,在问题解决中要综合地运用这些基础知识、基本技能和能力。在问题解决中,问题解决者的态度是积极的。此外,在学校数学教学中,所谓创造性地解决问题,有别于数学家的创造性工作,主要指学习中的再创造。因而,笔者认为,从数学教育的角度看,问题解决的意义是:以积极探索的态度,综合运用已具有的数学基础知识、基本技能和能力,创造性地解决来自数学课或实际生活和生产实际中的新问题的学习活动。
简言之,就数学教育而言,问题解决就是创造性地应用数学以解决问题的学习活动。
问题解决中,问题本身常具有非常规性、开放性和应用性,问题解决过程具有探索性和创造性,有时需要合作完成。
二、“问题解决”的重要性
问题解决已引起国内外数学教育界的广泛重视,把它和数学课程紧密联系起来,已是国际数学教育的一个趋势。究其原因,笔者认为主要有以下几方面:
(一)时代呼唤创新
在国际竞争日益激烈的当今世界,各国政府乃至普通老百姓都越来越清楚认识到,国家的富强,乃至企业的兴衰,无不取决于对科学技术知识的学习、掌握及其创造性的开拓和应用。但创造能力并非与生俱有,必须通过有意识的学习和训练才能形成。学校教育必须重视培养学生应用所学知识进行创造性工作的能力。问题解决正反映了这种社会需要。
(二)我国数学教育的成功和不足
我国的中学数学教学与国际上其它一些国家的中学数学教学比较,具有重视基础知识教学,基本技能训练,数学计算、推理和空间想象能力的培养等显著特点,因而我国中学生的数学基本功比较扎实,学生的整体数学水平较高。然而,改革开放也使我国数学教育界看到了我国中学数学教学的一些不足。其中比较突出的两个问题是,学生应用数学的意识不强,创造能力较弱。学生往往不能把实际问题抽象成数学问题,不能把所学的数学知识应用到实际问题中去,对所学数学知识的实际背景了解不多;学生机械地模仿一些常见数学问题解法的能力较强,而当面临一种新的问题时却办法不多,对于诸如观察、分析、归纳、类比、抽象、概括、猜想等发现问题、解决问题的科学思维方法了解不够。面对这种情况,我国数学教育界采取了一些相应措施。例如,北京、上海等地分别开展了中学生数学应用竞赛,在近年高校招生数学考试中,也加强了对学生应用数学意识和创造性思维方法与能力的考查等。虽然这些措施收到了一定的成效,然而要从根本上改变现状,还应在中学数学课程设计上有所突破。一些学者认为,在中学数学课程中体现问题解决的思想,是解决上述问题的有效途径。
(三)数学观的发展
数学发展至今,人们对数学的总的看法由相对静态的观点转向静态和动态相结合的观点。对于数学是什么,经典的是恩格斯的定义:数学是研究现实世界空间形式和数量关系的科学。恩格斯对数学的观点是相对静止的,它主要指出了数学的客观真理性,然而,当今的社会实践告诉人们还应该用动态的观点去认识数学,即从数学与人类实践的关系去认识数学。就数学教育而言,学生之所以要学习数学,除了数学的客观真理性,更在于数学是改造客观世界的重要工具。学数学,首先是为了应用。应用数学是学数学的出发点和归宿。所以,数学教学的主要任务是教给学生在实际生活和生产实践中最有用的数学基础知识,并在教学过程中有意识地培养学生应用这些知识分析和解决实际问题的能力。
(四)问题解决过程和方法的一般性
在解决来自实际和数学内部的数学问题中,问题解决的过程和方法是基本相同的。不仅如此,这种过程和方法与解决一般的、其它学科中问题的过程和方法有很多共同之处。在数学问题解决中学习的过程和方法可以迁移到其它学科的问题解决过程中。此外,相对于其它学科的问题来学,解决数学问题所需要的工具和材料要少得多,有时只需要一支笔,一张纸。因而通过数学问题解决,可以较快地教给学生一般的问题解决的过程和思想方法,具有较高的效率。
三、“问题解决”和中学数学课程
问题解决在各国的中学数学课程中的引入方式各不相同,英国SMP数学课程专门设置了一种问题解决课,我国人民教育出版社出版的义务教育初中数学课程中设立了实习作业、应用题、想一想、做一做等,在高中数学试验课本中也增加了研究题等,这些和问题解决思想是一致的。笔者认为,从目前中国的实际情况出发,重要的是在中学数学课程中去体现问题解决的思想精髓,这就是它所强调的创造能力和应用意识。就是说,在中学数学课程中应强调以下几点:
(一)鼓励学生去探索、猜想、发现
要培养学生的创造能力,首先是要让学生具有积极探索的态度,猜想、发现的欲望。教材要设法鼓励学生去探索、猜想和发现,培养学生的问题意识,经常地启发学生去思考,提出问题。
学生学习的过程本身就是一个问题解决的过程。当学生学习一门崭新的课程、一章新的知识、乃至一个新的定理和公式时,对学生来说,就是面临一个新问题。例如,高中数学课是在学生学习了初中代数、几何课以后开设的,学生对数学已经有比较丰富的感性认识,教科书中是否可以提出,或者说应该教学生提出以下的一些问题:高中数学课是怎样的一门课?高中数学课和小学数学、初中代数、初中几何课有什么关系?数学是怎样的一门科学?这门科学是怎样产生和发展起来的?高中数学将要学习哪些知识?这些知识在实际中有什么用?这些知识和以后将要学习的数学知识、高中其它学科知识有些什么关系,有怎样的地位作用?要学好高中数学应注意些什么问题?当然,对这些问题,即使是学完整个高中数学课程以后,也不一定能完全回答好,但在学这门课之前还是要引导学生去思考这些问题,这也正是教科书编者所要考虑并应该尽可能在教科书中回答的。笔者认为,在高中数学课中可以安排一个引言课。同样,在每一章,乃至每一单元都应该考虑类似的问题。在这一点,初中《几何》的引言值得参考。在教科书中经常提一些启发性的问题,就会让学生逐步养成求知、好问的习惯和独立思考、勇于探索的精神。
无论是教科书的编写还是实际教学,在讲到探索、猜想、发现方面的问题时要侧重于“教”:有时候可以直接教给学生完整的猜想过程,有时候则要较多地启发、诱导、点拨学生。不要在任何时候都让学生亲自去猜想、发现,那样要花费太多的教学时间,降低教学效率。此外,在探索、猜想、发现的方向上,要把好舵,不要让学生在任意方向上去费劲。
(二)打好基础
这里的基础有两重含义:首先,中学教育是基础教育,许多知识将在学生进一步学习中得到应用,有为学生进一步深造打基础的任务,因而不能要求所学的知识立即在实际中都能得到应用。其次,要解决任何一个问题,必须有相关的知识和基本的技能。当人们面临新情景、新问题,试图去解决它时,必须把它与自己已有知识联系起来,当发现已有知识不足以解决面临的新问题时,就必须进一步学习相关的知识,训练相关的技能。应看到,知识和技能是培养问题解决能力的必要条件。在提倡问题解决的时候,不能削弱而要更加重视数学基础知识的教学和基本技能的训练。
教给学生哪些最重要的数学基础知识和基本技能,是问题的关系。目前,《全日制普通高级中学数学教学大纲(供试验用)》中关于课程内容的确定,已为更好地培养我国高中学生运用数学分析和解决实际问题的能力提供了良好的条件。我们要继承高中数学教材编写中重视数学基础知识和基本技能的优良传统和丰富经验,编出一套高质量的高中数学教材,以下仅对数学概念的处理谈点看法。
数学概念是数学研究对象的高度抽象和概括,它反映了数学对象的本质属性,是最重要的数学知识之一。概念教学是数学教学的重要组成部分,正确理解概念是学好数学的基矗概念教学的基本要求是对概念阐述的科学性和学生对概念的可接受性。目前,对中学数学概念教学,有两种不同的观点:一种观点是要“淡化概念,注重实质”,另一种观点是要保持概念阐述的科学性和严谨性。高中数学课程的建设也面临着同样的问题。笔者认为,对这一问题的处理应该“轻其所轻,重其所重”,不能一概而论。提出“淡化概念,注重实质”是有针对性的,它指出了教材和教学中的一些弊端。一些次要和学生一时难以深刻理解但又必须引入的概念,在教学中必须对其定义作淡化(或者说浅化)的处理,有的可以用白体字印刷,来表明概念被淡化。但一些重要概念的定义还是应以比较严格的形式给出为妥,否则,虽然老师容易判定这些概念的定义是被淡化的,但是学生容易对概念产生误解和歧义,关键在于教师在教学中把握好度,突出教学的重点。还有一些概念,在数学学科体系中有重要的地位和作用,对这类概念,不但不能作淡化处理,反之,还要花大力处理好,让学生对概念能较好地理解和掌握。例如,初中几何的点概念、高中数学的集合等概念,是人们从现实世界广泛对象中抽象而得,在教材处理中要让学生认识到概念所涉及的对象的广泛性,从而认识到概念应用的广泛性,另外学生也在这里学到了数学的抽象方法。对于数学概念,应该注意到不同数学概念的重要性具有层次性。总之,对于数学概念的处理,要取慎重的态度,继承和改革都不能偏废。
(三)重视应用意识的培养
用数学是学数学的出发点和归宿。教科书必须重视从实际问题出发,引入数学课题,最后把数学知识应用于实际问题。可以考虑把与现实生活密切相关的银行事务、利率、投资、税务中的常识写进课本。
当然,并不是所有的数学课题都要从实际引入,数学体系有其内在的逻辑结构和规律,许多数学概念是从前面的概念中通过演绎而得,又返回到数学的逻辑结构。
此外,理论联系实际的目的是为了使学生更好地掌握基础知识,能初步运用数学解决一些简单的实际问题,不宜于把实际问题搞得过于繁复费解,以致于耗费学生宝贵的学习时间。
(四)教一般过程和方法
在一些典型的数学问题教学中,教给学生比较完整的解决实际问题的过程和常用方法,以提高学生解决实际问题的能力。
由于实际问题常常是错综复杂的,解决问题的手段和方法也多种多样,不可能也不必要寻找一种固定不变的,非常精细的模式。笔者认为,问题解决的基本过程是:1.首先对与问题有关的实际情况作尽可能全面深入的调查,从中去粗取精,去伪存真,对问题有一个比较准确、清楚的认识;2.拟定解决问题的计划,计划往往是粗线条的;3.实施计划,在实施计划的过程中要对计划作适时的调整和补充;4.回顾和总结,对自己的工作进行及时的评价。
问题解决的常用方法有:1.画图,引入符号,列表分析数据;2.分类,分析特殊情况,一般化;3.转化;4.类比,联想;5.建模;6.讨论,分头工作;7.证明,举反例;8.简化以寻找规律(结论和方法);9.估计和猜测;10.寻找不同的解法;11.检验;12.推广。
(五)创设问题情景
1.一个好问题或者说一个精彩的问题应该有如下的某些特征:(1)有意义,或有实际意义,或对学习、理解、掌握、应用前后数学知识有很好的作用;(2)有趣味,有挑战性,能够激发学生的兴趣,吸引学生投入进来;(3)易理解,问题是简明的,问题情景是学生熟悉的;(4)时机上的适当;(5)难度的适中。
2.应该对现有习题形式作些改革,适当充实一些应用题,配备一些非常规题、开放性题和合作讨论题。
(1)应用题的编制要真正反映实际情景,具有时代气息,同时考虑教学实际可能。
(2)非常规题是相对于学生的已学知识和解题方法而言的。它与常见的练习题不同,非常规题不能通过简单模仿加以解决,需要独特的思维方法,解非常规题能培养学生的创造能力。
在小学数学教学中,由于一些教师素质不高,导致学生得不到良好的教育,教师对于学生而言既是引导者也是教授者,教师的素质决定学生的素质。只有教师具备良好的素质,才能通过言传身教,让学生更好地学习数学知识。目前我国小学数学教师普遍呈现出素质不高的情况,因此,教师素质急待提高。
2.盲目追求教学形式多样性
进行小学数学教学时,需要利用一些教学手段与教学方法,从而将一些比较抽象的问题形象化。但很多教师只是盲目地追求教学形式多样化,导致在教学时,分散了学生的注意力,严重影响教学效率。其中,主要的教学形式就是进行知识展览,把数学课堂当成展示道具的地方,严重影响数学教学质量。
3.学生不具备合作学习能力
由于小学生的年纪比较小,在进行合作学习时,经常出现学生不具备合作学习能力的问题,这种问题的产生直接导致学生在进行合作学习时,达不到良好的学习效果,浪费了学习时间,合作学习对于学生的交流能力与学习能力都能产生良好的促进效果。而学生不具备合作学习能力,这个问题的出现对于课堂学习而言非常不利,教师为学生安排合作学习的课题,是希望学生可以通过合作学习,培养学生的各方面能力。如果学生不具备合作学习能力,那么教师安排学生进行合作学习,完全等于浪费课堂学习时间,达不到预期的学习效果,学习成绩也难以提高。
二、解决小学数学中存在问题的策略
1.明确教学目标
教师进行教学,应该明确教学任务与责任,要让学生掌握良好的数学基础知识与数学的基本技能,同时,培养学生具备一定的思维能力,培养学习兴趣,养成良好的学习习惯,树立学习数学的信心,要以培养学生良好的数学学习素质作为教学目标。
2.提高教师的综合素质
教师在数学教学中起到了非常重要的作用,教师的综合素质高低直接决定了小学数学教学的效果,教师的素质包括很多方面。其中,主要是教师思想素质与自身的业务能力。由于教师的工作性质要求,教师必须具备良好的思想素质,教师这个职业自古以来都需要具备良好的职业道德。虽然教师的考核已经在积极进行中,然而,对教师的工作成果是很难进行测量的。由于我国教育部目前已经把应试教育转向素质教育的轨道中,更要求教师必须具备良好的心态来从事自己的职业。另外,教师还应该不断提高自身的业务能力,通过加强学习,与其他教师的交流等方式,不断提高自身的业务能力,提高教学水平。只有这样,教师才能够对学生开展有效的数学教学,促进学生学习上的良好发展。
3.改革教学方法
在小学数学教学中,教师还需要对教学方法进行改革,针对教师盲目追求教学形式多样性的问题,教师应该从小学生的实际情况出发,结合小学数学特点,对小学数学教学方法进行改革。在如今的小学数学教学中,比较行之有效的教学方法有:探究式教学法、问题导向教学法、自主学习教学法、情境教学法,等等。教师可以根据小学生的学习能力、学习水平以及接受能力,对上述几种教学方法有效利用,并且结合教学中存在着的不足,对教学方法进行进一步的改进,进而有助于提高小学数学课堂教学的效率,提高学生的学习水平。
1234 1243 1324 1423
2134 2143 2341 2431
3124 3142 3421 3412
4123 4132 4312 4321
然后,我就给出了这道的答案,一共有16种排法。可爸爸赶紧就说:“你好像漏了一些排法呢!”。然后我在爸爸的提醒下,又回头看一遍,想来想去终于发现还少了下面这些排法:
1342 14322314 2413
3241 3214 4213 4231
加上漏掉的这些排法,正确的答案是一共有24种排法。写完题目后,我就跟爸爸说这种求排法的题目可真容易错啊,少想到一种排法就错了。爸爸就笑着说:“那我们学数学,就是要利用方便的方法确保题目得到正确答案啊,容易错就说明我们还没有找到正确的方法”。我就好奇的问:“那像这种题目,除了一种一种的列出来,还有什么好办法么?”爸爸就开始用笔在纸上画起来,边画边教我。
一、关于“实习作业”的教学
“实习作业”是义务教育数学教材中体现素质教育的新增内容。它是通过学生的实践活动(如测量),加深对基础知识的理解与应用。因此,要求全体学生结合实际,认真做好实习,并写出实习报告。《代数》弟三册要求测量当地初中三年级男学生的身高;《几何》第三册要求测量倾斜角和底部可以到达的旗杆高。
这些内容对培养学生理论联系实际和动手操作能力具有重要意义,各地不得擅自删减。
二、关于计算器使用的教学
我国义务教育初中数学引入计算器教学,是为了适应现代科技发展的需要,是培养二十一世纪人才所必须的。根据义务教育初中数学教学大纲的规定,初中二年级引入计算器教学,是为了解决查平方根表和立方根表的困难;初中三年级引入计算器教学,是为了准确迅速地进行统计运算。因此,初二教学重点是,在介绍电子计算器构造的基础上,使学生掌握用计算器进行加、减、乘、除、乘方和开方计算;初三教学重点是,用计算器计算样本的平均数、方差、标准差。有条件的学校,可以组织课外活动,提高学生使用计算器的技能。未经计算器教学培训的教师,由各市教研部门组织培训或自学。
三、关于课本中的“读一读”、“想一想”、”做一做”内容的教学
义务教育初中数学教材增加“读一读”、“想一想”、“做一做”内容,是根据义务教育的性质和任务,为扩大学生的知识面面开设的新的教学栏目。“读一读”是供学生阅读的一些短文,“做一做”是供学生动手操作的一些实例,“想一想”是供学生思考的一些数学问题。这些内容部超出大纲的要求,不作教学要求,不能作正课讲给学生,中考命题范围不包括这些内容。教师可利用课外时间,指导学生自学这些内容。
四、关于解直角三角形与二次函数的教学
随着教育事业的不断改革与发展,在小学数学教学中,解决问题式教学的应用显得越来越重要。传统的小学数学教材中没有解决问题这一说法。解决问题的说法由以前的应用题发展而来,原来的应用题是结合生活中的实际问题给出一些已知量和未知量,让学生根据已知条件运用所学的数学知识来求出未知量。而现在的解决问题教学,则更好地将心理学的研究结果应用于教学过程中,从而提高教学的效果。本文就小学数学解决问题式教学的应用作一些探讨。
一、解决问题教学概述
解决问题,在不同学科领域中的界定不同。在小学数学教学中,解决问题广义上指通过思考设计某种程序或行动使其从当前的状态达到所期望的目标状态,狭义上则指通过综合性地、创造性地运用各种数学知识来解决一些联系实际的问题。著名的数学教育家波利亚在《怎样解题》中提出了将解决问题分为四个过程的理论:弄清问题、拟订计划、实施设计和回顾与反思。在小学数学教学中,教师可以依循这一理论,让学生亲自参与到解决问题的全过程中,在教学中着重突出数量关系和解决问题策略,以此训练学生将抽象思维能力、解决问题的能力运用到解决生活实际问题中。
二、解决问题教学中存在的问题
1.教师自身基础知识和能力不够
教学成功与否,教师的教学能力十分关键。教师的能力是保证教育目标实现的基础,包括言语表达能力、实际操作能力及计划、组织、适应、创造等能力。由于很多小学数学教师只是中专师范专业毕业,存在自身基础知识薄弱,对教育资料和课程教材掌握不够扎实,数学教学能力较差等问题。
2.教师对解决问题教学认识不足
目前,我国虽然大力倡导素质教育,但很多学校还是实行应试教育,以学生的学习成绩作为学生能力好坏的标准,导致教师对解决问题教学认识不够,在教学中沿用传统陈旧的教学方法,使得一些联系实际的题目依然脱离生活实际。如:小李和小王看同一本名著,小李从前往后看用了5个小时,小王从后往前看用了6个小时看完,问两人若同时看需要几个小时看完?这个问题明显脱离生活实际,没有人看书是从后往前看的,可见这一问题设计得不合理。
3.教学方法单一呆板
一项调查研究表明,某市小学生普遍觉得数学教学效果不好,其中最重要的一个原因就是教师的教学方法单一呆板,导致不少学生缺乏兴趣,难以理解抽象的数学概念和方法,听讲后依然没有弄懂。
三、解决问题教学的方法策略
首先,教师可以在教学过程中融入对现实情境的体验与理解,在课堂上创设生动的教学情境或将生活中的实际问题移植到教学中。例如,教师在小学数学关于比例的教学中,可以将两杯用奶粉按不同比例冲的牛奶给学生品尝,当学生品尝后,教师可以问学生为什么会出现一杯浓、一杯淡的情况,从而引出比例这一概念。教师再将冲泡的正确比例告诉学生,并提出问题:一杯150克的开水应该放入多少奶粉?学生很容易就接受了比例这一概念,并学会了运用。此外,教师还可以增加活动教学的内容。活动教学指在教学中设计一些复杂的、有趣的、具有应用效果的教学内容,让学生通过亲自动手来加深对学习内容的印象,加深对所学知识的理解。教师也可以将多媒体技术等运用到教学中,以增加课堂的生动性、丰富性。这些现代化技术的应用有助于改变学生学习与认知方式,增加学生探索求知的兴趣。
解决问题能力的培养是小学数学课程的重要目标。教师应采取多种手段开展解决问题教学,培养学生的数学意识,让学生在深切的感受和体验中认识到数学与生活的密切关系,为后续学习打下良好的基础。
参考文献
[1] 陈和珍.新课程下小学生数学问题解决能力及其培养[D].上海师范大学教育学院,2007.
对「问题的理解与关于甚么是「问题解决的分析直接相关,讨论和研究「问题解决的一个主要困难就在于对甚么是真正的「问题缺少明晰的一致意见。
当代美国著名数学家哈尔莫斯(P.R.Halmos)曾说:「问题是数学的心脏。美籍匈牙利著名数学教育家波利亚(G.Polya)在《数学的发现》一书中曾给出问题明确含义,并从数学角度对问题作了分类。他指出,所谓「问题就是意味着要去寻找适当的行动,以达到一个可见而不立即可及的目标。《牛顿大词典》对「问题的解释是:指那些并非可以立即求解或较困难的问题(question),那种需要探索、思考和讨论的问题,那种需要积极思维活动的问题。
在1988年的第六屇国际数学教育大会上,「问题解决、模型化及应用课题组提交的课题报告中,对「问题给出了更为明确而富有启发意义的界定,指出一个问题是对人具有智力挑战特征的、没有现成的直接方法、程序或算法的待解问题情境。该课题组主席奈斯(M.Niss)还进一步把「数学问题解决中的「问题具体分为两类:一类是非常规的数学问题;另一类是数学应用问题。这种界定现已经逐渐为人们所接受。
我国的张奠宙、刘鸿坤教授在他们的《数学教育学》里的"数学教育中的问题解决"中,对甚么是问题及问题与习题的区别作了很好的探讨,根据他们的思想观点,我们可对「问题作以下几个方面的理解和认识。
*问题是一种情境状态。这种状态会与学生已有的认知结构之间产生内部矛盾冲突,在当前状态下还没有易于理解的、没有完全确定的解答方法或法则。换句话说,所谓有问题的状态,即这个人面临着他们不认识的东西,对于这种东西又不能仅仅应用某种典范的解法去解答,因为一个问题一旦可以使使用以前的算法轻易地解答出来,那么它就不是一个问题了。
*问题解决中的「问题,并不包括常规数学问题,而是指非常规数学问题和数学的应用问题。这里的常规数学问题,就是指课本中既已唯一确定的方法或可以遵循的一般规则、原理,而解法程序和每一步骤也都是完全确定的数学问题。
*问题是相对的。问题因人因时而宜,对于一个人可能是问题,而对于另一个人只不过是习题或练习,而对于第三个人,却可能是所然无味了。另一方面,随着人们的数学知识的增长、能力的提高,原先是问题的东西,现在却可能变成常规的问题,或者说已经构不成问题了。例如,学生在学习因式分解之前,对于「求方程﹕x3-6x2+5x=0的解,构成问题,而在学习了因式分解之后,已熟练地掌握了abc=0;则a=0或b=0或c=0,那么,此时前述求方程的根已对他不构成问题了,而当前状态下对于「求方程x3-6x2-4x=6的根则构成一个问题。
*问题情境状态下,要对学生本人构成问题,必须满足三个条件:(1)可接受性。指学生能够接受这个问题,还可表现出学生对该问题的兴趣。(2)障碍性。即学生当时很难看出问题的解法、程序和答案,表现出对问题的反应和处理的习惯模式的失败。(3)探索性。该问题又能促使学生深入地研究和进一步的思考,展开各种探究活动,寻求新的解题途径,探求新的处理方法。
*问题解决中的「问题与「习题或「练习是有区别的,其重要区别在于:(1)性质不同。中学数学课本中的「习题或者「练习属于「常规问题,教师在课堂中已经提供了典范解法,而学生只不过是这种典范解法的翻版应用,一般不需要学生较高的思考。因此,实际上学生只不过是在学习一种算法,或一种技术,一种应用于同一类「问题的技术,一种只要避免了无意识的错误就能保证成功的技术。(2)服务的目的不同。尽管有些困难的习题对大部份学生实际上也可能是真正的问题,但数学课本中的习题是为日常训练技巧等设计的,而真正的问题则适合于学习发现和探索的技巧,适合于进行数学原始发现以及学习如何思考。因此,练习技巧与解真正问题所要达到的学习目的不大相同,也正因为它们各自服务于一种目的,所以中学教学课本中的「习题、「练习不应该从课本中被除去,而应该被保留。然而,解决了这些常规问题后,并不意味着已经掌握了「问题解决。二、一个好问题的「标准
以问题解决作为数学教育的中心事实上集中体现了数学观和数学思想的重要变化,也即意味着数学教育的一个根本性的变革,正是在这样的意义上,著名数学教育家伦伯格指出:解决非单纯练习题式的问题正是美国数学教育改革的一个中心论题。
那么,从数学教育的角度看,究竟甚么是一个"好"的问题,它的标准该是甚么?一般来说,一个好问题标准应体现在以下三个方面:
其一、一个好问题应该具有较强的探究性。
这就是说,好问题能启迪思维,激发和调动探究意识,展现思维过程。如同波利亚所指出的「我们这里所指的问题,不仅是寻常的,它们还要求人们具有某种程度的独立见解、判断力、能动性和创造精神。这里的「探究性(或创造精神)的要求应当是与学生实际水平相适应的,既然我们的数学教育是面向大多数学生的,因此,对于大多数学生而言,具有探索性或创造性的问题,正是数学上「普遍的高标准-这又并非是「高不可及的,而是可通过努力得到解决的。从这个意义上来说,我们这里说的好问题并不是指问题应有较高的难度,这一点与现在数学奥林匹克竞赛中所选用的大部份试题是有区别的。在竞赛中,「问题解决在很大程度上所发挥的只是一种「筛子的作用,这是与以「问题解决作为数学教育的中心环节和根本目标有区分的。
其二、一个好问题,应该具有一定的启发性和可发展空间。
一个好问题的启发性不仅指问题的解答中包含着重要的数学原理,对于这些问题或者能启发学生寻找应该能够识别的模式,或者通过基本技巧的某种运用很快地得到解决。同时,「问题解决还能够促进学生对于数学基本知识和技能的掌握,有利于学生掌握有关的数学知识和思想方法,这就与所谓的「偏题、「怪题划清了界线。
一个好问题的可发展空间是说问题并不一定在找到解答时就会结束,所寻求的解答可能暗示着对原问题的各部份作种种变化,由此可以引出新的问题和进一步的结论。问题的发展性可以把问题延伸、拓广、扩充到一般情形或其他特殊情形,它将给学生一个充分自由思考、充分展现自己思维的空间。
其三、一个好问题应该具有一定的「开放性。
好问题的「开放性,首先表现在问题来源的「开放。问题应具有一定的现实意义,与现实社会、生活实际有着直接关系,这种对社会、生活的「开放,能够使学生体现出数学的价值和开展「问题解决的意义。同时,问题的「开放性,还包括问题具有多种不同的解法,或者多种可能的解答,打破「每一问题都有唯一的标准解答和「问题中所给的信息都有用的传统观念,这对于学生的思想解放和创新能力的发挥具有极为重要的意义。
三、「问题解决见解种种
从国际上看,对「问题解决长期以来有着不同的理解,因而赋予「问题解决以多种含义,总括起来有以下6种:
1、把「问题解决作为一种教学目的。
例如美国的贝格(Begle)教授认为:「教授数学的真正理由是因为数学有着广泛的应用,教授数学要有利于解决各种问题,「学习怎样解决问题是学习数学的目的。E.A.Silver教授也认为本世纪80年代以来,世界上几乎所有的国家都把提高学生的问题解决的能力作为数学教学的主要目的之一。当「问题解决被认为是数学教学的一个目的时,它就独立于特殊的问题,独立于一般过程和方法以及数学的具体内容,此时,这种观点将影响到数学课程的设计和确定,并对课堂教学实践有重要的指导作用。
2、把「问题解决作为一个数学基本技能。
例如美国教育咨询委员会(NACOME)认为「问题解决是一种数学基本技能,他们对如何定义和评价这项技能进行了许多探索和研究。当「问题解决被视为一个基本技能时,它远非一个单一的技巧,而是若干个技巧的一个整体,需要人们从具体内容、问题的形式、构造数学模型、设计求解模列的方法等等综合考虑。、把「问题解决作为一种教学形式。
例如英国的柯可可劳夫特(Cockcroft)等人认为,应当在教学形式中增加讨论、研究问题解决和探索等形式,他还指出在英国,教师们还远远没有把「问题解决的活动形式作为教学的类型。
4、把「问题解决作为一种过程。
例如《21世纪的数学纲要》中提出「问题解决是学生应用以前获得的知识投入到新或不熟悉的情境中的一个过程。美国的雷布朗斯认为:「个体已经形成的有关过程的认识结构被用来处理个体所面临的问题?此种解释,可以使一个人使用原先所掌握的知识、技巧以及对问题的理解来适应一种不熟悉状况所需要的这样一种手段,它着重考虑学生用以解决问题的方法、策略和猜想。
5、把「问题解决作为法则。
例如在《国际教育辞典》中指出,「问题解决的特性是用新颖的方法组合两个或更多的法则去解决一个问题。
6、把「问题解决作为能力。
例如1982年英国的《Cockcroftreport》认为那种把数学用之于各种情况的能力,称之为「问题解决。
综合以上各种观点,虽然对「问题解决的描述不同,形式不一,但是,它们所强调的有着共同的东西,即「问题解决不应该仅仅理解为一种具体教学形式或技能,它应贯穿在整个教学教育之中。「问题解决的教学目的是很明确的,那就是要帮助学生提高解决实际问题能力,而且「问题解决的过程是一个创造性的活动,因而是数学教学中最重要的一种活动?以下是从文献中对「问题解决的六个不同的概念:
(1)解决教科书中标题文字题,有也叫做练习题;
(2)解决非常规的问题;
(3)逻辑问题和「游戏;
(4)构造性问题;
(5)计算机模拟题;
(6)「现实生活情境题。
在「问题解决中,相当一部份是实际生活中例子。从构造数学模型、设计求解模型的方法,再到检验与回顾等整个过程要由学生去发现、去设计、去创新、去完成,这是「问题解决与创造性思维密切联系之所在。数学教师应创造更有利于问题解决的条件,在为所有年级编制出好的问题并传授解决问题的技能、技巧的同时,尽力为学生的创造性思维提供良好的课堂环境与机会、乃至服务。
四、数学问题解决的心理分析
1、从学习心理学看「问题解决
从学习心理学角度来看,问题解决一般理解为一种认知操作过程或心理活动过程。所谓「问题解决指的是一系列有目的指向认知操作过程,是以思考为内涵、以问题为目标定向的心理活动过程。具体来说,问题解决是指人们面临新的问题情境、新课题,发现它与主客观需要的矛盾而自己缺少现成对策时,所引起的寻求处理问题办法的一种心理活动过程。问题解决是一种带有创造性的高级心理活动,其核心是思考与探索。认知心理学家认为,问题解决有两种基本类型:一是需要产生新的程序的问题解决,属于创造性问题解决;一是运用已知或现成程序的问题解决,是常规性问题解决。数学中的问题解决一般属于创造性问题解决,不仅需要构建适当的程序达到问题的目标,而且更侧重于探索达到目标的过程。
问题解决有两种形式的探索途径:试误式和顿悟式。试误式是对头脑中出现的解决问题的各种途径进行尝试筛选,直至发现问题解决的合理途径。顿悟式是在长期不懈地思考而又不得其解时,受某种情境或因素的启发,突然发现解决的方法和途径或方式。对中学生而言,这两种探形式都是问题解决不可缺少策略。
2、数学问题解决心理过程
现代学习心理学探究表明,问题分为三种状态,即初始状态、中间状态和目的状态。问题解决就是从问题的初始状态开始,寻求适当的途径和方法达到目的状态的过程。因此,问题解决实质上是运用已有的知识经验,通过思考探索新情境中问题结果和达到问题的目的状态的过程。
以数学对象和数学课题为研究客体的问题解决叫做数学问题解决。一般来说,数学问题解决是在一定的问题情境中开始。所谓问题情境,是指问题的刺激模式,即问题是以甚么样的形态、方式组成和出现的,其内涵包括三个方面:第一、个体试图达到某一目标;第二、个体与目标之间存在一定的距离,它将引起学生内部的认知矛盾冲突;第三、能激起个体积极心理状态,即产生思考、探索和达到目标的心向,从而刺激学生积极主动的思维活动。因此,数学问题解决是从问题情境开始,运用已有的知识经验,克服认知矛盾冲突,积极主动地寻求和达到问题结果的过程。著名数学教育家波利亚在《怎样解题》一书中指出:「数学问题解决过程必须经过下列四个步骤,即理解问题、明确任务;拟定求解计划;实现求解计划;检验和回顾。根据上述分析,数学问题解决过程可用框图示如下:以上关于问题解决的过程讨论,数学问题解决在一定的问题情境中开始,要求教师根据问题的性质、学生的认识规律和学生所学知识的内部联系,创造一种教学中问题情境,以引起学生内部的认知矛盾冲突,激发起学生积极、主动的思维活动,再经过教师启发和帮助,通过学生主动地分析、探索并提出解决问题方法、检验这种方法等思维活动,从而达到掌握知识、发展能力的教学目的。主要参考文献
(1)张奠宙等:《教学教育学》,江西教育出版社,1991年
一、背景和意义
19世纪末,20世纪初,一些心理学家首先对问题解决进行了研究,并对“问题解决”作了诸多的阐释。在国际数学教育界,从美国的波利亚首先对怎样解题作了详尽的探讨开始,逐渐对这个问题展开了研究。尤其是在美国,从60年代“新数运动”过分强调数学的抽象结构,忽视数学与实际的联系,脱离教学实际,到70年代“回到基幢走向另一个极端,片面强调掌握低标准的基础知识,数学教学水平普遍下降。在对于数学教育发展方向作了长期探索以后,“问题解决”和“大众数学(mathematicsforal)”已经成为美国数学教育的响亮口号,并产生国际影响。
什么是问题解决,由于观察的角度不同,至今仍然没有完全统一的认识。
有的认为,问题解决指的是人们在日常生活和社会实践中,面临新情景、新课题,发现它与主客观需要的矛盾而自己却没有现成对策时,所引起的寻求处理问题办法的一种心理活动。有的把学习分成八种类型:信号学习、……概念学习、法则学习和问题解决。问题解决是其中最高级和复杂的一种类型,意味着以独特的方式选择多组法则,并且把它们综合起来运用,它将导致建立起学习者先前不知道的更高级的一组法则。英国学校数学教育调查委员会报告《数学算数》则认为:把数学应用于各种情形的能力就是“问题解决”。全美数学教师理事会《行动的议程》对问题解决的意义作了如下说明:第一,问题解决包括将数学应用于现实世界,包括为现时和将来出现的科学理论与实际服务,也包括解决拓广数学科学本身前沿的问题;第二,问题解决从本质上说是一种创造性的活动;第三,问题解决能力的发展,其基础是虚心、好奇和探索的态度,是进行试验和猜测的意向;等等。
从上述对问题解决意义的阐述中,我们可以看到一些共性和相通之处。从数学教育的角度来看,问题解决中所指的问题来自两个方面:现实社会生活和生产实际,数学学科本身。问题的一个重要特征是其对于解决问题者的新颖性,使得问题解决者没有现成的对策,因而需要进行创造性的工作。要顺利地进行问题解决,其前提是已经了解、掌握所需要的基础知识、基本技能和能力,在问题解决中要综合地运用这些基础知识、基本技能和能力。在问题解决中,问题解决者的态度是积极的。此外,在学校数学教学中,所谓创造性地解决问题,有别于数学家的创造性工作,主要指学习中的再创造。因而,笔者认为,从数学教育的角度看,问题解决的意义是:以积极探索的态度,综合运用已具有的数学基础知识、基本技能和能力,创造性地解决来自数学课或实际生活和生产实际中的新问题的学习活动。
简言之,就数学教育而言,问题解决就是创造性地应用数学以解决问题的学习活动。
问题解决中,问题本身常具有非常规性、开放性和应用性,问题解决过程具有探索性和创造性,有时需要合作完成。
二、“问题解决”的重要性
问题解决已引起国内外数学教育界的广泛重视,把它和数学课程紧密联系起来,已是国际数学教育的一个趋势。究其原因,笔者认为主要有以下几方面:
(一)时代呼唤创新
在国际竞争日益激烈的当今世界,各国政府乃至普通老百姓都越来越清楚认识到,国家的富强,乃至企业的兴衰,无不取决于对科学技术知识的学习、掌握及其创造性的开拓和应用。但创造能力并非与生俱有,必须通过有意识的学习和训练才能形成。学校教育必须重视培养学生应用所学知识进行创造性工作的能力。问题解决正反映了这种社会需要。
(二)我国数学教育的成功和不足
我国的中学数学教学与国际上其它一些国家的中学数学教学比较,具有重视基础知识教学,基本技能训练,数学计算、推理和空间想象能力的培养等显著特点,因而我国中学生的数学基本功比较扎实,学生的整体数学水平较高。然而,改革开放也使我国数学教育界看到了我国中学数学教学的一些不足。其中比较突出的两个问题是,学生应用数学的意识不强,创造能力较弱。学生往往不能把实际问题抽象成数学问题,不能把所学的数学知识应用到实际问题中去,对所学数学知识的实际背景了解不多;学生机械地模仿一些常见数学问题解法的能力较强,而当面临一种新的问题时却办法不多,对于诸如观察、分析、归纳、类比、抽象、概括、猜想等发现问题、解决问题的科学思维方法了解不够。面对这种情况,我国数学教育界采取了一些相应措施。例如,北京、上海等地分别开展了中学生数学应用竞赛,在近年高校招生数学考试中,也加强了对学生应用数学意识和创造性思维方法与能力的考查等。虽然这些措施收到了一定的成效,然而要从根本上改变现状,还应在中学数学课程设计上有所突破。一些学者认为,在中学数学课程中体现问题解决的思想,是解决上述问题的有效途径。
(三)数学观的发展
数学发展至今,人们对数学的总的看法由相对静态的观点转向静态和动态相结合的观点。对于数学是什么,经典的是恩格斯的定义:数学是研究现实世界空间形式和数量关系的科学。恩格斯对数学的观点是相对静止的,它主要指出了数学的客观真理性,然而,当今的社会实践告诉人们还应该用动态的观点去认识数学,即从数学与人类实践的关系去认识数学。就数学教育而言,学生之所以要学习数学,除了数学的客观真理性,更在于数学是改造客观世界的重要工具。学数学,首先是为了应用。应用数学是学数学的出发点和归宿。所以,数学教学的主要任务是教给学生在实际生活和生产实践中最有用的数学基础知识,并在教学过程中有意识地培养学生应用这些知识分析和解决实际问题的能力。
(四)问题解决过程和方法的一般性
在解决来自实际和数学内部的数学问题中,问题解决的过程和方法是基本相同的。不仅如此,这种过程和方法与解决一般的、其它学科中问题的过程和方法有很多共同之处。在数学问题解决中学习的过程和方法可以迁移到其它学科的问题解决过程中。此外,相对于其它学科的问题来学,解决数学问题所需要的工具和材料要少得多,有时只需要一支笔,一张纸。因而通过数学问题解决,可以较快地教给学生一般的问题解决的过程和思想方法,具有较高的效率。
三、“问题解决”和中学数学课程
问题解决在各国的中学数学课程中的引入方式各不相同,英国SMP数学课程专门设置了一种问题解决课,我国人民教育出版社出版的义务教育初中数学课程中设立了实习作业、应用题、想一想、做一做等,在高中数学试验课本中也增加了研究题等,这些和问题解决思想是一致的。笔者认为,从目前中国的实际情况出发,重要的是在中学数学课程中去体现问题解决的思想精髓,这就是它所强调的创造能力和应用意识。就是说,在中学数学课程中应强调以下几点:
(一)鼓励学生去探索、猜想、发现
要培养学生的创造能力,首先是要让学生具有积极探索的态度,猜想、发现的欲望。教材要设法鼓励学生去探索、猜想和发现,培养学生的问题意识,经常地启发学生去思考,提出问题。
学生学习的过程本身就是一个问题解决的过程。当学生学习一门崭新的课程、一章新的知识、乃至一个新的定理和公式时,对学生来说,就是面临一个新问题。例如,高中数学课是在学生学习了初中代数、几何课以后开设的,学生对数学已经有比较丰富的感性认识,教科书中是否可以提出,或者说应该教学生提出以下的一些问题:高中数学课是怎样的一门课?高中数学课和小学数学、初中代数、初中几何课有什么关系?数学是怎样的一门科学?这门科学是怎样产生和发展起来的?高中数学将要学习哪些知识?这些知识在实际中有什么用?这些知识和以后将要学习的数学知识、高中其它学科知识有些什么关系,有怎样的地位作用?要学好高中数学应注意些什么问题?当然,对这些问题,即使是学完整个高中数学课程以后,也不一定能完全回答好,但在学这门课之前还是要引导学生去思考这些问题,这也正是教科书编者所要考虑并应该尽可能在教科书中回答的。笔者认为,在高中数学课中可以安排一个引言课。同样,在每一章,乃至每一单元都应该考虑类似的问题。在这一点,初中《几何》的引言值得参考。在教科书中经常提一些启发性的问题,就会让学生逐步养成求知、好问的习惯和独立思考、勇于探索的精神。
无论是教科书的编写还是实际教学,在讲到探索、猜想、发现方面的问题时要侧重于“教”:有时候可以直接教给学生完整的猜想过程,有时候则要较多地启发、诱导、点拨学生。不要在任何时候都让学生亲自去猜想、发现,那样要花费太多的教学时间,降低教学效率。此外,在探索、猜想、发现的方向上,要把好舵,不要让学生在任意方向上去费劲。
(二)打好基础
这里的基础有两重含义:首先,中学教育是基础教育,许多知识将在学生进一步学习中得到应用,有为学生进一步深造打基础的任务,因而不能要求所学的知识立即在实际中都能得到应用。其次,要解决任何一个问题,必须有相关的知识和基本的技能。当人们面临新情景、新问题,试图去解决它时,必须把它与自己已有知识联系起来,当发现已有知识不足以解决面临的新问题时,就必须进一步学习相关的知识,训练相关的技能。应看到,知识和技能是培养问题解决能力的必要条件。在提倡问题解决的时候,不能削弱而要更加重视数学基础知识的教学和基本技能的训练。
教给学生哪些最重要的数学基础知识和基本技能,是问题的关系。目前,《全日制普通高级中学数学教学大纲(供试验用)》中关于课程内容的确定,已为更好地培养我国高中学生运用数学分析和解决实际问题的能力提供了良好的条件。我们要继承高中数学教材编写中重视数学基础知识和基本技能的优良传统和丰富经验,编出一套高质量的高中数学教材,以下仅对数学概念的处理谈点看法。
数学概念是数学研究对象的高度抽象和概括,它反映了数学对象的本质属性,是最重要的数学知识之一。概念教学是数学教学的重要组成部分,正确理解概念是学好数学的基矗概念教学的基本要求是对概念阐述的科学性和学生对概念的可接受性。目前,对中学数学概念教学,有两种不同的观点:一种观点是要“淡化概念,注重实质”,另一种观点是要保持概念阐述的科学性和严谨性。高中数学课程的建设也面临着同样的问题。笔者认为,对这一问题的处理应该“轻其所轻,重其所重”,不能一概而论。提出“淡化概念,注重实质”是有针对性的,它指出了教材和教学中的一些弊端。一些次要和学生一时难以深刻理解但又必须引入的概念,在教学中必须对其定义作淡化(或者说浅化)的处理,有的可以用白体字印刷,来表明概念被淡化。但一些重要概念的定义还是应以比较严格的形式给出为妥,否则,虽然老师容易判定这些概念的定义是被淡化的,但是学生容易对概念产生误解和歧义,关键在于教师在教学中把握好度,突出教学的重点。还有一些概念,在数学学科体系中有重要的地位和作用,对这类概念,不但不能作淡化处理,反之,还要花大力处理好,让学生对概念能较好地理解和掌握。例如,初中几何的点概念、高中数学的集合等概念,是人们从现实世界广泛对象中抽象而得,在教材处理中要让学生认识到概念所涉及的对象的广泛性,从而认识到概念应用的广泛性,另外学生也在这里学到了数学的抽象方法。对于数学概念,应该注意到不同数学概念的重要性具有层次性。总之,对于数学概念的处理,要取慎重的态度,继承和改革都不能偏废。
(三)重视应用意识的培养
用数学是学数学的出发点和归宿。教科书必须重视从实际问题出发,引入数学课题,最后把数学知识应用于实际问题。可以考虑把与现实生活密切相关的银行事务、利率、投资、税务中的常识写进课本。
当然,并不是所有的数学课题都要从实际引入,数学体系有其内在的逻辑结构和规律,许多数学概念是从前面的概念中通过演绎而得,又返回到数学的逻辑结构。
此外,理论联系实际的目的是为了使学生更好地掌握基础知识,能初步运用数学解决一些简单的实际问题,不宜于把实际问题搞得过于繁复费解,以致于耗费学生宝贵的学习时间。
(四)教一般过程和方法
在一些典型的数学问题教学中,教给学生比较完整的解决实际问题的过程和常用方法,以提高学生解决实际问题的能力。
由于实际问题常常是错综复杂的,解决问题的手段和方法也多种多样,不可能也不必要寻找一种固定不变的,非常精细的模式。笔者认为,问题解决的基本过程是:1.首先对与问题有关的实际情况作尽可能全面深入的调查,从中去粗取精,去伪存真,对问题有一个比较准确、清楚的认识;2.拟定解决问题的计划,计划往往是粗线条的;3.实施计划,在实施计划的过程中要对计划作适时的调整和补充;4.回顾和总结,对自己的工作进行及时的评价。
问题解决的常用方法有:1.画图,引入符号,列表分析数据;2.分类,分析特殊情况,一般化;3.转化;4.类比,联想;5.建模;6.讨论,分头工作;7.证明,举反例;8.简化以寻找规律(结论和方法);9.估计和猜测;10.寻找不同的解法;11.检验;12.推广。
(五)创设问题情景
1.一个好问题或者说一个精彩的问题应该有如下的某些特征:(1)有意义,或有实际意义,或对学习、理解、掌握、应用前后数学知识有很好的作用;(2)有趣味,有挑战性,能够激发学生的兴趣,吸引学生投入进来;(3)易理解,问题是简明的,问题情景是学生熟悉的;(4)时机上的适当;(5)难度的适中。
2.应该对现有习题形式作些改革,适当充实一些应用题,配备一些非常规题、开放性题和合作讨论题。
(1)应用题的编制要真正反映实际情景,具有时代气息,同时考虑教学实际可能。
(2)非常规题是相对于学生的已学知识和解题方法而言的。它与常见的练习题不同,非常规题不能通过简单模仿加以解决,需要独特的思维方法,解非常规题能培养学生的创造能力。
2.怎样进行问题解决教学?①给学生提供一种轻松愉快的气氛和生动活泼的环境。②从学生的已有经验出发提出问题,引起学生对结论的迫切追求的愿望,将学生置于一种主动参与的位置。③大胆鼓励学生运用直觉去寻求解题策略,必要时给一些提示。④讨论各种成功的解决,归纳出问题解决的核心。如果可能的话和以前的问题联系起来,对问题进行推广,概括出一般原理。
3.“问题解决”的心理机制。在从已知状态到目标状态的问题过程中,要进行一系列心理操作,课堂教学中要努力地解决:①领会与同化。学生要用自己的语言转换命题,并整体地将问题吸入已有的认知结构中去。②寻求策略与验证。思维有跃向结论的倾向,分析解题的过程有助于学生寻求策略技能的提高,各种解题策略的比较与验证更可以增强学生的创造性与批判思维。
4.在数学问题解决过程中,策略的产生和执行,首先取决于概念是否清楚。理解是第一位的,没有理解的训练是毫无价值和意义的。当然对概念的理解也是动态的,当学生对二次函数的定义、性质、图像、最值有了初步的正确的理解以后,在具体的应用中,不但巩固了原有的理解,而且会达到新的高度。
5.能否在数学知识的应用中迸发出灿烂的思维火花,学生的智力基础、认知方式是极其重要的,原有数学知识基础也很重要。但是教学设计也是至关重要的:精选“好的”问题,铺设合适的坡度,营造良好的氛围。这需要教师的精心的教学设计,在“好的”问题合适的坡度和良好的氛围创设过程中,把握“量”的度,“强”、“难”的度。
6.理解和技能如何进行定量把握?要考查学生的智力基础、能力基础和认知方式等。依据学生的基础和认知特点,对中学的阶段的数学知识点一一作定量分析,是完全可行的。同时对学生理解和技能的要求也有一个梯度,不能要求所有学生达到同一的标准。
7.运算能力、逻辑思维能力、空间想象能力、分析问题解决问题的能力,以及学生的智力和认知特点等构成了学生的数学素质。把数学的概念教学、问题解决教学的立足点放在提高学生素质上,这是今天数学教学的方向,是完全可以做到的。
问题解决的教学活动过程是在教师组织、引导下,学生一直参与活动的过程,因此在教学活动过程中教师的地位、作用、学生的学习方式等都是不同于传统教学的。
一、问题的提出
通用技术课程是我国第八次基础教育课程改革中提出的一个新课程,其对学生的长远发展有着举足轻重的意义。但通过对文献及实时对一线通用技术教师的访谈我们发现了一个严重的问题。现在很多通用技术的老师都是从其他的学科临时调过来的,大部分都是在学校担任化学、物理、生物、数学、信息技术、劳技教学工作的教师及近年从非师范类专业招进来工科类大学生等经过短期学科培训转型而来,很少从校外有一定的技术实践经历的人员中聘请的。这样任课教师本身对于通用技术课程里面的很多知识自己理解也不够,更不用说对技术课程中的教材教法深入掌握了,俗话说老师有一桶水,才能倒给学生半桶水,而且教师的转型也困难重重。这样的观点在很多的文献都提到过,在此就不一一列举了。此外,在我们对西安某所重点高中的通用技术课程教师访谈时,老师说道:“我们学校现在有6位通用技术教师,分别来自物理实验室、化学实验室、有两个原来是化学老师、一个是语文老师、还有我是计算机老师,现在想引进一至两位教师,专业一点的,但不知道该从哪所学校什么专业去找,因为现阶段好像没人搞这些问题。”我们还从一些服务于通用技术课程的公司了解到,“他们的培训人员有很多次都被临时请去做通用技术教师。”虽然很多专家学者都提到了通用技术教师的培养存在问题,但都没有给出相应的解决方案,所以现阶段要促进通用技术课程有效实施与发展,解决通用技术教师的培养问题才是关键。
二、问题的解决
1通用技术教师的基本要求
通用技术课程以提高学生的技术素养,促进学生全面而富有个性的发展为基本目标,它有别于以往传统的学科课程,那么对通用技术任课教师的条件要求有哪些呢?《普通高中技术课程(实验)》指出:普通高中技术课程具有高度的综合性,是对学科体系的超越,它强调各学科、各方面知识的联系与综合运用。要求通用技术教师具有数学、物理、化学等科学知识和文学、技术等人文知识。具备相当水平的有关当代科学和人文两方面的基础知识,这也是通用技术教师维护正常教学和不断自我学习的基本前提}s]。所以对通用技术教师应具备以下的基本条件:
(1)通用技术教师应该具备现代的教学观念
这些基本观念包括:终身教育的思想、终身学习思想、大众教育的思想、学习化社会的思想、主体教育的思想、多元智能的理论、后现代主义课程观、建构主义教学理论、团队学习理念等。各种思想理论的发展都有相应的心理学作为基础,教学过程教师只有在掌握学生学习心理情况的基础上,才能顺利实施有效性的教学。
(2)通用技术教师应该具备广博的知识
从通用技术的课程性质来看,它强调各学科、各方面知识的联系与综合运用。学习中,学生不仅要综合运用已有的语文、数学、物理、化学、生物、历史、社会、艺术等学科的知识,还要融合经济、法律、伦理、心理、环保、审美等方面的意识。学生的技术学习活动不仅是己有知识与技能的综合运用,也是新的知识与能力的综合学习。俗话说:只有拥有100分能力的老师才能带出90分的学生,你让一名本身只具备60分能力的教师去带出90分的学生,那肯定是不可能的事情。所以,通用技术教师应该具备广博的知识。
(3)通用技术教师应该具备合理选择应用现代化教学设备的能力
随着计算机、多媒体、互联网以及卫星传输技术的发展,比较成熟的现代传媒技术被应用于教育教学,推进了包括多媒体教室、电子板书、电子习题、投影演示等现代教学方式的丰富和发展。而其对教学的优化也是显而易见的,在教学中恰当地使用教学设备可以降低学习技术的难度,提高学习技术的效率。
(4)通用技术教师应该具备动手实践能力和创新能力
首先,对于通用技术教师来说创新能力和动手能力是顺利开展教学的基础。通用技术课程以学生的亲手操作、亲历情境、亲身体验为基础,强调学生的全员参与和全程参与。每个学习者通过观察、调查、设计、制作、试验等活动获得丰富的“操作”体验,进而获得情感态度、价值观以及技术能力的发展。其次,高中学生正处在创造力发展的重要阶段,他们的想象能力、逻辑思维能力和批判精神都达到了新的高度。这就要求我们通用技术教师必须不断地学习,要经常参加各级教育部门组织的通用技术课程教材培训、教学研究活动,还有校本培训和研究等,不断获取、扩充新知识新技能、不断调整自己的知识结构和思想体系。以一个新的视角,进行和完成教学工作,启发学生创造性的学习和动手实践,引导学生学会创新。通用技术教师作为课程的引导者,学生学习过程的协助者,由此看来较强的动手实践能力和创新意识是必不可少的。
(5)通用技术教师要有教科研意识,应具有一定的教育教学研究能力
教育教学研究能力是专业化教师的必备素质。通用技术教师应该依据课标的要求,结合本地区的实际情况,立足于教学中的具体问题,通过讨论、听课、公开教学等多种方式,加强对课程的教学研究,开发课程资源做一名“研究型”、“专家型”的教师。
2教育技术学的优势
回过头来看看始终致力于以优化教学为最终目的教育技术学。教育技术学专业在这方面有哪些优势,对应与上文所说到的对通用技术教师的要求,有以下几个方面:
(1)教学观念方面
教育技术学的发展历史就是一部跟随不同教学观念发展的历史。教育技术学科开设的大量课程都涉及到有关理念的学习,例如:《教育技术基础理论研究》(李克东、桑新民)、《学与教的基本理论》等。教育技术学从最早的行为主义提倡的程序化教学,到认知主义再到建构主义提倡的学生的学习是基于以有原有知识的认知,再到终生学习的学习观,各方面都有研究。通过四年的学习,其毕业生不仅掌握了相关教学理念发展历史优缺点而且懂的其适应的应用情景。
(2)广博的知识
教育技术学专业的知识涉及面非常的广博。教育技术专业的主干课程大致有:摄影、摄像、计算机组成原理、计算机高级语言、网站设计、平面设计、基本的物理电路知识、视音频的采集与处理、教学系统设计、教育技术导论(教育技术的发展历程及相关理念的学习)、学与教的理论、远程教育等。从内容上涉及到了计算机、物理、教育学、心理学、文学等多方面的知识。
(3)对现代教学设备的应用
首先,教学技术是为了促进学习,对有关过程和资源进行设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践。其实质之一即研究如何合理选择教学设备以优化教学。其次,教育技术学毕业生掌握了现代教学设备的功能操作,理解其优缺点及适应情景。这无疑能保证教学设备在教学中有效的应用,所以教育技术学定能在通用技术教学中合理充分而且有效地应用现代媒体教学设备。
(4)科研创新及动手能力
首先,教育技术学是一门正在发展的学科,他要求学生具备创新思维能力。随着学习的深入和新知识体系的更新,要求学生善于学习善于思考,迅速掌握新知识体系,并且勇于探索发现新体系中的问题。其次,教育技术学学科要求学生熟悉国家关于教育,教育技术方面的政策、法规,了解教育的一般规律,具有较好地运用现代教育技术从事教育教学的能力,教育研究和科学研究的能力,以及不断更新教学方法进行教学改革的能力;具有较强的协作沟通能力,具有独立获取知识和信息的能力;具有初步的美学修养。最后,教育技术学学科很注重学生动手能力的培养,课程中大量的实验学生都必须通过实践才能掌握。如摄影摄像技术、专业音视频制作、网站制作、电路基础实验、机器人搭建编程、教学实践等。
3教育技术学指导下通用技术课程实施的建议
在具体教学开展的过程中教育技术学的毕业生应该充分利用自己的学科优势,做到以下几个方面:
(1)结合现代教学理念有效教学
①结合建构主义学习理论和学习环境以学生为中心。通用技术课程以学生的亲手操作、亲历情境、亲身体验为基础,强调学生的全员参与和全程参与。其要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者。当然还可以适时结合行为主义学习理论,强化学生的学习成果。②结合教学系统设计理论分析教学过程。首先要分析学习内容和学习者现状,看如何安排教学顺序,了解学习者的原有知识水平,以决定教学深度及广度。促进学生有意义的学习而非死记硬背。其次,根据学生学习的主动性,结合不同的学习理论安排相应的教学方法。例如学生主动性强时主要结合建构主义学习理论以启发式的教学形式为主;而学生对学习缺乏兴趣时,我们可以结合行为主义学习理论,帮助学生设定小目标,及时解决他们遇到的问题,从而激发学生的学习热情。
(2)学习方式多样化、评价方式多样化
在教学设计的过程中,教师应该在分析学习内容难易度、学生基本情况的基础上决定如何组织教学。当完成一些比较简单的项目时,同学们可以通过个人努力完成,但随着项目难度的增加,学生们不可能单独完成时,教师可以让他们以团队的形式完成学习项目。例如:在灭火机器人完成过程中,由于牵扯的知识很多,对技术的要求比较高,学生无法单独完成。这时教师可以将学生分为若干团队,让他们共同努力完成项目。这样学习者在学习的过程中不仅可以较容易地完成学习项目,维持学习兴趣,而且可以促进他们之间的相互学习,并在潜意识里掌握团队学习的重要性,让他们学会做人、学会做事。从而为他们的掌握团队学习理念奠定基础,服务于他们的长远发展。此外由于每个学生的喜好特长不同,单一的评价手段可能会打击学生的学习积极性,不利于教学的开展。所以在教学过程中,教师应该多种评价手段相互结合,根据学生的基本情况和学习内容难易度对学习者进行合理的评价。
(3)合理选用现代教学设备优化教学
在教学中恰当地使用教学设备可以降低学习技术的难度,提高学习技术的效率。在教学过程中一定要根据教学内容和坏境,结合现代化教学设备的优缺点及适用情景,合理选择现代化教学设备,让技术充满整个学习过程,从而激发学生对学习技术类课程的兴趣。例如在搭建灭火机器人课程开始时,我们通过视频向同学们展示最终要完成的任务,让他们看到最终所要完成的功能,激发他们学习兴趣或者在教学过程中通过现代教学设备展示操作过程,维持学生学习的主动性。这是教育技术学学科毕业生的特长,建议在过程中教师可以自己做flash课件、视音频等,辅助学生的学习。
(4)培养专业技能,做善于动手有创新意识的研究型教师
在教学过程中,教师要不断地进行反思,发现教学中的实际问题,结合当地实际情况,联系教学系统设计理论、学与教的理论及时地解决问题,并且要有科研意识及时把自己的经验分享给更多的通用技术教师。做一名优秀的“研究型”、“专家型”的通用技术教师。
(5)树立终生学习的观念