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中学数学自主探究式学习的研究》第一阶段

2004-10-20    通讯员:    点击数:4324
当前位置:> 课改科研 >> 学法指导

研 究 报 告

《中学数学自主探究式学习的研究》课题组

一、分析研究、构建理论

□ 背景分析

二十一世纪的钟声刚好敲响,带着对素质教育的热切展望和对当前教育的思考,我们认为:21世纪是科技飞速发展,知识日新月异,各个领域竞争异常激烈,信息与数据将成为知识的重要表现形式。人才的概念不再是指具有一定专长和技能的人,而是会不断学习、不断自我更新,具有一定的探索实践能力的人。

对数学而言,自从与计算机结合以来,它的研究领域、研究方式和应用范畴等方面得到了空前的拓展;数学成为了新时代人们交流信息的重要手段,作为一种普遍适用的技术,直接为社会创造价值。让更多的人学会数学成为数学发展的需要。因此,新一轮课程改革提出:人人学有价值的数学,人人学必需的数学,不同的人学不同的数学。怎样学好必须而有价值的数学呢?

《新课标》指出:学生是数学学习活动的主人,教师是数学学习的指导者、组织者与合作者;学生的数学学习应从已有的生活经验出发,亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程;动手实践、自主探究与合作交流应成为学习数学的重要方式。因此,培养学生自学潜力,发现、提出、解决问题的能力,探索研究能力,成了目前数学教育的当务之急。

我区教育改革已走过十个年头,但数学课堂仍受“教师为中心、知识为中心”的影响,课堂中虽有启发,也有问题的提出,但教学思路和问题都是教师事先精心设计的,有时也有学生讨论,但流于形式,很少看到学生生动活泼的发挥,学生没有发现问题的时间和机会,学生的个性严重受到压抑。学生学习数学的方式基本上仍是“接受式”。

为了中学数学教学中实施素质教育,落实国家数学课程标准要求,我们吸收了国内外数学教育的先进经验,并结合我区数学课堂教学的实际和2002年我区将成为第二批国家新课程标准实验基地的情况,逐步提出了《中学数学自主探究式学习的研究》的数学教育科研课题在全区开展实验。

□课题提出

课题理论体系的构建经历了一个漫长的探索、研究历程,在这个探索研究的过程中,我们逐步提高了理论上的认识。最开始时想法是:创新学习、自学辅导或数学创新思维能力培养等的研究,经过学习和思考,都觉得这些想法始终没有突破教师的“教”,都是围绕课本知识的巩固为根本出发点,学生完全根据教师设计的思维线索,学生被动地接受知识面,学生的学习处于低水平。

因为创新能力培养是探索中才能培养,结合我区的创新教育与课堂分隔的局面,确定了课题为:《中学数学创新思维能力的培养的实验与研究》,又经过反复思考并结合我区实际情况后认为:创新思维能力研究范围过大,不宜作为研究课题,后来,我们把课题定位在学生的“自主学习、探究学习”。经过实践调查,有85%的学生赞成这种学习方法的实施,教师也普遍赞成。

采用《中学数学自主探究式学习的研究与实验》,还基于如下考虑:

课题着眼点放在学法研究上,抓住了教与学这对矛盾的主要方面,而且我们提出的探究性学习有别于已经研究过的数学学习,而以前研究学生的学习是在“学生学习过程是特殊的认识过程”的这一理论指导下进行的。这些研究都是注重培养学生对如何对书本知识的复制再现,而缺少培养学生探索发现能力,这与当前创新教育及21世纪的人才要求极不相符;我们提出的课题具有时代的前瞻性,目前有研究性学习的研究,自主性学习的研究,但还没有自主性与探索性合在一起的研究。而目前正在开展中的“研究性学习”又过于格式化,特别是对初中学生不太适合。

因为实验法需要确定因变量,为了课题更易于操作,取消“实验”二字,定名为《中学数学自主探究式学习的研究》,采取“行动研究法”为主要研究方法。

□课题理论研究

理论依据

1、鲁纳的认知——发现学习理论

布鲁纳认为:学习者的学习过程不仅是主动地对进入感觉的事物进行选择、转换、储存和应用的过程,而且是主动学习,适应和改造环境的过程。在学习的过程中,学习者应充分发挥自己的主观能动性,亲自去发现、探索所学知识和规律,使自己变成发现者。学习者在一定的情境中,对学习材料的亲身体验和发现的过程,才是学习者最重要和有价值的东西。所以,布鲁纳指出:教学过程就是教师引导学生发现的过程。

2、构主义学习理论

建构主义的学习理论认为:数学学习并非是一个被动的接受过程,而是学习者利用已有的知识和经验在一定的环境中主动地建构过程。也就是说,数学知识不能是从一个人迁移到另一个人。一个人的数学知识必须基于个人对经验的操作、交流,反省来主动建构。建构主义学习理论还认为:必须把学生看成一个主体,这些主体和教师一起组成“学习共同体”,而数学学习活动就是在这个“共同体”中来完成的。也就是说,学习并不能被看成孤立的个人行为,而是“学习共同体”中的共同行为,但最终必须通过各个个体相对独立的建构活动才能得以实现。因此,教师的职责就是努力创设一个良好的“学习共同体”,不能被看作知识的授予者(更不用说知识的“贩卖者”),而应成为学习活动的组织者、引导者、启发者、质疑者、示范者、参与者、合作者与指导者。

3、人本主义学习理论

人本主义学习理论认为:应该把学生看作是有目的,能够选择和塑造自己行为并得到满足的“人”,必须把学生视为学习活动的主体,教育、教学都应以学习者为中心。

人有学习的先天潜能;当学习者发现学习材料与自己的目的有关时,就会产生有意义的学习;通过“做”进行的学习才是最有意义的学习;个人积极主动性,认真负责地参与或投入学习,才会取得良好的效果;智力和情绪的介入的学习是最持久的学习;学生有了自主选择的机会,才能学会如何支配自己的学习;学会比较地注意自我评价而不是依靠他人评价时,独立性、创造性等因素才会产生有效的作用。

人本主义学习理论十分强调培养“充分发挥作用的人”,重视价值、态度、情感等因素的作用,认为不应当只把学习过程看成是学生获得知识、技能和发展智力的过程,还应当重视人的价值观、态度体系和情感反应在学习中的作用和发展。

4、创新教育理论

创新素质主要是由创新人格(动力系统)、创新思维(智力系统)、创新技能(操作系统)三方面要素组成。创新教育要求确立以学习者为中心的教育主体观,以能力为核心的教育质量观,以活动为中心的学生发展观,以动手实践、自主探究、合作交流为主要方式的学生学习观,以问题为中心,启发、引导、指导学生自主建构知识意义的教学观。创新教育要求建立多维互动的教学体系,并以促进学生自主创新性学习为着力点。我们提出“自主探究式学习” 这一课题正是根据这一理论,抓住实施创新教育的着力点,把创新教育与数学学习研究有机地结合起来,探索一条在数学学科教学中具体实施创新教育的有效途径和方法。

正是基于对以上理论的学习和对现实的思考,我们提出了以下的理论构想:


□理论构想

数学学习过程除了对现有知识具有特殊的认识以外,探究性与发现性也是数学学习过程固有的性质。因此,数学知识的学习过程不应只是一个接受的过程,更应是一个探索创造的过程。学习过程看作是对所要学习的知识能动的选择、批判、加工、改造、发现和反思的探究过程。

自主探索式学习具有以下特性:自主性、探究性、实践性、合作性、科学性与知、行结合的统一性。自主探究式学习强调的是学生学习的自主性和主动性,重视的是学生学习的过程性和探究性,追求的是学生学习的自控性和创造性,最终实现是学生学会学习、学会思考、学会探究、学会创新。我们试图从学生学习的角度,构建一套指导学生自主探究式学习的有效途径和方法,建立以“学习论为中心”创新教育理念。具体的研究目标是:构建自主探究式学习理论;总结学生自主探究式学习策略、方法;探索自主探究式学习的课堂教学模式;构建中学数学自主探究式学习评价体系。

所以,“中学数学自主探究式学习”是指学生在教师的指导下,通过自主地独立思考、探索研究,再与他人合作交流,从而获取所学知识和应用知识的创新性学习活动。“在教师的指导下”表明了数学学习活动中的师生关系:教师主导,学生主体。“通过自主地独立思考、探索研究,再与他人合作交流”表明了数学学习的方式(主动有意义地建构)和学生在学习中的地位。“获得所学知识和应用知识”表明了学习和探究的基本内容和探究的目的。

□课题研究目的和方法

鉴于对课题理论的思考,我们把“中学数学自主探究式学习的研究”的目的定位为:在自主的学习过程中培养学生良好的思维品质和学习数学的习惯、自主学习能力,让学生学会学习、学会思考、学会合作、学会研究、学会创新,培养学生发现现问题、提出问题、解决问题的数学探索能力、创新能力;通过本课题的研究,探索一条有利于于学校发展、教师提高的成功路子;通过本课题的研究,着眼解决当前我区数学课堂教学中存在的问题和适应新的课程标准实验。


由于本研究涉及的面比较大、范围广,对理论水平要求高,因此,我们将综合采用了调查法、文献法、实验法、经验总结法等教育科研方法。通过调查法摸清我区中学生数学学习方法的现状和学习困难的原因;通过文献法加深对现代学习理论的理解并配合调查分析,构建实践的具体的措施与方法;通过实验法进行经验总结,提出修改意见,制定对策再进行实验,通过实践——认识——再实践——再认识的递进反复,逐渐达到预期目的。

在各方面的努力下,2001年2月19日完成了课题方案初稿,经过学习和反复论证,经过几次修改,于2001年10月完成课题正式方案,并于同月获得成都市课题立项申请通过。

二、脚踏实地、认真开展研究

□ 课题进展流程(见附表):

讨论学习---成立课题组----提出课题----调查问卷----课题论证----课题修改----编写实施方案----讨论、完善实施方案----课题实施指南---- 子课题分配----课题立项---- 子课题立项----课题开题----落实课题责任。

这个过程是动员与宣传的过程,是参与课题研究教师不断学习提高的过程,也是用实践检验课题理论并不断完善的过程。

□课题开展经验总结

1、发掘课题的有利条件。

强大的技术指导:总课题组成立以省市教科所和四川师范大学的有关专家为核心的课题顾问小组,加强课题的理论指导;本课题作为成都市十五首批立项的科研课题,它得到了市数学教科所的专家的大力支持;课题组成立了课题领导小组和课题研究小组,领导小组成员由教委的业务领导组成,他们从政策上和理论上都给予了支持;

良好的科研环境:由于我区已进行过两项区域性课题的研究,并取得重大成果,教师的科研热情高,已形成了良好的“科研共同体”;教育科研是学校和教师考评的一项重要指标,各个学校非常重视,主动争取主研学校资格;另外,我区的学校相对集中也给课题的研究提供了交流、学习的地利条件。

强大的研究队伍:本课题负责人和主研人员具有较高业务水平和研究能力,负责把握整个课题的研究方向和对各个子课题具体研究过程的指导;课题组成员由全区数学业务骨干组成,具有较强的教学实践能力和科研能力;全区一共有16所学校参与研究,其中有五所学校为主研学校,课题负责人为学校主要领导,参与研究的成员全是学校骨干教师。

2、 视课题的组织管理

总课题组的组织管理:成立了以区教研室主任为组长,主研学校的课题负责人(学校业务主管的领导)为成员的总课题领导小组,以加强对课题研究的组织领导工作,同时制定了工作章程,做到课题研究规范化、制度化和法制化。成立了总课题研究小组,负责课题理论构建和对各子课题进行指导。

子课题的组织管理。总课题一共分了五个子课题,它们是:《中学数学自主探究式学习评价的研究》、《中学数学自主探究式学习模式的研究》、《中学数学形成性学习的研究》、《中学数学发展性学习的研究》、《中学数学应用性学习的研究》。实行子课题三级管理负责制(总课题组、子课题组、参研学校),各子课题组成立了以主研学校的课题负责人为组长,参研学校的课题负责人为组员的课题领导小组,明确规定了承担主研或参研任务学校的责、权、利。成立子课题组理论研究小组,课题组内分工明确:有负责资料选编、有负责宣传报道、有负责会议安排、有负责组织外交、有负责成果撰写等专门的责任人,以便于工作协调开展,学校监督管理,课题级业务检查。总课题组提供理论支持和管理服务,各子课题组独立开展工作又相互协调发展。总课题组定期到一些主研学校听课、召开学生和实验教师座谈会,并检查各校开展研究活动的计划和活动。

充分发挥教研室的指导、管理和评价功能,加强过程管理和过程指导,促进各参研学校积极开展课题工作。

3、重视课题的宣传和动员工作

教研工作课题化,课题工作教研化是我们课题开展的指导思想。教研侧重于应用,和广大教师和教学实践活动紧密联系,它是教育科研课题的重要来源,是教育科研的实验基地。而教研需要教育科研的指导和帮助,使工作更具科学性、普遍性。

一年多来,总课题组组织了十次左右的专题教研活动,有围绕自主探究学习评价的,有围绕自主探究学习模式研究的,有围绕发展性、形成性、应用性学习研究的。为了消除教师的一些顾虑,提高其理论认识,课题组把每次教研活动作为课题的宣讲阵地,反复宣讲:自主探究学习与自学的区别,与研究性学习的区别和联系,与传统教学的区别和联系,自主探究学习与学生成绩、升学考试的关系,自主探究学习与新课程标准的关系。在较短的时间内,一线教师很快了解了课题思想并参与到课题的研究中来。同样,在总课题组的指导下,学校教研和课题工作也形成了一体化的局面,据学校反馈:这样的教研活动更有计划、有目的、有理论、有方法、有成效,教研的内容不在空洞,教育科研不在那么神秘。在这些研究活动中,许多青年教师开始崭露头角,参与课题研究。

利用评价导向功能广泛发动、激励教师参与课题的研究。许多参与课题研究的教师,由于观念更新,获得学习、展示的机会更多,不仅在课堂大赛或论文大赛中脱颖而出,教学业绩上也出类拔萃,正是这样,很多教师认识到:自主探究式学习的研究已为他们个人的发展空间注入了新的助燃剂。随着研究的不断深入,相信会有更多的教师获得课题研究的实惠。

利用专题报告、专题讨论的机会,宣讲教育科研方法。

课题研究负责人王富英老师为了课题的顺利开展,夜以继日,忘我工作,在他的影响下,研究组内学术氛围浓厚、工作积极。所有这些,都是课题无声的宣传。

4、学习和交流中培养培养教师。

为了让教师更快了解数学教育的最新观念,总课题组根据教师的需要及时编辑了和课题相关的教育资料,数学教师人手一份;每一学期出一次课题通讯,让各参研学校相互了解课题最新发展动态;为了尽快提高研究的理论水平,总课题组还要求参研教师每学期读一本理论专着,发表一篇理论文章,订一份数学理论杂志,讲一堂和课题相关的公开课;课题组抓住研究进展好的典型学校和典型教师,提供展示、交流的机会,供其它学校交流学习,也促进他们更好地发展;培养理论骨干:安排研究任务,争取外出交流的学习机会,扩大交往、开拓视野。

第一阶段的研究工作中,总课题组共组织召开了三次学习交流会,专家指导两次,开展了1次全区性的“自主探究式学习”竞赛课,一次“自主探究式学习”论文交流会,一次优秀教案交流会。

本研究在各校独立研究的基础上进行合作研究,既尊重各校的自主性和积极参与性,又能集思广益,充分发挥“集团优势”,具体如下:

举办“转转会”。总课题组在征求子课题组意见的基础上确定研究专题,定期由各子课题组轮流举办研讨活动,通过观摩、交流、研讨使成果共享,共同提高研究水平,2001年,总课题组共组织了8次这样的会议,子课题组由几个学校组成,根据他们的需要也组织转转会,有时邀请其它课题组也来参加。

举行“培训会”。由总课题组组织,各课题组成员轮流举办研究骨干培训班,邀请专家和一些学者到校予以指导。

专家上门指导。子课题的主研学校,如龙泉中学利用“开放式办学”机会,邀请了北京的专家对他们的承担的子课题“自主探究式学习评价的研究”进行指导,航天中学和四川师范大学成了“结对子”学校,在对“自主探究式课堂模式”的研究中,川师大给予了大量的指导。

三、成果初现、展望未来

□课题完成情况

全部完成第一阶段既定目标,同时完成了第二阶段的部分工作。具体为:完成了课题提出及论证工作,编写了较完善的实验方案并制定了“课题实施指南”;完成了对全区实验教师的宣传动员、教育培训工作,一共举办了正式的培训会有十余次,参与人员达1000人次;成立了总课题组(包括领导小组、顾问小组、研究小组),每个参研学校成立了子课题组,并制定了工作章程,明确了工作职责,课题研究工作已趋于规范法;对子课题进行了分工,明确了实验学校、实验地位和课题责任人;成为成都市“十五”课题立项课题,并获得“优秀课题方案二等奖”;各参研学校已完成子课题的论证、立项工作,目前已进入实践阶段。柏合中学负责的《中学数学自主探究式学习评价的研究》理论和实践都具备了相当高的程度。航天中学负责的《中学数学自主探究式学习模式的研究》也正在实践之中。

□理论成果

课题突破了传统学习已有认识,我们认为:学习不仅是特殊的认识过程,它还是一个探索和发现过程。以建构主义学习理论、多元智力理论和创新教育理论为理论基础,建构起了自主探究式学习的理论框架,明确了自主探究学习的涵义、目的目标、特征和类型,具体为:

中学数学自主探究学习目的目标:获得亲身参与探索、研究的体验;养成自主探究的习惯,掌握自主探究式学习的策略和科学的学习方法;培养发现问题、提出和解决问题的能力;改变传统的单纯接受数学知识的学习方式,培养自主探究式学习数学的能力;培养大胆质疑、勇于探索的创新精神和探索实践能力;培养良好的科学态度和科学品质;培养用数学的意识和一定的数学建模能力。

中学数学自主探究学习特征:自主性、探究性、问题性、合作性、活动性、多维性。

中学数学自主探究学习类型:形成性探究、结构性探究、应用性探究、发展性探究、反思性探究(根据学习过程分);自学式探究、独立式探究、指导式探究、协作式探究(据活动形式分);实验探究、归纳探究、类比探究、演绎探究(据学习性质分)。

构建了“三线五环节”的自主探究式学习模式。三线指的是教师线、问题线、学生线,教师和学生线都是围绕问题线展开,三线互相关联;五环节指的是:进入问题情境—自主探索研究—提炼交流发表—变式应用巩固—-反思总结提高。

王富英老师撰写的《论中学数学自主探究式学习》,概括了以上理论成果,并于2002年8月在国际数学家大会分会上介绍该成果。

结合《国家数学课程标准》的测评体系,再根据自主探究式学习的特点对原有的数学评价体系作了大刀阔斧的革新,形成了评价体系的雏形。对评价的理论、概念、目的、功能、分类、特征、方式都作了详细的论述(详见《数学学习评价》、《关于中学自主探究式学习评价的思考》)。

1、 设计了“数学自主探究式学习课堂观察评价表”,它主要从情感与态度、知识与技能、思维与方法、交流与合作四个方法给予定性评价:,并探索出了一整套课堂观察的方法。部分学校在着手建立学生成长记录袋,考虑把学生的学习历程纳入终结性评价。

2、 改革了学生成绩测量系统。当我们刚提出课题时就着手了改革,在单元测试和期末测评中,加入了开放型题目,数学阅读题,具有亲身体验或富有时代气息的应用题等,这些新颖的题目很受教师和学生的欢迎。

3、 注意对教师的评价改革。制定了自主探究式学习教师课堂评价手册,从学生的角度来反映教师的指导以及教师的教学水平,以引导教师学习课题理念,更新观念;推荐在课题研究中表现优秀的教师到更好的环境中去;在课堂大赛及论文评比中,对使用新理念者,优先考虑评优。

□实践成果

教师教学理论水平得到提高,教学策略正在形成。一讲到底的传统教学无影无踪,代之而起的是富有个性的教学风格,形成了一定特色的自主探究式学习的教学策略,从去年的课堂大赛来看,教师的理论素养明显进步。去年,有两篇相关教学论文获国家级一等奖,有十篇相关论文在专业学术杂志上发表。课堂教学中,教师们都在尝试让学生经历猜测、证明、应用过程,去体验数学知识的形成和发展,大量暴露学生的思维过程;尊重学生的学习态度和价值情感,让学生当小老师,组内交流合作,鼓励大胆猜测,自主探究,促进学生学习方式的改变。

教学实践中,许多教师在形成性、应用性、发展性探究也总结出了自己独到的见解。

学生学习数学的热情被激发。从调查问卷反映来看:有70%的学生喜欢教师改进后的教学方法,82%的学生喜欢教师出开放性习题或生活相近的数学应用题。据柏合中学调查:2003级学生在初一成绩较差,杨光秀老师(主要工作:校长、班主任、两个班数学)试用“自主探究式学习”后,学生的学习热情空前高涨,成绩在原有基础上提高10分左右,比同类班级的平平均分高出15分。杨老师在谈到成绩时无不感慨地说:学生成绩的提高,主要是靠自主探究式学习评价的激励的功能的发挥,通过数学学习成长袋同学们看到自己成长的经历,保护了学生的自尊心帮助学生认识了自我,和教师的距离拉近了,同学们离不开我,离不开数学,当学生了解我由于工作原因可能不在担任他们的数学时,很多学生哭了,教了二十年的书了,我这是第一回。这些宝贵经验,杨老师凝聚成论文,并在陕西师大杂志社2002年“中学数学论文赛”上获“一等奖”。

学生数学学习习惯正在改变。从学生的数学日记、数学作文上有明显反映:有的学生从买水果中、坐出租中感悟到了数学的用处,有的从数学小故事中领悟到数学的奇妙,有的对课后习题作业反思中发现了数学新问题。

从期末考试分析中,不难发现:今年有关考查学生“自主探究学习”能力试题的得分率明显好于往年。这不仅说明学生的自主探究学习能力正在提高,也说明教师把“自主探究式学习”的策略真正落实到了教学实践中去了。


□未来展望

                              执笔人:王 川

                               2002/8/16



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