有效数学教学课例研究.ppt

有效数学教学的 课例研究 镇平县金陵外国语学校 校长室 西方研究者认为，中国学习者的数学学习环境存在许多缺陷，尤其在 教学方式上，属于典型的“被动灌输”和“机械训练” 单一讲授的上课方式，教师灌输，学生被动接受 班机规模大，一般超过40人，多至50人以上 低认知水平的频繁考试和高度竞争，造成教师、学生沉重负担 Ginsberg（1992）发表报告认为，中国的教学特点是“一个受 尊敬的长者传输知识给处于服从地位的年少者” 从学生学业评价的角度来看，中国中小学教学具有明显的优势 海外的中国学生一般取得比其实际智商预期更好的成就 IEA（1992）的研究数据表明，中国大陆获得第一 IMO（国际数学奥林匹克竞赛）中，中国队一贯名列前茅 Stevenson（1992）在学习的差距中揭示，美国学生的学 习成绩明显低于中国甚至东亚学生，从1到11年级，这种差异明显存在 引言：从“中国人数学学习的悖论”谈起 教学水平 教学方式 教学内容 记忆 解释性理解 探究性理解 活动式 接受式 教学任务的三维结构 一、有效教学的两种方式 已有知识已有知识 新的知识 新的知识 建立联系建立联系 合理合理 实质实质 奥苏贝尔： 知识固着点的性质 换一个形式检验 我国教师： 合适“潜在距离”的 严格的“变式训练” 铺垫是成功的奥秘 是有效手段 1.有意义的接受式教学 (注重知识和技能的学习) 有层次推进隐喻：游泳 记忆、理解、探究三种水平 七种变式 课堂教学的脚手架理论 ？理论 （1）选题背景 在数学教学中，学生要学习大量的性质定理、判定定理和 公式等。以往的数学学习常常是老师“告诉”定理、公式，给 出证明，然后通过练习做机械训练。学生感到枯燥乏味。如 何激发学生提出和论证命题的兴趣、如何让从简单到复杂的 变式练习成为学生解题能力的练兵场，是日常数学教学中值 得关注的问题。 “（数学）早已广泛被人们承认为科学、工艺、商业和 晋升各种专业的基础工具。这种目标会导致成人热衷于数学 ；但对于初步接触数学的幼龄学生，却是遥不可及。”（斯 根普1971） 案例：等腰三角形的判 定 （2）模式化的定理教学 复习性质定理、给出判定命题 师生进行思路分析 通过论证得出定理 应用定理做练习 等腰三角形的两 个底角相等 有两个角相等的三 角形是等腰三角形 写成已知求证的形式： 已知：在ABC中，B=C. 求证：AB=AC A CB （3）用情境问题引发兴趣 如何复原一个被墨迹浸渍的等腰三角形？ 学生的三种“补出”方法： 只剩一个底角和一条底边 量出C度数，画出 BC， B与C 的边相交得到顶点A 作BC边上的中垂 线，与C的一边 相交得到顶点A 画出的是否为等腰三角形，由此引发判定定理的证明 “对折” （4）多种证法激活创造力 三种常规的办法： 两种创造性的证法： 作A的平分线， 利用“角角边” 过A作BC边的垂线 ，利用“角角边” 作BC边上的中线， “边边角”不能证明 假定ABAC,由“ 大边对大角”得出 矛盾 ABCACB， 应用“角边角” A CB （5）用变式练习分步解决问题 不断变换题目的条件： ABC中，ABC ACB，BO平分B ，CO平分C。能 得出什么结论？ 过O作直线EFBC。 图中有几个等腰三角 形？为什么？线段 EF与线段BE、FC之间 有何关系？(学生编题 ) 若B与C不相等。 图中有没有等腰三角 形？为什么？线段EF 与线段BE、FC之间还有 没有关系？(学生讨论) 直观看到一个，简 单应用判定定理 必须综合应用判定 定理和性质定理论 证两个红色三角形 以及线段间的关系 直观看到三个，两个 红色三角形必须应用 判定定理论证；线段 关系用到性质定理。 （6）变式教学效果的试验研究 一位专家曾提出质疑，上述最后一题是“总复习”中的难 题，在“等腰三角形的判定”第一节课中作为练习，是否 超越了学生的学习能力？事实上，运用变式作铺垫，可以 明显提高练习的效率。后来专家们在普通学生的班中做了 试验，同样取得很好效果。 我们曾对利用变式图形提高几何教学效果的经验，开展重 复试验或轮换试验，结果差别具有显著或极其显著意义。 2.有意义的活动式教学 （注重学生的气质和能力） 已有“ 工具” （线索、细节、部分） 新的“ 任务” （问题解决、项目实施） 参与度完成度 自行整合 开展尝试探究活动 是促进学生主动学习的重要策略 “道而弗牵，强而弗抑，开而弗达” （礼记学记） 最有效的学习方法应是让学生在体验 和创造的过程中学习 有理数减法： （+2）-（-3） = + 5 （-2）-（+3）= - 5 （-2）-（-5） = + 3 例.“ 有理数加减法”课（探索法则） （-3）+（+5）= + 2 正数与负数相加： （+5）+（-3）= + 2 （-5）+（+3）= - 2 形成一种新型的课程实施形态 如课题研究、问题解决活动、项目学习等等， 构成更鲜明的特征： 自主性（主动参与，主体地位，自我设计、 组织和评价） 综合性（涉及各科各育，教育与锻炼） 评价的过程性（包括外显行为、内隐心理） 3.学习质量的两极张力 提高学生的学习质量是根本（两个源头、两种方式） 接受式活动式 源头源头 ( (站在前站在前 人的肩人的肩 膀上）膀上） 赫尔巴特：普通教育学 引起学生对新知识的兴趣 讲授新教材 在新旧知识之间建立联系 得出结论、定义或法则 应用知识解答问题或做练习 杜威：民主主义与教育 给学生提供学习的情境 通过观察提出问题 作出解决问题的假设 推理得出解决问题的方法 验证得出的结果 流变流变 （成为连续谱）（成为连续谱）听讲学习启发式学习讨论式学习问题解决学习 探究学习项目学习社会服务学习等等 两种教学方式的分析讨论 接受式活动式 现象 讨论 至今广泛采用，还有发展。 受到现代派猛烈抨击，它对 学习的本意有哪些理解上的偏 颇？对发展思维有哪些局限？ “离开了杜威，教育史是一 段空白”，“似曾相识燕归来” 。 杜威及其后继者的实践为什 么干不下去？毛病出在哪里？ 得失 分析 有利于教师传授知识，进行 技能技巧训练。 不利于学生独创的学习。 有利于学生发挥主体性和探 索精神。 不利于学生学习系统知识。 两种学习方式在“提高学习质量”的主题下， 我们采纳“合理安排、取长补短”的策略，让 两方的对峙变为改革过程中的两极张力 当前重在拒绝机械接受、开发主动探究的学 习方式，教师们有引人注目的创造，如多角 度理解、有层次推进、过程性变式、深度参 与的体验等 真理在两个极端之间（两极张力） “ 学而时习之，不亦说乎” 二、教学水平三分类二、教学水平三分类 1.符合中国数学课堂特征的三水平 两个突出的问题值得引起关注 问题之一 许多本该达到解释水平的课，不少教师 将此下降为记忆水平，“ 满堂灌”或“ 满堂问” （填空式问答，懂的要问、不懂的不问）；有的课 把教学混同于学科习题机械训练和简单强化，思考 力水平明显下降。 问题之二 许多正在实验探究水平的课，教师常常 通过解释或让学生记住最简捷的方法得出答案，“ 表面上像探究，实际上是讲解”，达不到学生亲自 投入的思考力水平。 高思考力水平的保持与下降 保持1探究 保持2 解释 记忆 下降2 下降1 下降3 高思考力水平得以保持有七个要素 给思维和推理“ 搭脚手架”； 为学生提供元认知方法； 示范高水平的操作行为； 维持对证明、解释或意义的强调； 任务建立在已有知识基础上； 在概念间建立联系； 适当的探索时间。 资料 国际学习科学领域三句名言：听来的忘得快，看到的记得住，做过的才能会。 我国教师：营造追问风气，变被动学习为主动学习。 高思考力水平下降的因素有六类 情境问题常规化（学生希望降低要求，教 师包办代替）； 重点转移到追求答案的正确性与完整性， 不注重意义、理解、概念获得等方面； 时间过多或过少； 课堂管理问题； 给予学生的任务不恰当（指向不明或学生 缺乏兴趣）； 教师对学生低层次结果或过程迁就（如本 来要求学生解释思考过程，却接受了学生 不正确或不清晰的解释）。 资料 2. 通过案例研究提高有效教学的水平 教学水平的分类 课堂观察（保持下降） 探讨性对话 案例表述 分析与检讨反思与改进 课堂教学默会成份的显性化，成为可开发的教师学习资源 小学数学“有余数的除法” 7321 Freudenthal研究所的达朗其(Jan de Lange, 1996) 在 ICME-8的大会报告中介绍了荷兰的一堂课：81名家长出席学 校家长会，每张桌子可坐6人，需要布置多少张桌子？第一类 学生具体地摆桌子；第二类学生经历了摆桌子到形式计算的 抽象；第三类学生套用现成算式去做。实际上，三类学生中 只有第二类才真正体验到了“数学化”的含义。 （1）选题背景 案例1：“除法就是分豆子！” （2）原行为阶段 纠缠于区分等分除、包含除等枝节，未突出“有余数”这个要 点 习惯于计算准确性的训练：3( ) 7，括号里最大能填几？ 未关注试商的实际意义 表面地寻找规律，学生都说“不知道” 165=31 175=32 185=33 195=34 余数(1、2、3、4)与除数(5)比较大小， 得出余数小于除数 关注自我的关键性事件： 重点放在程式化训练， 忘记了对小学生 来说“数学就是生活”。 （3）新设计阶段 关注理念的关键性事件： 运用儿童生活经验，“除法就是分豆子” ， 让学生真实地体验“数学化”的含义。 （4）新行为阶段 困难 做除法要“拿豆子来”，只会动手做、不会动脑想。 课堂热热闹闹，却陷入了数学教学的浅薄与贫乏。 教师的创造 在实物与算式间设置一个中介放掉豆子和盘子， 学生在脑中分豆子，终于越过了形式化的难关。 关注获得的关键性事件： 学生不会形式化，采用“脑中分豆子”， 才能解决从实物到符号的过渡。 “分豆子分豆子”与布鲁纳的认知理论与布鲁纳的认知理论 实物操作 表象操作 符号操作 分豆子 脑中分豆子 算式运算 （具体） （半具体、半抽象） （抽象） 寻找规律 数学是在具体、半具体、半抽象、抽象中间的铺排 ，是穿梭于实物与算式之间所作的形式化过渡。 （5）实践创造与理论学习 让学生发现“余数比除数小”师生语言互动时间分布表 （6）课堂理念与行为发生改变 师生语言互动状况及其理念与行为的改变 课堂静止或不理解的时间、教师指示或命令、批评或辩护 权威行为，在改进课中下降为零；教师演讲、学生按老师要求 表述，明显减少 教师的提问、学生主动表达自己的发现的语言，在改进课 中明显增加；教师接纳学生感觉的语言，也有上升 （1）选题背景 勾股定理是数学教改的晴雨表：上一世纪五六十 年代数学课程中的严格论证、后来提倡的“量一量、 算一算”、之后的“告诉结论”、“做中学”，直到 现在的探究式等。数学教学要培养学生的数学计算、 数学论证乃至数学决策等三大能力，勾股定理教学正 是一个恰当的例子。 a2+b2=c2 案例2：勾股定理能够被学生探究出来吗 （2）回顾原教学行为 欧几里德方法欧几里德方法 (等积变形推导) 技巧难度太高 设置动手情境设置动手情境 “量一量、算一算” 得不出a2+b2=c2 “剪一剪、拼一拼” 学生不会剪拼 提供勾股数组: 32+42=52 62+82=102 简化为铺地砖: 特殊情境成 了直接暗示, 无异于告诉 事实 优秀教师不满足于以往的教学行为。查阅第3次国 际数学与科学重复录像研究项目提供的12个勾股定理 教学录像，没有获得满意的结果。 尝试新的教学设计，要点是： 目标在于体现“猜想证明”这种数学思想方 法的本原性意义。 探究需要“铺垫”（有层次推进的策略）。就 像学游泳，不能让所有学生都直接跳到海里，要有一 定的背景知识和带关键性的技能、策略作铺垫。铺垫 也称“脚手架”，为学生提供一种教学协助，帮助学 生完成在现有能力下向高认知学习任务的难度攀升。 （3）在不满中寻找出路 （4）情境铺垫出猜想 问题: 直角三角形两条直角边和斜边之间有什么关系? a、bca+b （已有知识） 两边平方怎么样? a2、b2c2 铺垫: 在方格纸内斜放一个正方形ABCD，每个小方格的边长为 单位1，怎样计算正方形ABCD的面积？ (a+b)2 a2+2ab+b2 数据表：用前面的方法分别计算下列四个图形中的a2、b2 、2ab及c2的值，并填表。 代数项图图图图 a214916 b2491625 2ab4122440 c25132541 学生的发现出乎意料： c2=2ab+1 a2+b2=c2 a+b+a2=b2 2ab+c2=(a+b)2等! (5) 反驳与证明的师生对话 生1 根据数据表,我得出c2=2ab+1的结论。 师 很惊讶怎么会,不可能吧? 生2 我做过a=2,b=4的例子,这时2ab=16,c2=20,c22ab+1。 师 生2用举例来“反驳”,有说服力,c2=2ab+1这一结论不能成立。 生3 老师,当a与b相差1的时候,这个结论还是成立的。 师 心中想 c2=(a-b)2+2ab,b-a=1时,c2=2ab+1这个意见也是对的, 这是一个有条件的结论。好,下面我们来看看另外一个结论a2+b2=c2。 生4 这个结论对前面已举过的图例来说都是成立的,但是我想,即使100 个例子都正确,101个例子不成立了呢?所有例子都成立才是定理,只 要有1个例子不成立还是个有条件的结论。 师 a2+b2=c2是否是个定理,举例再多也说明不了,怎么办? 生众 看来必须证明。 （6）拆除铺垫引导论证 把图中的小方格背景撤去，并且隐去a、b的具 体数值，在一般的直角三角形中，a2+b2=c2是否同样 成立？学生利用前面计算直角三角形斜边上正方形 面积的方法，顺利地证明了这一结论的正确性。 a b c （7）学生活动做扩充 课后，学生的自我扩充活动分三方面展开 设计数据表出 猜想 上网学习勾股定理 的史料与多种证明 收集、编拟勾 股定理的应用题 如如如 R=6400km S=0.005km 中国古代文明 c2=2ab+(a-b)2 =a2+b2 第一宇宙速度 v2=(R+s)2-R2 2RS =64 v =8km R s v 地球 格 点 多 边 形 面 积 S = N + - 1 ( N 为 内 点 数 , L 为 边 点 数 ) (8) 课堂价值取向与行为类型的变化 教师讲授时间减少，学生探索时间明显增加，课堂 价值观正向能力取向移动 由于探索时间增加，学生课堂练习时间有所减少， 但课外思考的空间扩大了 3.小结：有效教学的四元分析法 把握教学重点（目标 ） 了解学习难度（条件 ） 设计关键环节（过程 ） 注重学生获得（结果 ） 传统教研活动中的 重点、难点关键点 分析 邓金彼得的三元 分析（目标、条 件、过程） 课改理念 三、课例为载体促进教师专业发展 教师专业成长与知识结构变化 专家教师 经验教师 职初教师 原理知识（学科的原理、规则，一般教学法知识 ） 案例知识（学科教学的特殊案例、个别经验） 策略知识（运用原理于案例的策略，核心是反思 ） 1.基于课例的教师学习 19992000，美国密歇根州立大学教育学院彭恩霖 等，全球范围开展新教师入职教育的多国案例研究（中 国上海、法国、日本、纽西兰、瑞士）。访谈教师，考 察学校和课堂，与行政管理人员、教育研究人员和师范 大学教师交流讨论，从政策、项目、实践三方面考察。 结果表明：内容涉及学科教学、教学管理、职业责任与 道德的新教师入职教育对教师成长有关键性的意义。上 海案例进一步说明： 新教师从导师那里学做人、学处事，受益匪浅，与 导师共同工作，使他们加速了经验学习的进程。 融入公开性的交流及对教学的审视，让新教师获得 公众评论其教学优缺点的机会，使他们从教学的边缘参 与到中心活动，是新教师走向成熟的重要途径。 （Edard Britton，Lynn Paine， Darid Pimw and Senta Raizen， Comprehensive Teacher induction， 2003） 新教师走向成熟: 入职教育是关键一步入职教育是关键一步 20002001，时任香港大学课程学系主任的徐碧美教授， 在一所学校跟踪四位教师，经一年多课堂录像、访谈研究，完 成追求卓越教师专业发展案例研究，英国剑桥大学出 版社出版。 她采用对教师工作、生活的人种学案例研究的方法结果发 现，别人提出的“卓越”理论，尽管把握了专家教师的静态特 征，但并未把握专家与非专家教师的关键差异（动态形成过程 ）： 组织结构良好的基础知识以及思考和反思的知识技能； 实践知识理论化、理论知识实践化的知识发展特征； 不断探索和实验，质疑看似“没有问题”的问题和积极 回应挑战的行为特征。 经验教师追求卓越:动态过程至关重要动态过程至关重要 （Amy B.M.Tsui, Understanding Expertise in Teaching: Case Studies of Second Labguage Teachens, 2003) 洞察自己的经验与需求是关键洞察自己的经验与需求是关键 “在课堂拼搏中学会教学”，有望解决理论向行为转移的问题。 教师案例：“一篇课文，三次备课”的原型经验 第一次备课摆进自我，不看任何参考书与文献， 全按个人见解准备方案 第二次备课广泛涉猎，分类处理各种文献的不同见解 （我有他有，我无他有，我有他无）后修改方案 第三次备课边教边改，在设想与上课的不同细节中， 区别顺利与困难之处，课后再“备课” 三个关注（自我、同行、学生）和两个反思支架（理念 、行为）的课堂改革经验，无一例外是教师成长的捷径。 教师成长的捷径（先后120名，8个典型） 2教师在教育行动中成长 借鉴国际理念，根据实践经验，提出以课例为载体 、在教学行动中开展包括专业理论学习在内的教学研修 活动的改革思路，简称“行动教育”。 原行为阶段 关注个人已有经 验的教学行为 新设计阶段 关注新理念、新 经验的课例设计 新行为阶段 关注学生获得的 行为调整 更新理念 反思1：寻找自身与 他人的差距 改善行为 反思2：寻找设计与 现实的差距 课例为载体/教师与研究者的合作平台：理论学习、教学设计、行为反省 3、来自八国“课例研究年会”的启示 2005年12月13日，香港教育学院组织了第一届课堂 学习研究年会(1st Annual Conference on Learning Study)。来自日本、美国、英国、瑞典、新加坡、伊朗和 中国香港和上海等七国八地的学者参加了会议。 2006年11月3012月2日，香港教育学院组织了第二届 课堂学习研究年会(2nd Annual Conference on Learning Study)。除了第一届年会的参与各国，澳大利亚和中国北 京的学者首次参加了会议。 （1）会议概况 第一届年会主报告 顾泠沅：以校为本的教师专业发展范式革新 Matoba：日本的“授业研究”与“研究授业” 卢敏玲：香港的优化课堂学习计划 Ference Marton：瑞典的学习研究 李金英：新加坡的课例研究 Jeanne Wolf：来自美国的授业研究观点 第二届年会主报告 王洁，杨玉东：我们在做怎样的课例研究 卢敏玲：从香港的课堂学习研究中能学到什么 Matoba：授业研究中的人种志和参与观察法 李金英，方艳萍：新加坡课程改革背景下的授业研究 Elliott：课堂学习研究能支撑系统广泛的教育革新吗 Catherine Lewis：授业研究：来自美国的案例 Ference Marton：学习中的相同和差异 议程之一： 圆桌会议，应邀专家介绍各自国家 教学研究情况。 议程之二： 成立“世界课例（授业）研究协会” （World Association of Lesson Study）， 香港教育学院卢敏玲教授首任主席， 顾泠沅教授为中国地区总负责人。 议程之三： 对全港教育界开放的大会报告，美国、瑞典、新加坡、日本、伊朗以 及中国香港和上海的一线教师的课例研究分享，有近2000人分散在三个会 场参加，会议在香港中小学界影响很大。 第二届年会主要议程 （2）共同关注：课堂教学研究 全球提高教学质量运动、课程改革、教师发展成为会议焦点 由于 Stigler 在教学差距 中对德、日 、美三国的一 项比较研究， 日本的教研活 动受到了关注 英国东英格兰大学的 John Elliott 教授，他倡导在校本教 学研究中做“行动研究” 瑞典Goteborg大学的 Ference Marton 教授， 他的变易理论是香港课堂 学习研究的理论依据 日本的授业研究 第三次国际数学与科学研究中，Stigler（1999）认为：日本 学生的高成就是因为日本教师在教学上的成功,与日本的教学研究 活动授业研究(Lesson Study,即课例研究)相关。 由大学教授与学校教师合作开展，“自愿者”组成的教学研究行 动。 向社区开放学校和课堂，公开研究课。它的一个重要目标是改善 教师与教师、教师与学生、教师与家长等他人的关系，把教师的 专业发展置身于“职场”之中，学校不仅仅是教的场所、也成为 教师学的场所。 佐腾学：为提高质量，推进课程改革，必须打开教室的大门，相 互评论，连续改进。除此之外，别无他法。任何操之过急的做法 ，对学生没有好处，对教师更没有好处，也许让他们学会了做秀 。 目前，美国和其他一些国家把授业研究视为“改变21世纪教师 专业发展的强有力途径”而加以推广。 三种教学研究模式引起广泛关注 辨识课题中有意义学习的内容 审辨学习内容的关键特征 厘清学生对学习内容已有看法 及难点（使用前测题目） 开展教学设计及教学实践 开展教学评估（使用后测题目， 运用三种变易分析教学） 撰写课例报告及分享成果 香港的课堂学习研究 关注学习内容的分析 运用教学分析（前测、后测）分析教学 学习源于变易 有比较才能“审辨” 教学在于学习主体“同时” 体验关于对象各方面变易 的维度，开拓具有思想性 的“学习空间” 瑞典Marton教授变易理论为基础 学生对“学习内容”理解之变 易 教师对“学习内容”的不同处 理方法的变易 运用适切的变易作为教学工具 “课堂学习研究”中扩展为三种 上海的行动教育 “主体悟性”：行动研究侧重于改善行为，但理性思考 或对理论支持的力度明显不够。为此“行动教育”引入 了科学认识（假说检验）的模式与行为反馈机制同时进 入工作流程，注重通过“摆进自我”把行动与理性联结 起来。 “专业引领”：表现为来自实践层面的有经验教师、理 论层面的专