“科学探究自主创新”的实践与思考.doc

小学数学“科学探究，自主创新”教学模式的研究的实践与思考谭习龙（丹阳市访仙中心小学，江苏 丹阳212321）摘要：提供给学生一些思考的材料，让学生进行科学探究，在探究过程中让学生来审视它，验证它，最后来判断它，认可或否定一个东西，都要拿出证据，从而促进学生在民主、平等的氛围中形成善于探究、反思和合作的能力，促进学生知识、能力、情感等方面主动、全面、协调地发展。关键词：科学探究；自主创新钱学森临终前给中国教育界留下一个深刻的问题，那就是“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？ ”这值得我们全体教育工作者的深思。我们追寻杰出人才尤其是钱老成长的轨迹，或许可以看到一些端倪。从钱老读书时的故事可以看出，他把大量的时间用来“玩”，也就是读课外书、动手实验和外出实践。使他在玩中，对知识充满了兴趣，对探索新知充满了向往，促使他博览群书，在醉心实验、民主的学术氛围中，学会了合作、质疑，挑战了权威，勇于追求真理，从而培养了创新能力与精神。而我们现在的数学教学，大量的实验是受老师控制的，是在预定轨道上的，是不会有一点失败的，是一定不要动脑筋就能成功的，是单向的，至于为什么老师这么想，无人去深究。使学生始终认为老师无所不能，没有要我们学生动脑筋的事，我们唯一要做的就是死记硬背，以致形成思维定势，缺乏个性，判断力，缺乏怀疑精神和批判意识，盲从教师和权威，这必然会扼杀学生异想天开，使思维没有广阔性、独创性。而事实证明，历史上有所发现的人，不仅要不畏艰难，而且要突破世俗的偏见，甚至冒杀头的危险，哪有什么指路人或预设的人，因此这恰恰丧失的是科学求真、求实、求新、求是的科学人文精神、科学素养，是广大青少年丧失创造力的根源。因而，我们着力构建“小学数学科学探究，自主创新教学模式，即通过创设适合学生探究的学习环境，提供给学生一些思考的材料，让学生进行科学探究，在探究过程中让学生来审视它，思考它，验证它，怀疑它，最后来判断它，认可或否定一个东西，都要符合逻辑，拿出证据，从而促进学生在民主、平等的氛围中学会探究、学会学习、学会创造，培养他们的质疑和创造精神，形成善于探究、反思和合作的能力，促进学生知识、能力、情感等方面主动、全面、协调地发展。我结合多年的教学实践，谈几点做法。一、课前动手实践，课内科学探究由于探究要花费大量的时间，因此，很多探究的前期工作要提之于课前。比如：教学一亿有多大时，可以引导学生课前调查100粒米、100滴水的的重量，100张纸的厚度和10枚硬币的厚度。然后，让学生选择其中一个数据探究1亿有多少。再如：圆柱表面积的教学，课前我请学生每人准备了剪刀、透明胶、细线和直尺，以及自己用硬纸板做的一个圆柱体纸筒。师：课前同学们都用硬纸板做了一个圆柱体纸筒，你有办法知道你用了多少平方厘米硬纸板吗？（也就是求它的表面积，且接头部分不计在内。）请同学们先独立探究，再小组讨论，然后进行大组交流。给每个学生发一张实验活动表（见表）实验器材剪刀、透明胶、细线和直尺实验过程猜想测量计算过程结论生1：我是把圆柱体纸筒拆开来，发现由两个圆纸片和长方形纸片组成，量出圆的直径和长方形的长和宽的长度，就能求出需要多少平方厘米硬纸板了？生2：量出直径就不要量长方形的长了，因为长方形的长就是底面圆的周长，可以由直径直接求出来。生3：不要拆开来，那样太麻烦了，因为圆柱表面展开来是由两个圆和一个长方形组成，所以可以直接求出来。师：怎么求出来呢？生3：我用线和尺量出我的圆柱底面的周长大约是12.6厘米，高是5厘米用12.653.14(12.63.142) 22师：每步是什么意思？师：你们量的数据都一样吗？我们应该量哪些数据？生4：可以量圆柱底面的半径、直径或周长，以及高。生5：如果侧面展开是正方形的话，需要知道底面的量或高就可以求了，因为底面周长与高相等。师：那么到底该怎样求这个圆柱的表面积？（板书：圆柱的表面积=侧面积+底面积2）二、 精心设计问题，课堂科学探究问题是思维的起点，教师要为学生创设种种新发现的环境，引导学生通过观察、思考、推理，提出探究性问题，引导他们进行科学的探究，在生成过程中不断迸发出创新的火花，有利于学生创造性思维能力的培养。课例：在教学国标本苏教版小学数学第十一教材第55页“分数除法”，我让学生大胆猜想2该怎样计算？蒋铖：师：怎么样？生：不对，怎么又变成升了。师：虽然不对，但这位同学能大胆尝试，说明他有勇气，就新的发现往往都是在前人失败的基础上产生的，还有其他设想吗？陈璐：师：你是怎样思考的？陈璐：我受分数乘整数方法的启发，分数乘整数，用分子与整数相乘的积作分子，分母不变。师：这位同学的设想有道理，他是根据以前学过的方法来比对，了不起！还有其他想法吗？孙豪：2=（升）学倒数时，老师说过倒数与分数除法有关系，我猜是这样的。师：这位同学平时上课听的很认真，能根据老师无意说过的一句话进行猜想，说明很用心。还有其他想法吗？刘泽凯：分数乘法的统一法则是用分子相乘的积作分子，用分母相乘的积作分母。我想分数除法应该相类似吧！师：有道理，刚才，这几位同学开动脑筋，积极思考提出了自己的猜想，那他们的猜想，对不对呢？你有办法来验证吗？张艾佳：可以用乘法来验证。如果结果是，根据被除数=商除数 用2=，说明他们的猜想正确。肖雨露：可以化成小数除法来验证。2=0.82=0.4=(升)还可以用加法来验证. + = (升)师：同学们真聪明，受同学们的启发，我们还可以这样想：2表示把4个平均分成2份，由42得到每份是2个即。还可以画图来理解：陈璐：老师，其实从线段图上可以看出，把升平均分成2份，求每份是多少，就是求升的是多少？所以只要用就可以了。师：精彩！邱梦：其实还可以这样想，根据商不变的性质。师：同学们，其实你们有着丰富的创造力，遇到问题，只要你敢于猜想，勇于探索、验证，你们也能像数学家一样发现方法，解决问题。三、 课堂引出话题，课后科学探究由于科学探究耗时多，而课堂内时间紧，学习任务重，老师可以在课堂里引出话题，引导学生进行小课题研究，课内课外结合，让学生进行科学的探究，进而养成良好的观察、推理、猜想、验证、分析、归纳等思维习惯，形成严谨的科学态度。不仅很好地巩固了所学知识，使得智慧得到发展，而且提高了学生自主探索的兴趣，获得了深层次的情感体验，有利于培养学生的创新个性和创新能力。课例：苏教版数学第八册教材“因数和倍数”一课“试一试”中有这样一题：36的因数有1,2,3, , , , ,18,36。15的因数有 ；16的因数有 。在学生填好后，我出示教材的学习要求：观察上面几个例子，你有什么发现？吴凯：双数的因数比单数的因数多。师：是吗？我们来验证一下，2的因数有1,2；3的因数有1,3,怎么样？（我的言下之意是举个反例。）吴凯：大的双数的因数比单数的因数多。没想到学生坚持己见！一想，随即明白，书上的例子给学生造成了负迁移。且看：36的因数：1,2,3,4,9,12,18,36；15的因素：1,3,5,15；16的因数：1,2,4,8,16。学生观察这三个例子，得出双数的因数比单数的因数多也算情有可原。我当时马上想到，把16改成26，学生就能发现结论的问题。但转念一想，刚刚我举了2和3的例子，学生马上想到用“大的双数”来自圆其说，这表明学生的错误印象还是蛮深的！我头脑里灵光一闪，学生的这个判断不正是他们直观的猜想吗？如果让学生自己探究验证不是更好？于是我改变了原有的教学预设。师：吴凯同学通过自己的观察比较，提出这一发现很有价值，但它只是一个猜想，这一猜想是否正确，需要同学们课后来验证。老师设计了一张练习纸，你们课后验证一下好吗？有结论就告诉老师。一下课，我给学生练习纸，让学生自主探究。下午，我到教室，学生争着向我汇报。李明：老师，吴凯的发现是错的。师：你怎么发现的？（我在实物投影仪上展示李明的探究成果）李明：我从1的因数一直找到22的因数，但22的因数与21的因数一样多。师：可见少数情况的结论并不代表全部，那他的猜想，怎样就正确了呢。王林：在20以内一个双数的因数比一个单数的因数多。师：说的真好！那你们找出了这么多数的因数，还有其他发现吗？课后继续研究，好吗？师：在研究的过程中，同学们可以单干，也可以互相讨论。鉴于同学们这么有兴趣，就请大家把自己的发现及时贴在黑板上加以公布，其他同学可以论证他的发现是否正确，老师有空就来与同学们交流，好吗？后来几天学生争相公布自己的发现。生1：我发现1只有一个因数。生2：我发现2,3,5,7，11,13,17,19这些数只有两个因数。生3：我知道只有两个因数的数叫做素数。有两个以上因数的数叫做合数。生4：只有奇数个因数的数，很有趣。分别是1=12,4=22, 9=32, 16=42, 25=52。也就是说自然数的平方的数，它的因数的个数是奇数个。生5：我要补充，这里研究的自然数不能为零。师：同学们，我们从吴凯同学在课堂上一个不成熟的发现和猜想，引得同学们课后去探索发现，获得这么多的知识，真了不起！这都是谁的功劳？生（齐）；吴凯！师：对！同学们，你们注意到没有，能够提出问题，哪怕是错误的问题是多么的重要！正是因为有人不断地猜想，进而提出问题，进一步地研究、验证，不断地改进、修正，最后得出结论，才推动了科学的发展。比方说我们书上82页的哥德巴赫猜想，激励了一辈又一辈的数学家、数学爱好者去探究，得到了很多伟大的成果。只要大家能做有心人，善于观察，寻找学习和生活中的困惑，提出问题，加以研究，就一定能成为栋梁之材！四、 巧妙设计习题，进行科学探究数学习题，不仅是检查课堂教学效果的手段，而且也是将知识转化为技能，培养学生思维能力的重要途径。因此教师要巧妙设计习题，进行科学探究，以培养学生猜想和探索的能力。课例：教学加减法各部分之间的关系后，我出了这样一道题给学生思考：“对于一道加法题，如果把两个加数与它们的和加起来则得450，求这道加法题的和是多少？”生1：由于和一个加数+另一个加数，所以450应是两个和，一个和应该是4502225。生2：我是这样想的，假设这个算式是 + = 这道题就是变成了已知 + + =450，求 。由于 + = ，所以 + 450， =4502225。师：这位同学能够用符号来代表数，寻找到解答的方法，很有创意！还有其他想法吗？我下去巡视，发现一个学生的自备本上写着这些算式200+100300 200+100+30060050+100=150 50+100+150=300150+100250 150+100+250500我仔细推敲，眼睛一亮，向这个学生请教是怎样想的。生3：我先写一个算式，发现和是600，比450大了。再减少加数，发现和是300，比450小了。再增加加数，发现和是500，比450大，但越来越接近450了。我想这样试下去，可能会找到答案的。师：同学们，我觉得他的想法很有道理，我们一起试下去，好吗？生4：这样太繁了。我仔细观察，发现第一组算式到第三组算式，一个加数不变，另一个加数减少50，和就减少了100。要使总和500变为450，我猜想其中一个加数还要再减少25，就能满足和是450的要求了。师：对呀！你能在尝试的过程中找出规律，提出猜想,老师很佩服你!现在我们回忆一下，这位同学是怎样想的？生5：他是这样想的，先假设一个加法算式，发现与结果有差距，再调整。这样不断发现调整，可以逐步接近答案。生6：要减少调整的次数，必须要善于观察，进行比较，提出猜想、进行验证才能发现规律。师：说得很好，还有其他方法吗？一分钟后，生7将手举了一下，又放下来，一副欲言又止的神