小学数学自主探究式教学模式理论与实践研究

小学数学自主探究式教学模式理论与实践研究 本项实验研究旨在探索出既适合小学学生身心发展又具时代特征的 将现代信息技术与小学数学课程加以整合的新型小学数学课堂教学 模式 以更好地培养学生的数学创新意识 创新精神 创新能力和 解决实际问题的能力 新课程标准的实施下如火如荼地进行着 传 统的教学方式仍然在现在的课堂教学中占有一定的地位 表现为机 械接受形式 学生被动地接受知识 硬性记忆和简单操作 缺乏自 主探索 合作交流独立获取知识的机会 潜在的创造潜能被封杀 而新课程标准的核心理念 为了每一个学生的发展 要想在课堂上得 以实现 必须转变学生的学习方式 把学习变成人的主体性 能动 性 独立性不断生成 张扬 发展和提升的过程 所以 我提倡实 施 自主探究式教学 促进学生发展 的课题研究 经过学校实际研 究的可行性 对原课题研究内容 进行了深入的补充与完善 我们 初步构建了以学生为主体 以教师为主导 以学生自主探究为主线 的基于网络环境下的小学数学自主探究式教学模式 创设情境 提 出问题 自主探索 协作 测试 课堂小结 本项实验研究旨在探索 出既适合小学学生身心发展又具时代特征的 将现代信息技术与小 学数学课程加以整合的新型小学数学课堂教学模式 以更好地培养 学生的数学创新意识 创新精神 创新能力和解决实际问题的能力 一 小学数学自主探究式教学模式的研究背景 我们步入 21 世纪时 世界科学技术正在发生新的重大突破 以信 息科学和生命科学为代表的现代科当学技术突飞猛进 为世界生产 力的发展打开了广阔前景 基础教育面临着难得的发展机遇 也面 临着严峻挑战 教育部审时度势 根据国家 十五 规划提出的基础教育战略目标和 基础教育现状 制定了一系列有关政策和措施 教育部陈至立部长 指出 教育部决定 从 2001 年起用 5 至 10 年左右时间在全国中小 学基本普及信息技术教育 全面实施 校校通 工程 以信息化带动教 育的现代化 努力实现基础教育跨越式发展 然而 改革开放以来 我国中小学教育教学改革尽管取得了不小的成绩 但是广大教育工 作者普遍反映整个教改并没有取得很大的突破 原因在哪儿呢 我 们认为 主要问题在于 这些教改只注重了内容 手段和方法的改 革 而忽视教学模式的改革 甚至将教学内容的改革 教学手段的 改革 教学方法的改革混为一谈 诚然 这些改革确实是很需要的 因为对推动整个教育教学改革有一定的意义 但是在投入大量的人 力 物力进行这类改革的同时 却忽视了一个更为根本性的改革 这就是教学模式的改革 所谓的教学模式 是在一定教学思想 教育理论的指导下 教学活 动诸要素依据一定教学目标 教学内容及学生认识特点 所形成的 一种稳定而又简约化的教学结构 也就是按照什么样的教育思想 理论来组织你的教学活动进程 它是教育思想 教学理论 学习理 论的集中体现 教学结构的改变必然会触动教育思想 教学观念 教与学的理论等根本性的问题 可见 教学模式的改革是深层次的 改革 以凯洛夫的五段教学模式 激发动机 复习旧课 讲授新课 运用 巩固 检查效果 为典型代表的传统教学模式 长期以来一直统治 着我们各级各类学校 它以教师为中心 由教师通过讲授 板书及 教学媒体的辅助 把教学内容传递给学生或者灌输给学生 老师是 整个教学过程的主宰 学生则处于被动接受老师灌输知识的地位 在这样一种结构下 老师是主动的施教者 学生是被动的外部刺激 接受者即灌输对象 媒体是辅助老师向学生灌输的工具 教材则是 灌输的内容 不难想象 作为学习过程主体的学生如果在整个教学 过程中始终处于比较被动的地位 肯定难以达到比较理想的教学效 果 更不可能培养出创造型人才 这就是传统的以教师为中心教学 结构的最大弊病 作为 研究型 教师 我经过十年的教学实践和教改实验 终于找到 了中小学教育教学改革的突破口 将现代信息技术与小学数学课程 加以整合进行课堂教学模式的改革 二 小学数学自主探究式教学模式的理论构思 我们已初步构建了将现代信息技术与小学数学课程加以整合 以培 养学生的数学创新意识 创新精神 创新能力和解决实际问题的能 力为宗旨 以数学实验为主要教学方法 以学生自我评价为主要评 价方式的 以学生为主体 以教师为主导 以学生自主探究为主线 的 以建构主义 学与教 理论和认知工具理论为主要理论依据的 基于以自主学习为核心的 自主探究式 小学数学课堂教学模式 创 设情境 提出问题 自主探索 同学协作 课堂测试 课堂小结 小学 数学自主探究式教学模式 流程图 三 小学数学自主探究式教学模式的理论基础 小学数学自主探究式教学模式以建构主义 学与教 理论 建构主义 学习环境 理论 建构主义 认知工具 理论为主要理论依据 建构主义 学与教 理论强调以学生为中心 要求学生由外部刺激的 被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体 知识意义的 主动建构者 建构主义的教学理论则要求教师要由知识的传授者 灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者 促进者 要求教师应在 教学过程中采用全新的教育思想与教学结构 彻底摒弃以教师为中心 强调知识传授 把学生当作知识灌输对象的传统教育思想与教学结 构 全新的教学方法和全新的教学设计 建构主义 学习环境 理论认为 学习者的知识是在一定情境下 借 助于他人的帮助 如人与人之间的协作 交流 利用必要的信息等 等 通过意义的建构而获得的 理想的学习环境应当包括情境 协 作 交流和意义建构四个部分 1 情境 学习环境中的情境必须有利于学习者对所学内容的意义 建构 在教学设计中 创设有利于学习者建构意义的情境是最重要 的环节或方面 2 协作 应该贯穿于整个学习活动过程中 教师与学生之间 学生 与学生之间的协作 对学习资料的收集与分析 假设的提出与验证 学习进程的自我反馈和学习结果的评价以及意义的最终建构都有十 分重要的作用 3 交流 是协作过程中最基本的方式或环节 比如学习小组成员 之间必须通过交流来商讨如何完成规定的学习任务达到意义建构的 目标 怎样更多的获得教师或他人的指导和帮助等等 其实 协作 学习的过程就是交流的过程 在这个过程中 每个学习者的想法都 为整个学习群体所共享 交流对于推进每个学习者的学习进程 是 至关重要的手段 4 意义建构 是教学过程的最终目标 其建构的意义是指事物的 性质 规律以及事物之间的内在联系 在学习过程中帮助学生建构 意义就是要帮助学生对当前学习的内容所反映事物的性质 规律以 及该事物与其他事物之间的内在联系达到较深刻的理解 建构主义 认知工具 理论认为 学习是以思维为中介的 为了更直 接地影响学习进程 应减少一直以来对传递技术的过分关注 而更 多地关心在完成不同任务中如何要求学习者思维的技术 认知工具 理论就是在这种基础上应运而生的 认知工具是支持 指导 扩展 学习者思维过程的心理或计算装置 前者存在于学习者的认知 元 认知策略 后者则是外部的 包括基于计算机的装置和环境 它们 都是知识建构的助成工具 以多媒体教学技术和网络技术为核心的 现代信息技术成为最理想 最实用的认知工具 四 小学数学自主探究式教学模式的操作特征 以自主学习为核心的小学数学自主探索式教学模式的操作特征如下 1 创设情境 教师通过精心设计教学程序 利用现代教育技术 在数学虚拟实验室中创设与主题相关的 尽可能真实的情境 使学习 能在和现实情况基本一致或相类似的情境中发生 学生在实际情境 下进行学习 可以激发学生的联想思维 激发学生学习数学的兴趣 与好奇心 使学习者能利用自己原有认知结构中的有关经验 去同化 和索引当前学习到的新知识 从而在新旧知识之间建立起联系 并 赋予新知识以某种意义 2 提出问题 教师通过精心设计教学程序 指导学生通过课题质 疑法 因果质疑法 联想质疑法 方法质疑法 比较质疑法 批判 质疑法等方法与学生自我设问 学生之间设问 师生之间设问等方 式提出问题 培养学生提出问题的能力 促使学生由过去的机械接 受向主动探索发展 3 自主探索 让学生在教师指导下独立探索 先由教师启发引导 例如演示或介绍理解类似概念的过程 然后让学生自己去分析 探索过程中教师要适时提示 帮助学生沿概念框架逐步攀升 它有 独立发现法 归纳类比法 打破定式法 发明操作法等方法 学生始终处于主动探索 主动思考 主动建构意义的认知主体位置 但是又离不开教师事先所作的 精心的教学设计和在协作学习过程 中画龙点睛的引导 教师在整个教学过程中说的话很少 但是对学生 建构意义的帮助却很大 充分体现了教师指导作用与学生主体作用 的结合 4 同学协作 教师指导学生在个人自主探索的基础上进行小组协 商 交流 讨论即协作学习 进一步完善和深化对主题的意义建构 并通过不同观点的交锋 补充 修正 加深每个学生对当前问题的 理解 通过这种合作和沟通 学生可以看到问题的不同侧面和解决 途径 从而对知识产生新的洞察 教师在指导学生进行 协作学习 时 必须注意处理与 自主学习 的关系 把学生的 自主学习 放在第 一位 协作学习 在 自主学习 基础之上进行教师指导进行 5 课堂测试 学生在教师指导下 运用新一代小学数学测试和评 估软件系统进行以学生自我评价为主的多种形式的小学数学学习效 果的评价 我们集设计 修订 常模制作等测试和评估所需基本功能于一体 充分利用多媒体与网络技术 数据库管理技术 面向对象程序设计 方法等技术手段来辅助系统的实现 使系统真正成为辅助测试和评 估的有力工具 为了使低分数段的学生有成功感 高分段的学生有 激励作用 我们将测试题设计为四个层次 第一层次为达标级 按 教学大纲要求设计 第二层次为提高级 在达标级基础上增加了分 析层面的学习和变式练习 第三层次为优胜级 增加了新旧知识联 系的综合层次练习 第四层次为欣赏级 提供与学习内容有关的高 考试题和数学竞赛试题分析与解答 6 课堂小结 或由学生做或教师做或师生共同做 或由学生写成小 论文的形式来完成 必要时可以举行论文答辩 各小组推荐一人和 教师组成 专家评议组 由组长抽签决定答辩的顺序 各小组在答 辩前 将小论文上传到服务器中指定位置 答辩时 先由答辩者在 规定的时间内介绍本组的工作 包括如何选题 解决问题的基本思 路 如何克服困难 如何合作等 再由答辩者回答 专家 教师或 学生等 或听众就其工作的提问 由 专家评议组 进行评比 分为 一等奖 二等奖 三等奖 成功参与奖 等四个层次进行奖励 五 小学数学自主探究式教学模式的实施环境 虚拟实验室 目前 要初步构建了小学数学自主探究式教学模式的实施环境 小 学数学虚拟实验室 它由硬件 软件 潜件三部分组成 1 硬件 校园配有多媒体教室 硬件系统完整 还可以上网进行 练习 统一训练 2 软件 学校要配置以下应用软件系统 网络光盘资源共享系统 Internet 资源共享系统 屏幕广播系统 师生网络学习与创作的编辑 系统 新一代小学数学教学软件系统 新一代小学数学测试和评估 软件系统 要开发 新一代小学数学教学软件系统 各种类型积件库和积件组 合平台 它由以下几部分组成 按照与当前小学数学课堂教学的密切程度 将小学数学教学素材 资源库分为最常用库 次常用库和扩展库三类 并配合方便 快捷 自动 智能的光盘和网络检索方法 建立短小精悍 符合积件组合平台要求的接口式的 小学数学教 学单元库 建立小学数学虚拟积件资源库 供广大教师直接调用该教学资源 的素材用于课堂教学 将各种资料的呈现方式进行归纳分类 设计成供教师容易调用与 赋值的图标 形成 小学数学教学资料呈现方式库 组建 小学数学教与学策略库 将不同的策略方式设计成可填充 重组的框架 以简单明了的图标表示 让教师在教学中根据需要将 不同的素材 微教学单元与不同的资料呈现方式和教学策略方式相 结合 以产生 组合爆炸式 的效果 适应于各种教学情况 让学生 在学习中根据自己需要将不同素材 教学单元与不同的资料呈现方 式和学习策略方式相结合 更好地发挥学生的自主性与主观能动性 进行积极的探索和认知学习 组建 工具软件库 安装了 Microsoft PowerPoint 工具软件与几何 画板 数学实验室 等数学实验工具软件 组建类似适合于课堂教学使用的积件平台 小学数学积件组合平 台 该平台的软件的基本特点是 a 无需程序设计 b 方便地组合积件库与各类多媒体和资源 c 面向全体小学数学教师和小学学生 易学易用 我们开发的 新一代小学数学测试和评估软件系统 由以下几部分组 成 1 测验试卷的生成工具 测验试卷的生成工具有随机出题功能 可以为每个学生产生不同的 试卷 以防作弊 2 测试过程的控制系统 系统主要完成对测试过程的控制 如在需要时锁定系统 不允许学 生进行与测试无关的浏览 控制测试时间 到时自动交卷等 3 自动批改即时反馈功能 系统对测验提供了 自动批改即时反馈功能 还可以根据学生的答 案提供个性化的反馈内容 系统允许教师通过对一些问题加权 进 一步控制测试环境 4 自动记分系统与智能系统 系统还提供自动记分系统 在学生作完测验系统自动判分之后 自 动将成绩登录 进一步系统还可以自动提供反馈信息 自动建议学 生下一步的学习内容 自动区分哪些是学生递交的作业 记录学生 递交的时间是否及时 进行归类 或自动解答或提供给老师统一解 答 5 测试结果分析工具 系统根据每道题中的知识点和学生的答题情况 对具体学生给出诊 断 对下一步学习提出建议 该系统还可以根据考试测验的统计数 据 运用教育评估理论分析题目的质量 如区分度 难度等 3 潜件 我们重视对教师和学生的培训 教师以自学为主 采取专题培训 讲座 讨论和外出参加培训等多种方式 学习现代教育理论特别是 建构主义 学与教 理论 建构主义 学习环境 理论 建构主义认知 工具理论 更新教学观念和思想 掌握教育实验研究方法 学习现 代信息技术 掌握多媒体与网络教学方法和多媒体与网络教学软件 开发方法 学生由课题组成员和教师共同进行培训 教师负责培训 学生电脑基本操作与输入法 重点负责培训学生几何画板 数学实 验室等数学实验工具软件的使用 六 基于网络环境下小学数学 创设情境 的策略 数学本身就是一门与生活联系比较紧密的学科 不同的是 学生所 要学习的知识是人类几千年来积累的间接经验 它具有较高的抽象 性 要使他们理解性地接受 消化 仅凭目前课堂上教师的口耳授 受是不可能的 这就迫使教师改变教学观念 探索教学技巧 本人 运用现代信息技术从以下几方面创设小学数学教学情境 1 创设真实情境 激发学生学习数学的兴趣与好奇心 建构主义学习理论强调创设真实情境 把创设情境看作是 意义建构 的必要前提 并作为教学设计的最重要内容之一 而多媒体技术正 好是创设真实情境的最有效工具 如果再与仿真技术相结合 则更 能产生身临其境的逼真效果 教师利用以多媒体技术与网络技术为核心的现代教育技术创设与主 题相关的 尽可能真实的情境 使学习能 在和现实情况基本一致或相 类似的情境中发生 例如在上 立体图形图形的认识 课时 利用多媒体电脑展示 让所 有立体几何图形都动起来 课件 学生在实际情境下进行学习 可以 激发学生的联想思维 激发学生学习立体图形的兴趣与好奇心 有效 地降低学生对立体图形的恐惧感 学习者能利用自己原有认知结构 中有关经验 去同化和索引当前学习到的新知识 从而在新旧知识 之间建立起联系 并赋予新知识以某种意义 2 创设质疑情境 变 机械接受 为 主动探究 学起于思 思源于疑 学生有了疑问才会去进一步思考问题 才 会有所发展 有所创造 苏霍姆林斯基曾说 人的心灵深处 总有 一种把自己当作发现者 研究者 探索者固有需要 而传统教学 中 学生少主动参与 多被动接受 少自我意识 多依附性 学生 被束缚在教师 教材 课堂的圈子中 不敢越雷池半步 其创造性 个性受到压抑和扼制 因此 在教学中我们教师应提出 学生是教 学的主人 教是为学生的学服务的 应鼓励学生自主质疑 去发现 问题 大胆发问 创设质疑情境 让学生由机械接受向主动探索发 展 有利于发展学生的创造个性 例如在上六年级数学 圆柱的侧面积 课时 学生通过微机访问教师 放置在硬盘上的 圆柱的侧面积 课件 积极参与活动 继而提出探 究性问题 圆柱的侧面展开图是什么形状的 屏幕上红色的长方 形的底怎么求 在一个圆柱侧面展开