《高中数学课堂中培养学生创新性思维的实践研究》开题报告

西安市基础教育小课题研究实施方案（开题报告）时间：2022.5.9立项号2021XKT-ZXSX040课题名称高中数学课堂中培养学生创新性思维的实践研究负责人李杰所在单位西安东仪中学课题研究的背景和意义（提出有待解决和重视的现实问题，论述本研究的价值或重要性）当今世界科技迅猛发展，各国经济全球化，信息网络化。这种竞争体现为人才的竞争，而最终又归结为人的创新能力的竞争，其核心就是在教育中培养创新性思维。那么从数学基础教育的角度来看，就是如何培养学生的数学创新性思维能力。教育部颁布了2017年版2020年修订的普通高中数学课程标准也提出数学教育承载着落实立德树人根本任务、发展素质教育的功能。通过高中数学课程的学习，不断提高实践能力，提升创新意识。2020年1月7日教育部发布的中国高考评价体系由“一核四层四翼”组成，其中“四翼”为高考的考查要求，即“基础性、综合性、应用性、创新性”。高考命题已经从“死记硬背，刷题背题”转变到重点考察学生的“创新思维”、“实践、应用能力”。著名数学家丁石孙教授曾经说过：“数学教育在整个教育体系中占有极其重要的地位，而且越来越受到全世界教育界的重视，世界范围内的教育改革差不多都从数学教育入手。”纵观当前高中数学教育的状况，还存在着诸多比较突出的问题，主要表现为学生的创新精神缺乏，实践能力较差，学习方式机械、单一、被动，学习的情感体验消极等。造成这些问题产生的原因是多方面的，其中有教育观念、教育管理体制和教师的教学方法等方面的原因。作为一名从事多年高中数学教学的一线教师，对高中数学教学中如何培养学生的创新性思维能力问题也十分关注。然而，在实践中也深深感觉到，要解决好这适合中国国情的数学创新性思维能力，还将面临着许多挑战，更有一系列深层次的问题需要我们进一步去探讨和研究。例如，有哪些因素制约了数学创新性思维能力的培养？数学课堂中如何运用数学变式等途径培养学生的创新性思维？如何验证数学创新性思维能力的培养效果？对这些问题的研究，不仅有着重要的理论意义，而且有着极其重要的实践价值。本课题正是基于以上思考而提出来的，并将围绕这些问题展开研究。课题名称的界定和解读（关键词界定清晰、准确，限定研究范围，明确其含义，提示课题研究方向和角度）创新思维概念界定：有人将其定义为:反映事物本质属性和内、外有机的联系，具有新颖的广义模式的一种可以物化的高级思想、心理活动。还有人将创新思维定义为:创新思维是指以新颖、独特的方法解决问题的思维过程。通过这种思维不仅能揭露客观事物的本质及其内部联系，而且在此基础上产生新颖、独创，具有明显社会意义的思维成果。也有另一种说法:创新思维是指具有新颖性，能解决某一特定需要(目的)的思维过程及其功能。无论有多少说法，但反映创新思维的本质是一样的。创新思维是人类创造力的核心和思维的最高级形式，是人类思维活动中最积极、最活跃和最富有成果的一种思维形式。人类社会的进步与发展离不开知识的增长与发展，而知识的增长与发展又是创新思维的结果。所以，创新思维比之上述思维的其它形式，更能体现人的主观能动性。创新思维有广义与狭义之分。一般认为人们在提出问题和解决问题的过程中，一切对创新成果起作用的思维活动，均可视为广义的创新思维，而狭义的创新思维则是指人们在创新活动中直接形成的创新成果的思维活动，诸知灵感，直觉、顿悟等非逻辑思维形式。秘书长张家龙认为:创新思维是人们自觉地、能动地综合运用性和开拓性成果的一种思维。创新思维人人皆能具有，只是需要开发。对任何一个人来说，创新思维是可以训练的，区别仅在于通过训练所取得实效程度的不同，高中学生完全可以通过坚持不懈的培养和训练增强自己的创新思维能力。创新性思维的形式多种多样,主要有以下几种：延伸式思维。所谓延伸式思维，就是借助己有的知识沿袭他人、前人的思维逻辑去探求未知的知识，将认识向前推移，从而丰富和完善原有知识体系的思维方式。扩展式思维。所谓扩展式思维，就是将研究的对象范围加以拓广，从而获取新知识，使认识扩展的思维方式。猜想式思维。在日常的数学教学中应鼓励学生大胆的猜想，并交给学生一些猜想的方法和规律。逆向思维。发散思维。课题研究的步骤和举措（研究的主体部分，重点回答解决什么问题？如何解决？要求阶段划分合理，任务明确，举措得力，表述清晰，遵循教育规律，符合基本的教育科研规范）1、研究内容：有哪些因素制约了学生数学创新性思维能力的培养？数学课堂中如何培养学生的创新性思维？如何验证数学创新性思维能力的培养效果？2、研究方法及对象：研究方法：文献研究、行动研究、实验研究等研究对象：西安中学高二年级两个班，西安东仪中学高中每个年级两个班，西安航天城第二中学七年级两个班3、研究实施步骤本课题研究分三个阶段进行：研究准备阶段(2021.11--2022.4）确定课题名称，确定课题组成员及分工，学习国内外相关研究文献理论；讨论课题开展的一些具体工作；对课题组成员进行明确分工。初步计划如下：开题报告由李杰初步完成发至微信交流群请大家商议补充定稿。中期报告由李杰和陈都一起主笔，再请大家商议。结题报告由李杰和龚世俊一起主笔，再请大家合计。中间研究需要的论文及验证佐证等由王璐、王飞雪主要负责，另外三位同志补充。研究实施阶段(2022.4--2022.6）召开课题开题网络会，按照课题组成员分工课题有序开展研究，课题研究过程中及时收集系列研究数据。研究总结阶段(2022.6-2022.8)汇集研究过程材料，整理分析研究结果，撰写有关论文，梳理课题所取得结果的全过程，申请结题并撰写结题报告。4、研究过程（1）教学渗透基于数学文化观的高中数学教学模式的建构。“自学—辅导”教学模式“引导—发现”教学模式“情境—问题”教学模式“探究式”教学模式著名数学家故事引领学生探究数学变式训练，提升拓展学生思维的变通（2）融入建模思想，主动探究知识的生成从实际问题出发，通过建立数学模型来解决，这有利于培养学生的创新精神，在实践中提高创新能力。数学建模活动，需要学生积极参与到问题的分析、相关资料的搜集、模型的建立、求解最终实现论文的完成等全过程。学生具有充分思考的空间，为创新意识的培养创造了机会，可充分发挥自身的优势，调动思维潜能，促进问题的成功解决。这就大大提高了学生将数学应用于实际问题的能力，也培养了学生的创新能力，最终获得教育实践的新颖性和高效率。（3）STEAM学科融合STEAM代表科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），艺术（Arts），数学（Mathematics）。STEAM教育就是集科学，技术，工程，艺术，数学多领域融合的综合教育。STEAM教育是在信息化时代的高速发展和社会对创新型人才的迫切需求下诞生和发展的。STEAM教育作为一种以在实践中培养学生用跨学科知识与技能解决现实问题为目标的教育,最终目标是实现创新人才的高质量培养。（4）数学实验教学模式数学实验教学模式，就是从问题出发，在教师的引导下，进行探索性实验，发现规律、提出猜想，进而进行论证的教学模式。事实上，数学实验早已存在，只是过去主要局限于测量、制作模型、实物或教具的演示等，较少用于探究、发现问题、解决问题等。而现代数学实验是以数学软件的应用为平台，结合数学模型进行教学的新型教学模式。该模式更能充分地发挥学生的主体作用，有利于培养学生的创新精神。课题成果的预期和呈现（课题成果的主件为结题报告，附件为研究中产生的相关论文、随笔、叙事、设计、课件、教具等等，这里的预期主要是对附件的成果表述）1、预期成果通过对本课题的实践研究，有助于教师在课堂中努力与时俱进，根据教学内容合理采取教学途径引导学生主动探究学习，多角度、全方位调动学生参