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教育科研

基于数学核心素养的高中数学教学研究与实践设计论证

2018-11-06 19:11:53 发布人:教科室课题管理 访问量:40

 

(一)课题的核心概念及其界定

    数学素养包含具有数学基本特征的必备思维品格和关键能力,是数学知识、技能、能力及情感、态度、价值观的综合体现。

数学核心素养是数学素养中最基本、最重要的组成部分,它既制约课程内容主线,聚焦课程目标要求,也是学业质量要求的集中反映。在高中阶段包括: 抽象能力、运算能力、逻辑推理与交流、数学建模与反思、几何直观与空间想象、数据分析与知识获取。

数学抽象主要包括从数量与数量关系、图形与图形关系中抽象出数学概念及概念之间的关系,从事物的具体背景中抽象出一般规律和结构,并且用数学符号或数学术语予以表征。

运算能力是指在明晰运算对象的基础上,依据运算法则解决数学问题的能力。主要包括理解运算对象、探究运算方向、选择运算方法、设计运算程序、求得运算结果的能力。

数学逻辑推理是指从一些事实和命题出发,依据逻辑规则推出一个命题的思维过程,主要包括两类,一类是从小范围成立的命题推断更大范围内成立的命题的推理,主要有归纳、类比;一类是从大范围成立的命题推断小范围内命题也成立的推理,主要有演绎推理。命题是数学结论的主要形式,也是数学交流的主要内容,因此,逻辑推理是数学交的基本品质,使得数学交流具有逻辑性。

数学建模能力指能够在实际情境中,从数学的视角提出问题,用数学的思想分析问题,用数学的语言表达问题,用数学的知识得到模型,用数学的方法得到结论,验证数学结论与实际问题的相符程度,不断反思和改进模型,最终得到符合实际的结果。反思贯穿数学建模的全过程。

几何直观与空间想象主要指借助空间概念感知事物的形态与变化,利用几何图形理解和解决数学问题。主要包括利用图形描述数学问题,启迪解决问题的思路,建立形与数之间的联系,加深对事物本质和发展规律的理解和认知。

数据分析与知识获取是从数据中获得有用信息,形成知识。数据包括记录、调查和试验获得的数集,还包括通过对互联网、文本、声音、图像、视频数字化得到的数集。主要包括收集数据提取信息、利用图表展示数据、构建模型分析数据、解释数据获取知识。

(二)国内外相关研究领域现状述评及研究意义

   国内相关研究   

    《普通高中数学课程标准(修订稿)》呼之欲出,其中重点提到了数学核心素养。华东师范大学张奠宙先生认为数学核心素养有“真、善、美”3个维度(1)理解理性数学文明的文化价值,体会数学真理的严谨性、精确性;(2)具备用数学思想分析和解决问题的基本能力;(3)能够欣赏数学智慧之美,喜欢数学,热爱数学。他希望研究者多根据不同学习阶段的学生特点来提高学生的核心素养。

 

南京师范大学杜其奎等教授认为数学素养的实质主要包括如下四个方面(1)数学意识。即用数学的眼光去观察、分析和表示各种事物的数量关系、空间关系和数学信息,到形成量化意识和良好的数感。(2)数学语言。数学语言作为一种科学语言,它是数学的载体。(3)数学技能。数学技能包括作图、运算、推理等基本技能,也包括数学建模和数学交流的技能。(4)数学思维。抽象、概括归纳与推理以及直觉、猜想等都是数学思维的重要体现

   国外相关研究

   新加坡在2006年对学生的数学素养提出基本要求(1)获得日常生活需要的和进一步学习和其它相关学科所必需的数学概念和技能;(2)发展能获取和运用数学概念和技能所需的过程性技能;(3)发展数学思维和问题解决的能力,并能阄这些能力运用与形成和解决问题。

   21世纪之初,欧盟为应对全球化浪潮和知识经济的挑战,提出以“核心素养”(Key Compelences)取代传统的以“读、写、算”为核心的基本能力,作为总体教育目标与教育政策的参照框架,引发各成员国的课程变革。如英国著名学者科克罗夫特指出,数学素养的含义是指学生个人在生活中有应用数学知识的技能和数学的沟通的方式,即能用数学的眼光观察和分析面临的各种问题

   研究意义  

  1.数学核心素养的研究已迫在眉睫   

数学一直被我们理解为一种基础知识的学习及基本技能的训练,并且受到长期应试教育的影响,学生大多被训练的是一种解题能力。端正的学习态度,顽强的学习毅力,独立思考的学习能力,勇于创新的学习精神,以及良好的学习习惯这些都是学生在长期的学习乃至今后生存的重要素养,甚至比具体的数学知识更重要。因此在数学教育教学中强化数学素养对于学生的长期发展是十分有利的。立足当前的教育模式,考虑到学生长期的发展及能力的发展,数学素养的培养十分迫切并具有深远的现实意义。

2.数学核心素养的研究是高中数学课程改革的需要

高中数学课程基本理念是以学生发展为本,通过发展学生数学核心素养,整体实现高中教育阶段的育人目标。面向全体学生,使得人人都能获得良好的数学教育,不同的人在数学上得到不同的发展

3 数学核心素养的研究是高中数学课堂教学的发展方向

数学核心素养在高中数学课堂中的体现如下

1)获得进一步学习及未来发展所必需的数学的基础知识、基本技能、基本思想及基本活动经验。

2)提高从数学角度发现和提出问题的能力、分析和解决问题的能力;提高数学表达和交流能力;发展数学应用能力及创新意识;养成良好的数学学习习惯。

3)提高学习数学的兴趣,增强学好数学的自信心,树立敢于质疑、善于思考、实事求是、一丝不苟的科学精神。拓展数学的视野,认识数学的科学价值、应用价值和人文价值,体会、欣赏数学的美,进一步树立辩证唯物主义世界观。

   数学素养的研究可以指导数学课堂教学,同样课堂教学的研究也丰富发展数学素养的研究,二者相辅相成。

(三)研究的目标、内容(或子课题设计)与重点

研究目标

本研究以探究数学核心素养即“抽象能力、运算能力、逻辑推理与交流、数学建模与反思、几何直观与空间想象、数据分析与知识获取”在高中数学课堂教学的应用为目标。具体地说主要研究在高中数学教学过程中如何在教学设计、课堂教学以及教学评价上实施数学核心素养的培养;并通过实践探索提出具体的培养数学核心素养的教学理论,以更好地指导教学实践。

   研究的子课题

  1.如何在高中数学课堂教学中培养学生的抽象思维能力?

  2.如何在高中数学课堂教学中培养学生的运算能力?

3.如何在高中数学课堂教学中培养学生的逻辑推理与交流能力?

4.如何在高中数学课堂教学中培养学生的数学建模与反思能力?

5.如何在高中数学课堂教学中培养学生的几何直观与空间想象能力?

6.如何在高中数学课堂教学中培养学生的数据分析与知识获取能力?

7.如何在教学设计中体现数学核心素养的培养?

  8.如何在课堂教学中综合实施数学核心素养的培养?

  9.如何评价课堂教学中的数学核心素养的培养状况?

  10.高中数学教学中数学核心素养的培养措施研究?

研究重点

研究重点是如何在高中数学教学过程包括教学设计、课堂教学、教学评价等环节实施数学核心素养的培养,通过在教学实践中深入探究,最后研究总结出提高高中学生数学核心素养的教学对策。

(四)研究的思路、过程与方法

研究思路

  本研究的基本思路是细分小综合---大综合---汇集成果---研究报告。首先是研究人员分工对六个数学核心素养分开研究,探索六个核心在实践的应用;其次,研究人员再分成三组对教学的三个重要环节中核心素养的实施进行研究;最后,研究人员进行综合研究在一个完整的高中数学教学全过程中,如何更好地培养学生的核心素养,对研究的结果汇集后写成研究报告。

研究过程

1.准备节段:2015年8月2015年10月

1)研究人员学习新课程理念、搜集国内外有关数学素养的研究成果。

(2)商讨研究重点、难点以及研究过程与研究方法。

(3)研究分工,确定各研究人员的职责,责任到人。

  2.实施阶段:2015年11月---2017年4月

  (1)第一分阶段2015年11月到2016年7月,研究人员对六大核心素养分别研究。

(2)第二分阶段2016年8月到2017年1月,研究人员分成三组对教学的三个环节进行研究。

(3)第三分阶段2017年2月到2017年4月,研究人员把前两个分阶段研究的成果应用于教学全过程,对全过程进行研究分析。

 

3.总结阶段

进行课题全面总结,收集整理研究成果,写实验报告,申请课题成果鉴定.

研究方法

1.文献法:查找与数学核心素养的相关资料,为本研究提供理论支撑,并为今后的各项研究工作提供帮助。

2.实验法:设立实验班,进行对比研究,探索在不同教学模式下的教学效果。

3.调查研究法:通过问卷、访谈等多种方法,了解学生素养现状,掌握学生的真实所需,吸收学生好的建议,制定合理高效的研究方案。

(五)主要观点与可能的创新之处

   主要观点

   1.数学教学的根本目的之一就是要提高学生的数学素养

数学教学的根本目的在于丰富学生的数学知识,发展学生的数学思维,提高学生的数学素养,培养学生的理性精神,让学生学会发现问题、提出问题、分析问题和解决问题过程中掌握思考、感悟问题的数学思想、数学方法

   2.构建朴实灵动的数学课堂全面提升学生的素养

朴实灵动的数学课堂是真正属于学生自己的课堂,有疑问,有猜想,有惊讶,有笑声,有争议;有沉思,有联想,有收获,解放一切束缚,让每个学生可以自由思想、独立思考、勇敢尝试,迸发出生命的智慧潜能,体验生命成长的幸福感觉。

   3.数学素养的提高是现代生活的需要

   在现代生活中,学生不仅要懂得怎样运算,而且要会进行数学阅读、处理数据信息等,能进行数学思维和解决实际问题。对于大多数学生来说,他们的数学素养体现在用他们的数学眼光观察世界,数学成为他们生活的重要部分,学校数学是学生的生活经验的延伸。

   4.核心素养与“四基”有密切关系

《标准(2011 年版)》在总体目标中明确提出了“四基”,即基础知识、基本技能、基本思想和基本活动经验。“四基”可以看作是对学生进行良好数学教育的集中体现,关系到学生的当前学习和长远发展。“四基”应当成为贯穿义务教育阶段数学教育的一条主线。核心素养与“四基”有密切关系,基础知识深入理解与掌握离不开核心素养,基本技能的提升也体现核心素养,特别是数学基本思想更是具体体现在基于核心素养之中,基本活动经验的目的也在于培养学生数学核心素养

   创新之处

1.理论上的创新

   通过本研究将会有以下理论成果

  (1)六个数学核心素养各自在高中教学中的实施培养策略;

  (2)在教学的各个环节中培养学生的数学素养的教学策略。如将形成有关教学设计的理论,有关评价数学素养的理论,课堂教学过程中数学素养实施理论。

  (3)如何构建新型的全面培养学生素养的数学教学策略理论。

2.实验上的创新

  本研究立足于学生、扎根于课堂,将会有切实可行的实证研究。

  (1)研究人员有丰富的课堂教学改革经验,每个研究成果都将来源于实实在在的课堂。

  (2)设立实验班,将核心素养的培养渗透到教学诸环节中,进行详细的案例分析。

  (3)研究人员将通过调查访谈等形式,掌握第一手研究状况。不妥之处,及时调整。

3.本研究承载新的课程理念,以学生的全面发展为本,研究出的成果将会一定的现实意义和指导意义。

 

(六)预期研究成果

 

成果名称

成果形式

完成时间

负责人

阶段成果(限5项)

课题研究方案与研究计划

文本成果

2015年8月到2015年10月

 

研究论文,教学案例,教学反思与总结等

文本成果

2015年11月到2016年7月

 

高中数学核心素养的培养的教学设计策略

文本成果

2016年8月到2017年1月

 

高中数学核心素养的培养的课堂教学策略

文本成果

2016年8月到2017年1月

 

高中数学核心素养的培养的评价策略

文本成果

2016年8月到2017年1月

 

最终成果(限3项)

课题结题报告

文本成果

2017年2月到2017年4月

 

研究论文、案例、反思汇集

文本成果

2017年2月到2017年4月

 

高中数学核心素养的培养的实践策略

文本成果

2017年2月到2017年4月

 


 

 

 

 

 

 

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