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1“研究性学习”的教学含义
随着《全日制普通高级中学课程计划》和《全日制普通高级中学数学教学大纲》的实施,以及新的高中教材在全国逐步推广使用,“研究性学习”正成为高中教学研究的热点.教育部门的各级领导、教研员、任课教师对“研究性学习”的理解还处在探索阶段,认识还不统一.尤其是对“什么是‘研究性学习’?”“什么样的课是‘研究性学习’的课?”“研究性学习与探究性学习有什么区别?”等问题在认识上还存在分歧.我们认为有必要搞清楚“研究性学习”的含义,适当扩大“研究性学习”这一概念的外延,这样我们把“研究性学习”划分了三个层次.
1.1含有课程意义的必修课
“研究性学习”最初是在《全日制普通高级中学课程计划》中提出的,它是该课程计划中规定的高中课程项目之一.把“研究性学习”、“劳动技术教育”、“社区服务”和“社会实践”统一划归为“综合实践活动”,属于必修课程,规定了课时安排和具体要求.这种意义的“研究性学习”属于课程范畴,但它没有统一的教材,属于校本课程的范围.它所涉及的教学内容不同于数学、物理、化学、地理、生物等学科,而具有明显的综合性.它一般在课下和校外进行,具有鲜明的实践性.
1.2写进课本的“研究性学习”课题
在《全日制普通高级中学数学教学大纲》中规定:“每个学期至少安排一个研究性学习课题”.新教材执行新大纲,在相应的章中单独设立一节,以“研究性课题”给出具体的教学内容,如“分期付款中的有关计算”、“向量在物理中的应用”、“线性规划的实际应用”、“多面体欧拉公式的发现”、“杨辉三角”等.教材中的“研究性学习”给出了具体的课题,这些课题大部分属于课外内容,或具有实际意义或具有研究探索的意义,但都属于数学内容.它与上一层次没有材的“研究性学习”不同,它既有教材,又具有学科性.
1.3课堂教学中的“研究性学习”
随着教学改革的深入,只用以上两种层次的“研究性学习”来培养学生的创新意识和应用意识已感到不足.如何使用课本的教材内容,使用“研究性学习”的方法,在日常教学的过程中进行学生创新意识和应用意识的培养,就成了课堂教学改革的方向.于是这种使用课本内容进行“研究性学习”的课堂教学被称之为“研究性学习”的教学模式或方法,简称为“研究性学习”.
不过开始时,有些报刊中的文章使用“自主探究性学习”的提法以和第一层次的“研究性学习”相区别.但随着改革的深入,现在大部分文章已不再使用“探究性学习”的字样,而都使用“研究性学习”了.这种变化也说明了随着课程和教学改革的深入,对“研究性学习”的理解正向纵深发展,给“研究性学习”注入了新的内涵,使它更具生命力.
三个层次的“研究性学习”其区别在于所选用的素材不同,所研究的对象不同,而使用的方法却是一样的,都具有研究性和探索性.本文下面所提及的“研究性学习”是指“研究性学习”教学模式的简称,它的真实含义是“研究性教学”.
2“研究性学习”的教学特性
如何使用课本内容,引导学生进行探索与发现的课堂教学,是我们要研究的重点.为此,我们首先应该明确以引导学生参加“研究性学习”为主的教学模式应该具备哪些特性,只有这样才能为教学设计、具体实施以及教学评价提供依据.
2.1自主性
学生的自主学习是相对于传授式学习而言的,自主性的主要标志是学生学习的主动性.学生是课堂教学的主人,他们应积极主动参与教学活动,主动获取知识,是课堂教学的主体.对主体性的评价,不能只看学生的活动所占课堂教学时间的比例,关键是看学生的思维是否真的被调动起来了,他们的学习是否积极主动.
自主性的第二个标志是个体性或独立性.课堂虽是集体学习的场所,但课堂的学习活动却是从个体开始的,其最终目的也是为了提高每一个学生的思维水平.因此,课堂教学过程中首先要强调学生个体的作用与发展,让每个学生在教学活动中尽量做到:信息自己采集,数据自己处理,问题自己提出,课题自己选定.提倡独立钻研,独立思考,独出心裁,以培养独创精神.
2.2协作性
协作性是在个体性和独立性的基础上体现的,两者的关系是相辅相成的,在学生的自主独立思维活动被调动起来之后,在解决问题的过程中,往往会遇到思维障碍,此时通过学生与学生之间的思维沟通,通过相互协作,往往会使思维障碍得以克服,并加快解决问题的速度.学生之间进行相互沟通与交流的学习也被称为“合作学习”.“合作学习”可以培养学生的协作意识和团队精神,学会与人沟通和交流的方法.
合作学习可划分为两个层次.一是小组内的合作学习,几人一组,人数不多,便于沟通,有利于互相启发,与个体研究能紧密结合.二是班级性的大型思维展示,这也是一种合作学习.这种形式的合作学习范围大,人数多,用于展示研究成果和思维过程,并开展讨论和争论.两种层次的合作学习可在课堂中多次交替开展,有利于学生创新思维的培养.
2.3研究性
前两个特性都是从学生在“研究性学习”中的地位、作用以及学习的方式等方面简述的,并没有对研究的方法、研究的过程给以突出说明.我们认为,“研究性学习”最本质的属性是“研究”二字,“研究性学习”的教学模式不同于讲授式,也不同于自学式,它的主要过程是:提出问题—研究探索—得出结论.其中所研究问题的性质很重要,无论是由学生提出,还是由教师给出,所提出的问题应该是开放的,只有素材而没有结论.这样才具有研究的意义.可以这样说,问题的开放性决定了教学模式的研究性.
“研究性学习”的研究性还应表现在研究过程中对研究方法的实践.研究不应该盲目进行,而应体现出方法性.也就是说在研究的过程中,要教给学生一些研究问题的基本方法,通过研究的实践,使他们从中学会研究的方法.我们认为学习实践研究的方法比得到的研究结论更为重要.
在“研究性学习”的教学活动中,最经常使用的研究方法有:归纳性研究方法、类比性研究方法、试验性研究方法和实验性研究方法.课堂教学过程中是否突出强调并使用相关的研究方法是“研究性学习”研究性的重要标志.
“研究性学习”的教学特性,除上面所述的三种以外,还具有开放性、实践性、创新性等其他特性.但我们认为后三种特性的本质属性不如前三种突出,有的还可以包含在前三种之中,因此就不再赘述.
3“研究性学习”的教学设计
如何进行“研究性学习”的教学设计?怎样实施课堂教学的“研究性学习”?这些问题应该是我们研究的重点.我区“研究性学习”的教学研究工作刚刚起步,只搞了几节市、区级的研究课,在听取了专家和同行们的意见之后,又进行了深入的思考,产生了一些新的想法.现将“研究性学习”在教学设计时应重点考虑的几个问题整理如下.
3.1两个体现
作为教研活动的“研究课”,在备课之初首先应该考虑这节课要给听课教师展示什么,打算起到什么示范作用,准备达到什么目的.对于“研究性学习”的研究课,应重点突出以下两条.
3.1.1体现新教学理念
什么是新的教学理念?什么是数学教学的新理念?我们认为应该从教学目的出发,在新的高中教学大纲中去寻找答案.
在新的高中教学大纲中对数学课的教学目的进行了新的划分,共分为三个层次.第一层提出的是一般能力要求,可归纳为“三层问题”,即“提出问题、分析问题和解决问题的能力”;“两种意识”,即“创新意识和应用意识”;“四类能力”,即“探究能力”、“建模能力”、“交流能力”和“实践能力”.第二层提出的是数学思维能力要求,把空间想象和运算等都包含在内.第三层是人格、品德和素质的要求,表现为“兴趣”、“信心”、“精神”、“价值”和“世界观”.
与原大纲相比较,我们认为“提出问题”的能力、“创新意识和应用意识”、“探究能力”、“建模能力”、“交流能力”和“实践能力”等都颇具新意.如果我们在备课之初抓住其中的一两项,认真地去设计在教学过程中如何实现,不失为是新教学理念的体现.
3.1.2体现新的教学设计思想
在党的“十六大”上,提出了“发展要有新思路,改革要有新突破,开放要有新局面,各项工作要有新举措”的工作要求.数学课的教学模式与教学设计怎样体现“新”字,是我们需要研究的又一个问题.我们不能墨守陈规,因循守旧或小打小闹,止步不前,而必须解放思想,打破原有的教学设计的思维框架,在教学模式和教学设计上有所突破.要大胆创新,独出心裁,别出新意,以体现课堂教学改革的新思路.
最近进行的一节以数列为载体的“研究性学习”课,包括了等差数列和等比数列的定义、通项公式、前n项和公式等主要内容.教学顺序不是先研究完等差数列再研究等比数列,而是横向与纵向交叉进行.在研究完等差数列的定义之后,类比研究等比数列的定义;在研究完等差数列的通项公式之后,类比研究等比数列的通项公式,最后再顺次研究等差数列、等比数列的前n项和公式.这种改革不失为一种大胆的尝试,不仅课堂教学容量大,而且知识之间的横纵向联系十分紧密,不仅学生在研究方法上有所收益,而且有利于知识结构的形成.
3.2两个突出
一节课只有45分钟,不可能涉及过多的教学目的,不可能面面俱到,因此一节“研究性学习”研究课的教学设计抓主要矛盾和主要过程是十分必要的.
3.2.1突出一个主题
主题的确定,可以从教材内容上考虑,可以从教学方法上考虑,但最主要的还是从教学目的和培养目标上考虑.一节课如果从总的教学目标考虑,不应有过多的项目,要把主题选好,然后再在这个主题下进行具体设计.
最近进行了一节函数复习的“研究性学习”研究课.开始时打算由两个具体的函数解析式,通过研究它的定义域、值域、奇偶性、单调性、最大(小)值,并画出它的草图来复习函数的概念、性质与图象.但后来任课教师考虑到给出的函数解析式过于抽象,不如由实例引出,使其具有实际意义.这是个很好的建议,并在此基础上又作了进一步的发展,既然引入的是实例,那么结尾也应给予呼应,也应再回到应用问题.于是前后共出现三道应用题,并且还涉及了字母的讨论.这样一来,由原来侧重于创新意识,变成了应用意识与创新意识并重;由一个主题变成了两个主题.如果照此设计实施,可能一个目标也完成不了.又经过讨论,最后决定只由应用问题引出函数解析式,把由解析式到函数图象的“研究性学习”、培养创新意识确定为本节课的主题.
3.2.2突出一条主线
我们这里所说的主线是指教师与学生的关系、学生与学生的关系在“研究性学习”中的位置.作为“研究性学习”的研究课,必然要把学生的自主学习放在首位.在课堂中,学生的自主性与协作性的关系如何处理?以哪一个特性为主更好呢?在常规教学中学生主体作用的发挥、课堂活跃的程度,往往用教师提问次数的多少、学生回答问题所占时间的多少来评价.为了改变这种现象,我们提出,在现阶段“研究性学习”的研究课,要突出“合作学习”的作用.一节课中,在不同的教学环节应设计出不同类型的合作学习方式,以“合作学习”为主线,将“合作学习”贯穿于课堂教学的始终.
3.3两个侧重
无论什么课型,就教学过程而言,都可以划分为引入环节、主体环节和结尾环节.不言而喻,一节课的中心和关键必然是中间的主体环节,必然要把设计的重点放在这一环节中.正因为如此,往往容易忽视对引入和结尾的教学设计,于是我们在“研究性学习”研究课的教学设计中,加强了对这两个环节的考虑.
3.3.1侧重引入环节的教学设计
引入环节是课堂教学的首要环节.这一环节设计得好坏,直接影响一节课的教学效果.对于“研究性学习”的研究课,引入环节的教学设计,我们提出了三层考虑,即提出问题—制造悬念—激发兴趣.
问题的提出,可以由教师直接给出,也可以由学生自己提出;可以由实际问题引出,也可以用数学问题引出;可以由旧内容引出,也可以开门见山直接给出.但无论采用哪种方法,都要注意贯彻主题和主线.能由学生提出的,最好就不由老师给出;能由实际问题引出的,最好就不用数学问题引出;能由旧知识引出的,最好就不开门见山.在提出问题时,应该是先大后小,先难后易,先一般后特殊,以给学生多留一些思考的余地,少一些提示,以增加课堂“研究性学习”的气氛.
制造悬念是设置问题的一种技巧.对学生那些似知非知,似懂非懂,似是而非的新内容,对那些可能产生负迁移,可能发生错误的新方法,教师应精心设计一些带有悬念的问题,让学生自己思考,“勾”起学生参与解决问题的欲望,最终达到激发兴趣的目的.
3.3.2侧重小结环节的教学设计
复习小结是课堂教学的最后一个环节,常规做法是由老师或学生总结本节的知识内容,也有教师更深入一步,总结本节课所涉及的重要思想和方法.但作为“研究性学习”的研究课,到此我们仍觉不够.由于“研究性学习”的课堂教学把研究方法放在了重要的位置上,因此我们提出,在总结数学知识和数学方法的基础上,还应更深入一步,“在学完了这节课之后,你还学会了哪些解决问题的一般方法?”希望学生自己总结出在思维方法上的收获.开始时,学生肯定会不适应,说不到点子上.我们觉得,随着改革的深入,在多次使用“研究性学习”的教学模式进行教学之后,学生解决问题的方法会逐渐积累.通过总结,解决问题的能力会逐步提高.
4两个希望
教学设计是在课堂教学之前教师的教学设想,但在课堂教学具体实施的过程中,往往很难完全实现,这是正常的现象.尤其是在调动学生参与,启发学生思维时,课堂上学生会怎样表现?设计与实际之间往往会有较大的差异,设计时难度也会更大.于是,我们只好用“希望”二字来表达我们对课堂教学中学生活动的一种企盼,也是对教师在教学设计时提出的较高要求.
4.1希望产生障碍或出现错误
研究的过程从来就不可能一次成功,产生思维障碍,出现这样或那样的错误是正常和自然的.为了使学生学会思维、实践研究的方法,我们希望教师在全班讨论时,不要只叫会的,只听对的,相反,应从出现错误的,产生障碍的开始,要求学生不要只讲结果而应讲出产生错误和出现思维障碍的原因,讲出解决的办法,讲出思维的全过程.
没有失败,哪有成功?我们也应该让学生尝试失败,并从中总结经验和教训,逐渐学会由失败走向成功.
研究性实验教学以环境科学类研究性实验教学平台为支撑。环境科学类研究性实验教学平台在横向上覆盖了环境科学类专业的绝大部分研究领域,纵向上从环境科学类专业基础课程实验深入到各类专业课程的科研前沿。根据扬州大学环境科学与工程学院的专业设置,研究性实验教学平台由以下5个子平台构成,分别是环境科学研究性实验教学子平台、环境工程研究性实验教学子平台、资源环境科学研究性实验教学子平台、给水排水工程研究性实验教学子平台、海洋资源环境科学研究性实验教学子平台。所涵盖的实验教学领域主要包括水环境、土壤环境、大气环境、微生物资源、有机固废资源化等几个方面。各子平台所承担的实验教学领域不相互交叉,且相对独立。通过研究性实验教学平台的建设,实现了对实验设备等资源的有机整合,实现了系统规划,统筹兼顾,资源共享,管理体制和运行机制适应人才培养目标要求;在实验教学中融入环境科学科研前沿的内容和技术手段,促进了学生对该领域的实验内容的兴趣,满足了学生求知识、求创新的愿望,发现和培养了个性化、创造性人才。
二、多层次的研究性实验教学内容架构
研究性实验教学不能脱离学生的认知规律,必须“循序渐进”、“由浅入深”地安排实验教学内容。针对环境科学类专业实验课程多、课程内容难易度相差大的特点,研究性的实验教学内容需按课程教学时间和年级两个层次进行统筹安排。
1.课程教学时间层次
环境科学类专业各研究性实验教学课程所开设的实验按其难易程度分三个层次:验证性实验、设计性实验和综合性实验,学时分配分别为总实验学时数的30%、30%和40%。其中验证性实验最简单,设计性实验比前者稍难,综合性实验最完整。
2.年级层次
对于一年级本科生,主要开设验证性实验,进一步强化对有关的基础理论的认知和巩固知识,培训其各项实验技能技巧、动手能力,以增强创新意识和探索兴趣为主要目的开展研究性实验教学。通过验证性实验,深入理解和巩固理论课堂所学的基本知识和基本原理。对于二年级的环境科学类专业本科生,主要开设设计性实验,引导学生对具体问题进行具体分析,培训其对实际实验现象的捕捉,学会利用现象判断实验结果。对于三、四年级的环境科学类专业本科生,主要开设综合性实验,在实验教学中,学生组建实验团队,鼓励团队自主探究、设计实验、独立完成实验和整理、分析、解释实验过程中获得的实验数据。在综合性实验过程中,教师可组织若干个围绕环境科学专业的课题,以科研方式引领和指导学生完成实验。
三、环境科学类专业研究性实验教学的实施方法
研究性实验教学改革的实施方法与研究性实验教学内容密切联系,除了在课堂实验教学由教师传授以外,还需要在课外实验过程中由学生自主学习,学生在课外实验过程中培养自学能力,从而弥补课堂实验教学时数的不足。课堂实验教学主要开设验证性实验内容;设计性实验和综合性实验主要由学生利用课外时间在研究性实验教学相关子平成相关实验内容。环境科学类专业研究性实验教学平台统筹规划,集中管理,实现了信息和资源共享,提高了实验资源的利用率,加强了实验室管理,营造高效率的实验教学环境。环境科学类专业研究性实验教学各子平台相对完善并独立,能够满足各自领域的设计性和综合性实验内容的开设要求。各子平台的常规实验室面向全院、全校各相关专业教师和学生24小时开放,大型仪器室则采取阶段性预约开放。环境科学类专业研究性实验教学平台,为设计性、综合性实验的开设创造了灵活机动的实验条件,为研究性实验教学体系的改革提供了支撑,满足了研究性实验教学的空间环境条件和不同课程、不同研究方向所需的条件,有利于促进研究性实验教学改革和主动性、创造性人才的培养。
四、环境科学类专业研究性实验教学的评价方法
环境科学类专业研究性实验教学需建立科学有效的考核体系。由于学生自由组合分组进行设计性和综合性实验,学生的课外查阅资料、设计方案,均以小组为单位完成实验,这样教师只能对小组给出学生的设计性和综合性实验部分的成绩,对每个同学的设计及在设计中所做的贡献不能有效评价。所以需将实验过程考核细化,制定出能详细考查每个同学的评价方法,这样对每个同学都能做到心中有数和因材施教。扬州大学环境科学与工程学院制定了切实有效的环境科学类研究性实验教学评价方法,每位学生的实验成绩由3个部分组成,分别为:验证性实验成绩、设计性实验成绩和综合性实验成绩,各占总分的30%、30%和40%。验证性实验,总分30分,由每位学生在实验课堂中独立完成并提交实验报告,教师根据学生的课堂表现及实验报告情况,给出每位学生的验证性实验成绩。设计性实验,总分30分,由小组根据指导教师出具的实验题目,课外查阅资料,完成并提交实验方案初稿,经实验教师指导后实施并提交实验报告。教师根据学生提交的实验方案初稿及最终提交的实验报告,给出每组学生的设计性实验成绩。综合性实验,总分40分,由小组自定实验题目,拟定实验方案,经实验教师指导完善后实施并在课堂开展主题讨论。主题讨论由教师随机指定小组内1名学生讲主讲20分钟,其余学生补充5分钟。任课教师根据小组讲解情况,给小组整体打分,总分35分。由于讲解人是随机抽取的,因此小组每个成员都必须参与实验方案的制定与实施,否则将影响小组其他同学的得分,小组成员之间可以相互监督。班级其他每位同学根据小组讲解内容,公开质询和讨论。此时,任课教师根据同学提问情况,给提出问题的同学打分,每位同学的提问,总分5分。
五、结语
[关键词]研究性学习初中物理
所谓研究性学习,指的是学生在教师知道下,根据各自的兴趣、爱好和条件,选择不同的研究课题,独立自主地开展研究,从中培养创新精神和创造能力的一种方式。研究性学习不仅是一种学习方式,更是一种先进的教育思想、教学方法。不论从学生发展的角度,教师发展的角度还是从初中物理学科自身的特点来说在初中物理教学中开展研究性学习都成为一种必然。
物理课程是一门具有较强实践性和理论性的基础课。我在初中物理课堂教学中尝试的“研究性学习”模式,是以培养学生的创新精神、研究能力和实践能力为目标取向,强调让学生通过研究性学习,提出问题,收集材料,对研究性课题进行探索、分析、研究,最终解决问题的模式。
一、“研究性学习”的特点顺应时展要求
顺应时展要求,“研究性学习”这种全新的学习方式,正以十分快的速度发展起来。研究性学习要求学生在教师知道下,通过一系列自主的探索活动去发现问题、解决问题以获取知识、增长才干,培养获取信息和分析处理信息、运用信息解决实际问题的能力。
《教育文摘周报》2000第44期的文章《研究性学习要换脑》指出,研究性学习的特点是:
1、教师不是把知识和结果直接告诉学生,而是提出问题或提供线索,让学生一步步自己去探索,找到解决问题的办法,自己获得结论。
2、研究性学习不太在乎知识本身,而在乎学生学会学习知识的方法和本领。
3、重视学生对科学探究过程的了解和探究过程中科学观念及科学精神的形成,不十分在乎探究的具体结果。
在开展研究性学习时要注意两个问题:
1、要改变学习方式:变原来的“接受型”学习为研究型学习,要改变习惯于接受而不习惯于思考、怀疑的传统习惯,在探究过程中要向现成的知识和结论提出疑问,用自己的研究去发现问题并得出结论;
2、要变“怕”为“敢”:不要怕自己知识少,基础不扎实,更不要怕在探究中出错。
二、“研究性学习”法在初中物理课堂教学中的实践
由于物理学是一门具有很强的理论性和实践性的学科,学生在学习的过程中,往往感到很难学,容易产生厌学情绪。为了提高学生学习物理课程的兴趣,提高教学效果,经过学习和研究探索,我在初中物理课堂教学中尝试了一段时间“研究性学习”法的教学,取得了一定效果。具体教学思路是:首先根据教学内容确定教学目标,明确了教学的方向,然后制定相应的教学方法。目标和做法如下:
目标一:使学生真正学会阅读、分析。
“读书”是学生的基本任务。在初中物理课堂教学中,每进行一个新的教学课题,都应当指导学生学会读书,这是培养学生学习能力的基础。通过一边读一边思考的方法,理解定义、概念。通过阅读,发现问题、提出问题、解决问题。只有通过学习者的阅读,才能更有效地使学生在分析、综合、抽象、概括、归纳的活动中接受知识。教师在这个阶段中的作用是准确地把握课题内容的深度广度、知识点、组织学生掌握知识及其学习方法。
方法:例如,在苏科版初二物理第二章《物态变化》的教学中,教师先让学生明白本节教学内容和教学要求,交代给学生阅读的内容,同时设计一些思考题,布置给学生,例如:
、根据同学们的生活常识,大家想想水有哪些状态?
2、不同状态的水,它们的形状、体积是否一样呢?
3、其他物质是不是和谁一样也有各种状态呢?看过课本后大家能不能举个例子?
4、我们日常生活中的云、雨、露、霜、雪、冰雹都是从哪来的呢?
结合这些思考题,让学生带着问题阅读教材。结合教学要求,学生在阅读中,发现问题,提出问题,学生结合自己的知识还可以尝试着去解决问题。通过学生阅读、观察、思考,并用语言来描述水的状态,这样学生既学到了知识,又加深了印象。
二、用“问题”来强化学生的学习兴趣
引发学生学习的动机是多方面的,直接兴趣就是一个方面,而“问题”又是激发学生学习兴趣的动力。“问题”是由生活和学习活动本身产生的。对于学习活动有兴趣的人,将不辞劳苦,用功读书,把“学习”这种艰苦的脑力劳动,当作必不可少的兴趣活动。可见善于用优化学习活动的策略,来使学生对学习产生兴趣,激发学习动机,可使学生兴趣盎然地学习,培养坚持不懈的意志品质。教师通过创设的问题情景使学生思考探究,并通过探究知识的奥妙,尝试成功解决问题的甜蜜,从而帮助学生发现自我,认识自己。让他们都跃跃欲试并尝试探究本来认为深奥的、难懂的知识,尝试探究获得原来认为高不可攀的技能。
方法:例如,在《透镜》的教学准备阶段,将教学内容的知识点分成以下几个问题,每一组问题由若干个小问题组成,提前将这些问题分发给学生,让学生有充足的时间去阅读教材,学习讨论。在课堂上,教师按问题的顺序提问学生,叫到哪一组的学生,该组学生个人或与集体一起完成教师的提问,遇到难点问题,可以集体讨论,学生解决不了的问题,由教师最后解答。例如,将《透镜》的教学内容的知识点分解为如下几组基本问题:
第一组:观察透镜
1、透镜有几种?
2、从外型上看,它们主要有哪些区别?
3、用透镜观察物体,你有什么发现?
第二组:鉴别透镜
1、怎样鉴别一个透镜是凸透镜还是凹透镜?你有哪些方法?哪种方法好、方便?
2、各种不同的透镜各有什么不同特点?
第三组:测透镜焦距
1、什么是透镜的焦距?
2、怎样测透镜的焦距?你能想出几种方法?
教师精心设计思考题,让学生“跳起来摘桃子”。这些问题课前作为要预习的问题,提前布置给学生。学生要提前预习教材,并思考全部问题。学生通过预习思考、讨论,充分发现问题和积极尝试着解决这些问题。这样,学生在正式的课堂上,有信心、有能力、有机会正确回答教师提出的问题,由教师讲解,再由教师讲解,这时学生便能比较专心地听教师对难点问题内容的讲解。
目标三、发挥演示教学环节在研究性学习中的作用,激发学生的学习热情
在研究性学习中合理利用演示教学环节具有重要作用,应用演示教学可以使我们的教学达到事半功倍的课堂效果;同时,可以通过我们教师潜移默化的演示教学,还可以提高学生对信息基础课的兴趣,培养学生对信息技术的动手能力。在进行研究性学习的过程中,物理教师可以把演示用教学用具提供给学生,或把实验室开放给学生,利用一切资源让学生有一个充分发挥研究性学习的实践机会。
目标四、给学生提供多说、多写、多练的机会,提高学生的学习效率和学习兴趣
学习知识,必须要走理解掌握到应用发展之路。常言道,熟能生巧。学生必须参与说、写、练的活动,让学生在说、写、练的活动中,真正成为课堂教学的主人。鼓励和引导学生独立思考,勇于提出自己的见解,改变学生向教师“等、靠、要”的习惯,改变教师向学生“关、管、灌”的方式,充分发挥每个学生的潜在能力,尽可能给学生提供多说、多写、多练的机会,多交流的机会,让学生在联系、交流的过程中逐步提高和发展能力。例如,在《光的直线传播》和《平面镜》的研究性学习中,由于学生对这两节内容都有一定的了解,可以采用问题答辩的方法向每一组学生提问,充分安排多说的机会。或要求每个学生,各自准备一个课堂练习本,以备在每次的教学中随时进行练习用,给学生提供一个多练的机会;另外,在每次新课之前,以提问的方式,请学生用语言或文字,复习前一节所学的重点内容,并通过复习过程将新课的内容逐渐引出。总之,我在初中物理课堂教学中,尝试“研究性学习”的教学模式,主要是想培养学生学习物理的兴趣,希望达到培养学习方法的目的,进而希望把这种良好的习惯引入到其它学科。在教学过程中,我也注意到,要适当地指引学生,而不急于给学生现成的结论,要让学生自己动脑思考,让学生进行独立地分析和解决问题,学生解决不了的难点问题,最后才由教师帮助解决。这样既培养了学生的创新精神、研究能力和实践能力,又极大地提高了课堂教学效果。
我想,在新的课程理念中,学生学习知识不再是简单地对教材中既定知识结论的接受和记忆,课程知识成为学生反思、批判、运用并促进学生重新理解的材料。改变学生的学习方式,走向“研究性学习”我国基础教育课程改革顺应了这种趋势。在初中物理教学中适时性地应用研究性学习既是新课程改革的需要,也是物理学科、物理教师发展的需要,更是学生发展的需要。由于目前研究性学习在我国尚处于起步阶段,新的成功经验和突破性进展还比较少,实际困难也很多,还需要做更多的探索与实践。
[参考文献]
[关键词]研究性学习案例探究性探究性实验
问题的提出:
面对21世纪知识经济的挑战,全面推进跨世纪素质教育,研究性学习的开展是培养学生创新精神、实践能力的重要举措。研究性学习作为一种全新的学习方式正在改变我们教学行为和学习方式。研究性学习方式在培养学生能力、发挥个性特长、启迪创造发明、全面提高素质等方面要明显优于"接受性学习"的学习方式。但是,时至今日,走进我们的课堂,"接受性学习"的方式仍比比皆是。究其原因是:(1)误解"研究性学习"方式的实施目标。认为"研究性学习"是搞科学研究,只能在少数优秀生中开展。(2)有的虽然没有这些认识,但不清楚开展"研究性学习"的特点。所有这些,都极大地制约了"研究性学习"的普及和推广。
事实上,与新设置的"研究性学习"课程不同。作为学习方式的"研究性学习"可以渗透于各个学科的课堂教学中。课堂教学改革的灵魂是实施研究性学习。那么,在化学教学中如何开展研究性学习呢?我作了如下尝试。下面举一个事例加以说明。
[案例1]:课题:《燃烧的条件》为了让学生掌握燃烧的条件,采用了不同的实验方案设计的研究性学习流程如下:
流程:师:创设问题师生:启发引导师生:得出结论师生:引发猜想生:设计具体验证方案师生:验证所得结论内容1、燃烧需要哪些条件?2、让学生观察书本P18图1-11白磷的燃烧实验,思考铜片上的白磷为何燃烧而热水中的白磷为何没有燃烧?3、小结燃烧条件。4、引导学生猜想热水中的白磷能否燃烧起来。5、方案是:向热水中的白磷通入氧气。6、热水中的白磷通入氧气后燃烧起来了,进一步验证了可燃物燃烧只要同时满足两个条件即可。相同的化学知识,认知途径不同。通过(1)直接告知热水中的白磷通入氧气可以燃烧,(2)让学生观察热水中的白磷通入氧气后燃烧起来,(3)引发学生猜想,并通过验证热水中的白磷通入氧气后会燃烧起来。不同的认知途径,需要教师深入的研究、挖掘才能获得;不同的认知途径,学生中所需的思维活动的数量、深度和形式差别很大,要求学习者所要准备的知识技能也不一样,因而学习过程中可供研究探讨的层次也不相同。教师要依据研究性的学习特点、注意学习过程中的问题以及需要侧重培养学生的哪些能力、情感目标等因素来选择具体实施研究性学习。通过分析化学教学案例,本文就研究性学习教学特点、目标、注意问题等方面做如下探究:
一、注意研究性学习特点
研究性学习具有开放性、探究性和实践性的特点,是师生共同探索新知的学习过程,是师生围绕着解决问题共同完成研究内容的确定、方法的选择以及为解决问题相互合作和交流的过程。
1.开放性
研究性学习的内容不是特定的知识体系,而是来源于学生的学习生活和社会生活,立足于研究、解决学生关注的一些社会问题或其他问题,涉及的范围很广泛。它可能是某学科的,也可能是多学科综合、交叉的;可能偏重于实践方法,也可能偏重于理论研究方面。
在同一主题下,由于个人兴趣、经验和研究活动的需要不同,研究视角的确定、研究目标的定位、切入口的选择、研究过程的设计、研究方法、手段的运用以及结果的表达等可以各不相同,具有很大的灵活性,为学习者、指导者发挥个性特长和才能提供了广阔的空间,从而形成一个开放的学习过程。
“研究型”课程,要求学生在确定课题后,通过媒体、网络、书刊等渠道,收集信息,加以筛选,开展社会调研,选用合理的研究方法,得出自己的结论,从而培养了学生的创新意识、科学精神和实践能力。它的最大特点是教学的开放性。
(1)教学内容是开放的。天文地理、古今中外,只要是学生感兴趣的题目,并有一定的可行性,都可作为研究课题。
(2)教学空间是开放的。强调理论联系实际,强调活动、体验的作用。学习地点不再限于教室、实验室和图书馆,要走出校门进行社会实践;实地勘察取证、走访专家、收集信息等等。
(3)学习方法、思维方式是开放的。针对不同目标,选择与之适应的学习形式,如问题探讨、课题设计、实验操作、社会调查等。要综合运用多门学科知识,分析问题、解决问题的能力增强了,思维方式从平面到立体,从单一到多元,从静态发展到动态,从被动发展到主动,从封闭到开放。
(4)收集信息的渠道是开放的。不是单纯从课本和参考书获取信息,而是从讲座、因特网、媒体、人际交流等各种渠道收集信息。
(5)师生关系是开放的。学生在研究中始终处于主动的地位,教师扮演着知道者、合作者、服务者的角色。提倡师生的辩论,鼓励学生敢于否定。
2.探究性
传统的实验教学,一般多为验证性实验,即最后达到验证某个科学结论为目的的实验教学。验证性实验教学由于着重于结果,并且把作为学习主体的学生置于被动地位,因此,尽管教师讲得辛苦,学生还是学得累。探究性实验则从化学实验的特点出发,注重实验过程,尊重学生主动探究欲望,贯彻研究性学习的核心理念,即让学生成为学习的主人。因此,在化学实验教学中,我积极地变验证性实验为探究性实验。[案例2],在讲述盐酸的化学性质时,给学生们提供了试管、石蕊、酚酞、生锈的铁钉、氧化铜粉末、氢氧化铜固体、硝酸银溶液以及硝酸等仪器与药品,要求四人一组,由学生自己去实践与盐酸发生的一系列实验。然后根据所观察到的现象,由学生讨论、分析,最后让学生归纳出盐酸的化学性质。通过探究性实验,由浅入深,由表入里,进行一步一步的分析讨论,设疑,释疑,这既培养了学生的实验操作能力,又极大地激发了学生的科学思维能力和学习主动性。整个过程是在教师的引导下,由学生自己发现问题、提出问题、解决问题,最后总结出盐酸的化学性质。整堂课上得生动活泼,充分体现了学生的主体作用,师生间也在不断地进行情感交流。
在研究性学习过程中,学习的内容是在教师的指导下,学生自主确定的研究课题:学习的方式不是被动地记忆、理解教师传授的知识,而是敏锐地发现问题,主动地提出问题,积极地寻求解决问题的方法,探求结论的自主学习的过程。因此,研究性学习的课题,不宜由教师指定某个材料让学生理解、记忆,而应引导、归纳、呈现一些需要学习、探究的问题。这个问题可以由展示一个案例、介绍某些背景或创设一种情景引出,也可以直接提出。可以自教师提出,也可以引导学生自己发现和提出。要鼓励学生自主探究解决问题的方法并自己得出结论。
3.实践性
[案例3]《原电池》一节,即从一节干电池可使灯泡发亮发问:能否利用化学反应自己来设计一个电池呢?学生尝试利用实验桌上提供的实验用品进行实验。学生利用不同的材料:Cu、C、Zn、Fe交叉作电极,利用相同的材料作电池,用装置中的电解质溶液改换成非电解溶液等完成实验。然后通过讨论,对原电池的定义、原理、实质、形成条件、一般规律等有了正确的认识,最后让学生解剖干电池,认清干电池的组成。学生通过自己的活动,主动获取知识,并运用新知识分析、归纳、解决新问题——干电池的工作原理。
研究性学习强调理论与社会、科学和生活实际的联系,特别关注环境问题、现代科技对当代生活的影响以及社会发展密切相关的重大问题。要引导学生关注现实生活,亲身参与社会实践性活动。同时研究性学习的设计与实施应为学生参与社会实践活动提供条件和可能。
二、明确研究性学习的教学目标
1.研究性学习的目标定位
研究性学习特别注重学生的创新精神和社会性实践活动,它的目标定位与一般的学科教学目标既有一定联系,又有较大的差异。具体强调的是:
(1)培养收集和处理的信息能力。
从认知心理学信息加工理论的角度看,学生开展学习的过程,实质上就是信息处理的过程。与以记忆、理解为目标的一般学习方式相比,研究性学习过程围绕着一个需要研究解决的问题展开,以解决问题和表达、交流为结束。就研究性学习的过程而言,需要培养学生发现和提出问题的能力,提出解决问题设想的能力,收集资料的能力,分析资料和得出结论的能力,以及表述思想和交流成果的能力,并要掌握基本的科学方法,学会利用多种有效手段,通过多种途径获取信息其中,在一个开放性环境中学生自主、主动性和加工处理信息能力的培养是个关键。
(2)发展创新精神,获得亲自参与研究探索的积极体验。
研究性学习的过程,也是情感活动的过程。一般而言,学生通过研究性学习所获得的成果,绝大多数只能是在自己或周围同学现有基础上的创新,还不大可能达到科学发现水平。研究性学习强调通过让学生自主参与、积极参与类似于科学家探索的活动,获得体验,逐步形成一种在日常学习与生活中喜爱质疑、乐于探究、努力求知的心理倾向。
(3)学会沟通与合作。
现代科学技术的发展都是人们合作探索的结果,社会的人文精神弘扬也把乐于合作、善于合作作为重要的基石。但是在以往的课堂教学中,培养学生合作精神的机会并不多,且较多停留在口头引导鼓励的层面,弄得不好,很多还是说教。研究性学习的过程,正是一个人际沟通与合作的过程,为了完成研究任务,一般都离不开课题组内的合作以及与课程组外人士(如指导教师、社会力量、研究对象)的沟通合作。所以,研究性学习也把学会合作作为重要的目标。
(4)培养科学态度和科学道德。
创新精神培养只有同科学态度、科学道德的培养统一起来,才会真正形成对社会、对个人发展有价值的结果。已有的实践告诉我们,同学们参与课题研究是饶有兴趣的,但是在实施过程中几乎都会碰到各种问题和困难。学生要在研究性学习的过程中,学会从实际出发,通过认真踏实的探究,求得结论的获得,并懂得尊重他人的成果。
(5)发展对社会的责任心和使命感。
联系社会实际开展研究活动,为学生的社会责任心和使命感的发展创造了有利条件。在研究性学习的过程中,学生不但要努力提高自己的创造性和认知能力,而且还要学会关心社会的进步、祖国的前途、人类的命运、经济的发展、环境的保护,争取使自己的精神境界得到升华。
(6)激活各种学习中的知识储存,尝试相关知识的综合运用。
高中学生已经具备了多门学科的知识积累,为他们今后的发展打下了有利的基础。但是,如果让这些知识长期处在相互分割和备用的状况之中,它们就会被遗忘,就会逐渐推动可能发挥的效用。研究性学生的重要目标是在综合运用中提高各科知识的价值。
从研究性学习的上述目标看,它对于实施以德育为核心、创新精神和实践能力为重点的素质教育具有重要的积极意义,对于学生从事各门各学科的学习、打好基础、掌握方法、提高能力、培养积极性都是大有好处的。
2.研究性学习的目标
研究性学习强调对所学知识、技能的实际运用,注重学习的过程和学生的实践与体验。需要注重以下几项具体目标:
(1)获取亲身参与研究探索的体验
研究性学习强调学生通过自主参与类似于科学研究的学习活动,获得亲身体验,逐步形成善于质疑、乐于探究、勤于动手、努力求知的积极态度,产生积极情感,激发他们探索、创新的欲望。
(2)培养发现问题和解决问题的能力
研究位学习通常围绕一个需要解决的实际问题展开。在学习的过程中,通过引导和鼓励学生自主地发现和提出问题,设计解决问题的方案,收集和分析资料,调查研究,得出结论并进行成果交流活动,引导学生应用已有的知识与经验,学习和掌握一些科学的研究方法,培养发现问题和解决问题的能力。
(3)培养收集、分析和利用信息的能力
研究性学习是一个开放的学习过程。在学习中,培养学生围绕研究主题主动收集、加工处理和利用信息的能力是非常重要的。通过研究性学习,要帮助学生学会利用多种有效手段、通过多种途径获取信息,学会整理与归纳信息,学会判断和识别信息的价值,并恰当的利用信息,以培养收集、分析和利用信息的能力。
(4)学会分享与合作
合作的意识和能力,是现代人所应具备的基本素质。研究位学习的开展将努力创设有利于人际沟通与合作的教育环境,使学生学会交流和分享研究的信息、创意及成果,发展乐于合作的团队精神。
(5)培养科学态度和科学道德
在研究性学习的过程中,学生要认真、踏实的探究,实事求是地获得结论,尊重他人想法和成果,养成严谨、求实的科学态度和不断追求的进取精神,磨练不怕吃苦、勇于克服困难的意志品质。
(6)培养对社会的责任心和使命感
在研究性学习的过程中,通过社会实践和调查研究,学生要深入了解科学对于自然、社会与人类的意义与价值,学会关心国家和社会的进步,学会关注人类与环境和谐发展,形成积极的人生态度。
三、开展研究性学习过程中应注意的问题
1、激发学生进行研究性学习的兴趣,培养学生独立思考的习惯和自主学习的能力。
“兴趣是最好的老师”,激发学生的学习兴趣是学生进行研究性的动力,培养学生的科技兴趣有利于学生积极参与,主动创造。教师要根据学生的心理特征和认知规律,循循善诱,激发学生进行研究性学习的兴趣,使他们积极、主动地参与活动的全过程;如[案例1]让他们自主选题,自己设计方案,在教师的引导下自己思考完成课题的方法和步骤。教师要放手让学生独立完成,要给学生思考、探究和自我开拓、发展的空间;鼓励他们独立思考和钻研问题。
赞可夫认为“兴趣是开发智力的催化剂”。实践也证明,对学习没有浓厚的兴趣,学生就会产生厌学的情绪。因此,在研究性教学过程中,教师应注意去激发学生心灵深处的、强烈的探索欲望,尽可能地增加情境教学,引导学生把“趣”转化为学习的动力资源。例如,在介绍二氧化碳的化学性质之前,先播放一段录象:桂林的七星岩和芦笛岩的岩洞。学生们肯定会被这仙境美景所吸引。再问:这位雕琢美景的能工巧匠是谁?学生们联想翩翩。通过小组讨论后揭开谜底:二氧化碳。同学们面面相觑,不可置信。这时再引出实验:氢氧化钙—碳酸钙—碳酸氢钙的相互转化,学生们的学习兴趣马上就高涨起来。这样,可以使学生的“要我学”变为“我要学”,使学生成为主体,成为了知识的探索者,以此培养学生自主学习的能力。
2、注意实践能力的培养。
传统的化学教学由于学生过重的课业负担,缺少自主的时间和空间,难以培养学生的实践能力。化学作为培养实践能力为目标取向的基础课程,教师要注意让学生通过研究性学习活动的课题实践,提出问题、收集材料,对研究性学习进行探索、分析、研究,在实践操作中培养的科学态度和实践能力。
[案例4]我校曾有一堂化学公开课,课题是化学与水处理。从教案来看,从复习对水资源的认识,引出世界性缺水的一个重要原因——水体污染,特别是人为因素造成的水体污染,然后引述水体污染的四个原因,并提出化学在防治水污染中的主要作用,最后从可持续发展角度认识水资源的利用和保护。本堂课的教学目的明确、教学内容清晰、教学过程流畅,而学生在教学过程中也踊跃发言,课堂气氛活泼。但将教师活动与学生活动做一分析,不难看出,学生对水资源的认识,是以教师使用投影仪预先将几点认识遮住,待学生答出一点、拉开一点来进行。这与其说是讨论,不如说是猜谜;尤其是讲授到水体污染时,更是出一道计算题,由学生解出,再投影出一种污染,学生完全依照教师的思路去学习、分析与归纳显然是以教师预先设计好的答案定位,难以培养学生的实践能力,
3、课题选择应从实际出发,密切联系学生生活。
教师应该将教学内容与社会生活联系起来,指导学生进行研究性学习的活动。从自然、社会和实际生活中选择和确定研究课题,并在研究过程中主动地获取知识、应用知识及解决问题,是研究性学习的宗旨。因此,教师应该将教学内容与社会生活联系起来,指导学生进行研究性学习的活动。如在教学有关“水”的知识时,可以让一部分学生查阅资料、向有关管理部门咨询及实地考察相结合,了解本地区水污染及其危害的情况,并就如何防治水污染献计献策。另外一部分学生就我国水资源、本地区居民饮用水的品种、价格及质量情况进行调查,还可以去了解本地区自来水厂的生产过程、生产的水质问题等情况,然后在课堂上进行讨论交流。另外,空气的质量情况调查、如何防治空气污染;我国目前的燃料情况、如何提高燃料的利用率及如何合理使用燃料以避免事故隐患;我国农村使用化肥情况;农村垃圾的分类处理情况,“白色污染”问题;铁的生锈及其防治;等等,这些都属于相似的研究课题。
4、教师在研究性学习过程中的作用。
在研究性学习中教师是课程实施的组织者、参与者、促进者、指导者、开发者和研究者。教师可在明确课题研究目的、拟定研究题目、研究方法和步骤、研究过程、研究信息的分析、归纳、整理、研究课题总结等方面给学生以指导,但不能反客为主。学生是活动的主体不能变。素质教育的实质就是挖掘学生潜能,充分发展学生个性,进而实现全面发展的目标。所以教师要引导和启发学生生动活泼、主动地学习,采取多样化的学习方式和现代化的学习手段,使学生的学习成为主动、富有个性的过程,养成自主学习和终生学习的能力。指导时要避免定死具体的方法和步骤,要鼓励学生装大胆地采用不同的方法,提出不同的见解。在题目拟定时,教师可以根据学生的特长兴趣,以及本校的具体情况向学生推荐课题参考目录,供学生选择。调查研究时教师可作为课题组一员参与活动,及时指导。教师在充分利用当地的课题资源时还应积极创造条件开发课程资源——如在学校和当地政府的支持下,争取社会的支持。社会的大力支持是搞好研究性学习课的重要条件,特别是社会调查型课题离不开社会各界的支持和合作。教师在活动中不断积累经验,对研究性学习的探索性与创造性,专一性与发散性,独立性和群体性,限时性和不限时性,单科性和夸学科性等方面进行研究,使学生的活动健康发展、热情持久,真正达到将知识转化为能力的目的。而这对教师的师德素养和业务水平提出了更高更新的要求,教师应在活动中强化自主学习,增强实践能力,加速自我完善的过程,做一个能胜任21世纪教育重任的合格老师。
在化学教学中开展研究性学习还处于起步阶段,特别是具体的实施还有待于探索和研究。但不管怎样,在化学中开展研究性学习的教学是以培养创新精神和实践能力为目的的素质教育的一个重要举措,也是改变教师教学方式和学生学习方式很好的载体,我们做一名化学教师必须注意研究性学习特点、明确教学目的,同时在开展研究性教学中注意出现的问题。不断进行尝试和实践,相互间不断交流体会,共同提高。
附:主要参考文献
1、尹后庆.《关于“研究性学习”若干问题的思考》.上海教学研究,2001(7-8)
2、李昭存.《研究性学习的教学策略》[J].教育实践与研究,2003(8)
3、刘知新,《化学教育》(5)
所谓数学活动是指把数学教学的积极性概念作为具有一定结构的思维活动的形式和发展来理解的。按这种解释,数学活动教学所关心的不是活动的结果,而是活动的过程,让不同思维水平的儿童去研究不同水平的问题,从而发展学生的思维能力,开发智力。
那么,要想使数学教学成为数学活动的教学主要应考虑哪几个问题呢?下面谈谈笔者一些想法。
一、考虑学生现有的知识结构
知识和思维是互相联系的,在进行某种思维活动的教学之前,首先要考虑学生的现有知识结构。
什么是知识结构?一般人们认为:在数学中,包括定义、公理、定理、公式、方法等,它们之间存在的联系以及人们从一定角度出发,用某种观点去描述这种联系和作用,总结规律,归纳为一个系统,这就是知识结构。在教学中只有了解学生的知识结构,才能进一步了解思维水平,考虑教新知识基础是否够用,用什么样的教法来完成数学活动的教学。
例如:在讲解一元二次方程[a(x)2+bx+c=0a≠0]时,讨论它的解,须用到配方法,或因式分解法等等,那么上课前教师要清楚这些方法学生是否掌握,掌握程度如何,这样,活动教学才能顺利进行。
二、考虑学生的思维结构
数学教学是数学思维活动的教学,进行数学教学时自然应考虑学生现有的思维活动水平。
心理学早已证明,思维能力及智力品质都随着青少年年龄的递增而发展,学生的思维水平在不同的年龄阶段上是不相同的。斯托利亚尔在《数学教育学》中介绍了儿童在学习几何、代数时的五种不同水平,在这五个阶段上,学生掌握知识,思考方式、方法,思维水平都有明显差异。因此,要使数学教学成为数学活动的教学必须了解学生的思维水平。下面谈谈与学生思维水平有关的两个问题。
1.中学生思维能力之特点
我们知道,中学生的运算思维能力处于逻辑抽象思维阶段,尽管思维能力的几个方面的发展有所先后,但总的趋势是一致的。初一学生的运算能力与小学四、五年级有类似之处,处于形象抽象思维水平;初二与初三学生的运算能力是属于经验型的抽象逻辑思维;高一与高二学生的运算能力的抽象思维,处在由经验型水平向理论型水平的急剧转化的时期。从概括能力、空间想象能力、命题能力和推理能力四项指标来看,初二年级是逻辑抽象思维的新的起步,是中学阶段运算思维的质变时期,是这个阶段的关键时期。高一年级是逻辑抽象思维阶段中趋于初步定型的时期,高中之后,学生的运算思维走向成熟。总的来说,中学生思维有如下特点。
首先,整个中学阶段,学生的思维能力得到迅速发展,他们的抽象逻辑思维处于优势地位,但初中学生的思维和高中学生的思维是不同的。初中学生的思维,抽象逻辑思维虽然开始占优势,可是在很大程度上还属于经验型,他们的逻辑思维需要感性经验的直接支持。而高中学生的抽象逻辑思维则属于理论型的,他们已经能够用理论作指导来分析、综合各种事实材料,从而不断扩大自己的知识领域。也只有在高中学生那里,才开始有可能初步了解对立统一的辩证思维规律。
其次,初中二年级是中学阶段思维发展的关键期。从初中二年级开始,中学生抽象逻辑思维开始由经验型水平向理论型水平转化,到高中一、二年级,这种转化初步完成,这意味着他们的思维趋向成熟。这就要求教师,要适应他们思维发展的飞跃时期来进行适当的思维训练,使他们的思维能力得到更好的发展。
2.学习数学的几种思维形式
(1)逆向思维。与由条件推知结论的思维过程相反,先给出某个结论或答案,要求使之成立各种条件。比如说,给一个浓度问题,我们列出一个方程来;反过来,给一个方程,就能编出一个浓度方面的题目。后者就属于逆向型思维。
(2)造例型思维。某些条件或结论常常要用例子说明它的合理性,也常常要用反例证明其不合理性。根据要求构造例子,往往是由抽象回到具体,综合运用各种知识的思考过程。例如:试求其反函数等于自身的函数。
(3)归纳型思维。通过观察,试验,在若干个例子中提出一般规律。
(4)开放型思维。即只给出研究问题的对象或某些条件,至于由此可推知的问题或结论,由学生自己去探索。比如让学生观察y=sinx的图象,说出它的主要性质,并逐一加以说明。
了解了学生的思维特点和数学思维的几种主要形式,在教学中,结合教材的特点,运用有效的教学方法,思维活动的教学定能收到良好效果。三、考虑教材的逻辑结构
我们现有的中学数学教材内容有的是按直线式排列,有的是按螺旋式排列。
如果进行数学活动的教学,教材的逻辑结构就应有相应的变化。比方说,指数、对数、开方三种不同形式都可表示为:a、b、N之间的关系a的b次幂等于N,是否可以把它们安排在一起学习。再比方说,关于一元一次方程应用题,中学课本里有浓度问题、行程问题、工程问题、等积问题,在讲解时,可用一个方程表示不同问题,使他们得到统一,只是问题形式不同而已,其方程形式没有什么本质差异,可一次讲完几个问题。而现有中学教材把它们分开,使学生觉得似乎几种问题毫不相干。因为这些问题具体不同的思维形式,要受小学、初中和高中学生各阶段思维发展不同特点的制约。
数学思维活动的教学,就是要尽量克服这些制约,使学生在短期内高质量获取知识,大幅度提高思维能力,完成学习任务。
在考虑教材逻辑结构时,还应明确的一个问题是教材内容的特点,即初等数学有些什么特点,对它应有一个总的认识。
1.初等数学是相对于抽象程度来说的,其内容方法都比较直观具体,研究的对象大多可以看得见、摸得着,抽象程度不深,离开现实不远,几乎直接同人们的经验相联系。
2.初等数学是一门综合性数学,它数形并举,内容多种多样,方法应有尽有,自然分成几个部分,各部分又相互渗透,相互为用。
3.初等数学处于基础地位。因为无论数学多么高深,总离不开四则运算,总要应用等式、不等式和基本图形分析。初等数学又是整个数学的土壤和源泉,各专业数学领域几乎都是在这块土壤中发育成长起来的。
4.初等数学的普通教育价值。对中小学生来说,它的智能训练价值远远超过了它的实用价值。
5.与高等数学相互渗透,相互为用。一方面,由于实践中某些问题的出现,使初等方法被深入研究和发展成专门的数学分支,另一方面是高等数学中许多专题的初等化、通俗化。
初等数学具有这样的特点,不仅为编写教材提供了依据,同时对数学活动教学的模式来说也是恰到好处的。比方说,特点1,对于经验材料的数学化有得天独厚的帮助;特点2、3,对数学标准的逻辑组织化也很适宜;特点4、5,是对理论的应用。由此看来,数学活动教学对于初等数学再合适不过了。
数学活动教学,不仅考虑初等数学之特点、教材的逻辑结构,而且具体的某段知识也要仔细研究,不同性质的内容用不同方法去处理,这就是下面要谈的积极的教学方法问题。
四、考虑积极的教学方法
目前关于教学方法的研究呈现出一派兴旺的局面,种类之多、提法之广是历史上少见的。如目前使用的自学辅导法、读读议议讲讲练练教学法、六单元教学法、五课型教学法、自学议论引导教学法、启发诱导效果回授教学法、研究法、发现法等等。可以把这些方法归结为一句话,那就是:积极的教学法。其宗旨是在传授知识的同时,重视发展智力、培养能力。它们的特点是:充分调动学生的积极性,让学生独立解决一些问题,注意能力的培养。从实践效果看,这些方法在某个阶段,对某部分学生,结合某部分内容确实有事半功倍功能,但这些方法哪个都不是万能的,不是教学通法。因为教法要受学生水平的差异,兴趣的不同,教材内容的变化,教师素质不平衡等各方面条件的限制。
我们主张,采用积极的教学法,因课、因人、因时、因地而异。比方说,对于教材内容多数是逻辑上分散的数学定义和公理等采用自学辅导法较为适宜;对于教材中的一般公式、定理等采用问题探索法较好;对于教材中理论性较强的难点,一般采用讲解法较好。教师要灵活掌握。
数学活动的教学实质上是积极性思维活动的教学,因此,在教学中调动学生积极性极为重要。一般来说,教学内容的生动性,方法的直观性、趣味性,教师和家长的良好评价,学习成绩的好坏,都可以推动学生的学习,提高积极性。另外,如课外活动,参观工厂、机房,介绍数学在各行中的应用,尤其是数学应用在各领域取得重大成果时,能够促进青少年扩大视野,丰富知识,增进技能,从而发展他们的思维能力,提高学习的积极主动性。也可讲一点数学史方面的知识,比如我国古代科学家的重大贡献及在世界上的影响,也能激发学生的积极性。
另外,从学习方法上看,随着学科多样化和深刻化,中学生的学习方法比小学生更自觉,更具有独立性和主动性。因此,在教学中教师就要注意启发学生的积极思维。
究竟怎样启发学生去积极思维呢?方法是多种多样的。比方说,创设问题情境,正确提供直观材料让学生从具体转到抽象,也可运用已有知识学习新知识,把新旧知识联系起来。还可以把语言和思维结合起来,达到启发思维的目的。
从上面几个方面来比较,数学活动教学的核心是教学方法,因此教学方法的采用,直接影响活动教学的效果。
为使数学活动教学收到良好效果,目前没有一个成熟的模式,具体做法也少见。南通市十二中李庚南在总结过去经验基础上,提出几种有效的方法。
首先,重视结论的探求过程。数学中的结论教师一般不直接给出,而是引导学生运用观察、实验、练习、归纳等方法发现命题,尔后深入研究探求的过程和论证的方法,进而剖析结论的内容,举实例将结论内容具体化。
其次,是沟通知识间的内在联系。她认为:数学有着严密的体系,学生揭示数学知识之间纵横交错的内在联系,是学生主动思维活动的过程,可引导学生按知识的发生、发展、变化关系或逻辑关系整理出一个单元的知识结构和基本的研究方法,进行知识的引申、串变,提高学生灵活运用知识的能力。