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一、在高中数学概念教学中存在的问题
概括起来说,由于受到高考指挥棒的影响,数学概念教学更多关注于概念的记忆和应用,而忽视了概念的生成性教学,导致概念教学出现一些问题.
1.忽视概念的生成.数学概念具有概括性、抽象性等特点,除了概念文字表面所表征的意义外,还需要注重概念本质属性的深度挖掘,但是我们的教学往往不注重这个方面,有些教师甚至直接抛出概念,学生对数学概念的形成过程毫无认知,导致学习到的概念处于孤立的状态,无法联系前面的知识和数学方法,也不能与生活实践相联系,缺乏概念生成性的认识,对数学概念仅仅是一知半解,在解决数学实际问题中遇到各种阻力,看似节约课堂时间的做法却不利于学生的数学水平、思维能力的提高.
2.过分重视定义的记忆.数学概念是需要记忆的,但是记忆是有技巧的,不仅仅是进行字字推敲,更多的应该是从文字、符号、图像三个维度对概念进行表征,然后列举生活中的例子从不同角度对概念进行分析.只有这样,才能使学生更深刻、更全面地认识和理解数学概念.在实际教学过程中,又是如何呢?部分教师过于强调概念的文字表征和公式,仅仅从逻辑意义和注意事项对数学核心概念进行分析,忽视了对概念所反映出来的数学思想的深度发掘,导致学生缺乏对数学概念的实质性理解,这样的记忆属于死记硬背,即使有例题加以应用,也容易导致思维定式.
3.概念的应用缺乏变式与迁移.纵观当前高中数学概念教学发现,教师不仅引入数学概念的过程比较简单,在对定义进行简单表述后,就要求学生应用概念解决问题,没有对数学概念进行深度发掘,导致学生对概念的认知浮于表面,而在概念应用上,选题也没有做到精细化,往往功利性比较强,而缺乏变式与反思性引导,使W生仅掌握一些题型的解决技巧,无法形成较强的数学能力,直接影响了学生的数学素养和水平的提高.
二、高中数学概念教学策略
1.注重学情分析,实现因材施教.学生是教学的主体,对于概念课教学也是如此.为了提高教学的有效性,必须进行学情分析,“学情分析”就是“备学生”,如何进行“学情分析”呢?笔者在教学实践中且行且思,总结出如下几个步骤:首先,搜集学情信息,学生在学习这部分内容前总有一定的认知基础和学习习惯,这些都是教师进行教学设计与课堂组织要充分了解和掌握的重要信息.概括起来可以从如下几个方面进行搜集:(1)学生在学习新的数学知识前,相关的概念、方法、解题能力如何?(2)学生的数学兴趣爱好如何?待学内容有没有学生感兴趣的元素?(3)学生的思维方式如何?是否需要进行方式、方法的引领,才能帮助学生正确思维?其次,整合分析信息,在完成学情搜集后,教师应该对学生的学情信息进行统计、整合和分析,基于这样的分析了解所教班级学生的整体水平和个体差异,继而确保接下来的教学设计和课堂组织有的放矢.
学生在进入课堂之前,会对一些生物现象与概念充满认知,而且许多前概念已经形成。促成这种情况的因素有许多,包括学生的日常生活经验、大众传媒的影响、教师的科学素养等。那么,前概念是什么呢?举例说就是认为凡是鸟类都必然会飞,凡糖类一定都是甜的,如此等等。美国教育心理学家奥苏伯尔说过:“假如让我把全部教育心理学仅仅归纳为一条原理的话,那么我将一言以蔽之曰:影响学习的唯一重要因素,就是学习者已经知道了什么。要探明这一点并据此进行教学。”(《教育心理学——认知观点》)科学教育的目的是什么呢?是让学生明确一个道理,即在一定的情境里科学观念会更加有效,它将超过原有的观念或以前的知识。这些看法说明了一个道理,即预评估学生的前概念——原有的知识或经验,对教师来讲具有很重要的意义。从另外一个深度学习的角度看,学习是学习者积极地进行意义构建的过程,这个过程的基础就是学习者原有的知识经验。因此,教与学的共同起点就是了解学生原有的知识经验。在生物课堂上比较常见的两种预评方法包括:其一,通过论断性测验,用选择题或开放性试题的形式来对学生的前概念进行了解。《初中生物学前科学概念研究》一书对还未接受过初中生物教育的初中学生进行测试,从整体的角度了解了新生掌握生物概念的情况,以便今后开展教学工作。其二,利用课堂提问的形式,巧妙对教学环节进行设计,将学生的前概念暴露出来。教师准备一些问题,以论断学生对有关概念的理解。
2.将原有的知识激活
预评估之后,教师要以学生原有知识为出发点开始进行教学,将他们原有知识与新知识的联系激活,使他们能够明确新旧知识在某些方面的逻辑关系以及知识本身的内在联系,达到有意义的学习目的。与生物学科的很多内容息息相关的是学生的日常生活,因此教师要以学生了解的生活实例或已经掌握的日常经验为依据,为学生建立新旧知识的联系提供帮助。比如《植物细胞的结构和功能》一节内容,要帮助学生理解细胞膜可以控制物质进出的道理,就可举生活实例:新鲜葡萄晒干后会变成葡萄干,原因就是葡萄细胞中的水分子散失到空气中了,而散失的渠道就是细胞膜;人们吃葡萄干会尝出甜味,说明细胞膜没有将细胞中的糖类输送到细胞外。又如《多细胞生物体的组成》一节,学生可以联系日常生活的一些经验,如皮肤被划破,人会感觉到疼痛,而且会流出血来,了解皮肤是由多种组织组成的,借此将器官的概念引出来。而《植物种子的萌发》一节,教师将影响种子萌发的外界条件展示给学生,然后将其中的不必要条件进行排除,并拿生活中的例子来证明自己的观点。显而易见,学生激活原有的知识离不开排除的过程,而且种子萌发的不必要条件则通过家庭种植等生活经验来判断是光、土壤等。需要强调的是,激发学生学习兴趣的好方法就是创设良好的问题情境,问题情境的创设,就是一个问题的提出,可以让学生间接利用已有知识对该问题的情境进行处理。
3.进行评价与反思
【关键词】初中生物;重要概念;教学
一、对生物学重要概念的认识
概念是对事物的抽象或者概括。生物学概念是生物学课程内容的基本组成部分,是学习生物知识、解决生物问题的基础。生物学的重要概念处于学科的中心位置,包括了对生命的基本现象、规律、理论的理解和解释,对学生学习生物学以及相关知识,都具有重要的支撑作用。
理科课程内容标准,要凸显重要概念的传递。在知识学习中,对基本事实的概括、总结一些以及抽象的概念的学习非常重要。概念教学是和事实、原理、规律,就是与生物学的原理相关的。课程标准提出了许多的教学的重要概念,有50项之多,特别关注重要概念的学习。对于概念教学,使生物学的概念学习,成为生物学知识学习过程当中,教学过程当中的重要环节,重要概念占据教学的中心位置,体现这个中心位置,是教学重要的中心环节,连接了基本事实、原理和规律,在教学中必不可少。生物学概念的形成,需要许多的科学实验,一些科学研究成果,一些理论的支持,同时这个概念,也对其他进一步的认识新的事物,认识新的事实、原理,规律,提供了支撑,所以这是相互之间密切联系的。
二、对生物学重要概念教学的思考
用描述概念内涵的方式来传递概念可以更好地针对学生的年龄特点和认知能力来确定概念教学的深度和广度,以期切实达到预期的教学效果,并为后续的学习打下基础,实现重要概念的螺旋式发展。在初中生物学概念教学中,既要揭示其实质,又要符合学生的接受能力。围绕生物学的重要概念组织教学,开展活动,使教学效率有所提高,只有这样,才能够使学生对知识进行深入的了解,当然学习这个知识,还是为了应用、迁移、应用。所以理解课标的要求,对于知识、能力的要求,就可以看到,重要概念对于我们学生运用知识、迁移、运用能力的提高都是有重要的积极的意义。
用描述概念内涵的方式来传递概念可以更好地针对学生的年龄特点和认知能力来确定概念教学的深度和广度,以期切实达到预期的教学效果,并为后续的学习打下基础,实现重要概念的螺旋式发展。在初中生物学概念教学中,既要揭示其实质,又要符合学生的接受能力。围绕生物学的重要概念组织教学,开展活动,使教学效率有所提高,只有这样,才能够使学生对知识进行深入的了解,当然学习这个知识,还是为了应用、迁移、应用。所以理解课标的要求,对于知识、能力的要求,就可以看到,重要概念对于我们学生运用知识、迁移、运用能力的提高都是有重要的积极的意义。
在概念教学中,教师要注意学生头脑中已有的概念,有的概念是正确的,有的概念可能是不正确的,这些不正确的概念我们要把它纠正,帮助他消除,实际上在我们的教学过程当中,如果我们能够有效指导学生进行学习,从事实当中建立正确的概念,避免错误概念的形成,就能够在减小错误的过程中,使学生进行有效学习,提高他知识建构的准确性。也要不断地经常反思自己的教学过程,使学生的习得的知识、概念更加科学。包括总结归纳,形成概念,运用概念,说明意义,这些都是有助于消除学生错误概念的。
正确地解读这些重要概念,明确重要概念的内涵,巧妙地设计教学活动,引导探究,促进思维,准确地把握课标提出的教学要求,把学习知识和创新实践结合起来。使所学的概念能够应用到实际当中去,概念是科学的概念,在教学过程当中,要时时注意,在倡导探究性学习的过程当中,关注重要概念的教学。最后,全面达成我们期望的教学目标,实现课标的教学目标、教学理念,使学生得到发展,为生物教学提供有效的保障。正确解读重要概念,明确概念教学目标;巧妙设计教学活动,促进学生积极思维;准确把握学习要求,领悟重要概念内涵;学习知识创新实践,建立应用科学概念;既倡导探究性学习,也关注概念的学习。不要仅仅把注意力集中在概念所代表的词汇上,应当更多地去理解概念。在初中的生物学概念教学中,既要强调在教学中要揭示概念的本质,它的实质,它的内涵,它的外延,同时在概念教学中,必须要强调你的教学方式,要符合学生的接受能力,可以看得出来,在新概念学习中,显然通过将概念的内涵表述清楚,以这种形式去引导学生理解概念,加深对概念的运用,这是非常有益的。强调的概念学习,在课堂教学中,是通过一系列的教学活动,引导学生理解概念的内涵和外延,通过不同形式的教学活动,通过对概念内涵和外延的理解,帮助学生真正建立这样一个概念,而且是准确的概念,在学习新概念的初级阶段,能够运用描述概念内涵的方式,去传递生物学概念。当学生对这个概念有了一定的认识,他的理解比较准确了,他的内涵和外延把握得比较到位了。
三、对生物学重要概念教学的依据
生物学的一些概念教学,依据是生物学课程标准,相关的知识可能非常丰富,在初中,不需要讲那么多。学习关于重要概念,教到什么程度,应该是依据课程标准。关于关注生物学概念教学的落实,以课标的教学建议、内容标准作为依据。首先教学活动是有明确的目标的,关注教学过程的,这个过程性教学非常重要,不仅仅关注结果,还关注这个过程,包括概念教学也一样,就是它的建构过程、事实、原理、规律、概念,怎么去相互联系,有机结合,这个过程性,同时,也追求教学效率,就是使学生能够在学习活动当中,收获到知识,习得概念,习得知识,同时,生物学教学活动应该是情感丰富的,就是培养学科情感,形成对生物学科的热爱,激发他的兴趣,这个教学活动过程,应该是能够有利于学生情感的成长,不仅仅是积累了知识,提升了能力,而且培养了关爱生命的情感,关注社会,关注生产活动。
【参考文献】
【Key words】Deep learning; Teaching strategy; Teaching reform
0 引言
?S着科学技术的快速发展,现代社会已经进入“知识经济时代”;而知识通过学习得来,所以现在也是个“学习化时代”。在此大背景之下,作为社会未来的栋梁--在校大学生的学习能力的培养就显得尤为重要,因此如何培养及评价学生的学习能力,提高个人竞争力也就成为教育改革的核心问题。
为此我国教育领域实施了一系列重大改革,其重点就是转变学生的学习方式,形成自主、合作、探究的新型学习方式。深度学习就是这种新形势下的一种非常重要的学习方式,美国学者FerenceMarton和Roger Saljo,在1976年发表的《学习的本质区别:结果和过程》中首次提出这一概念[1]。一文中提出。相对于浅层学习,深度学习是在陈述性知识和程序性知识的基础上追求对策略性知识的进一步深化,它不满足于被动的接受,更注重接受之后的反思,不满足于对原有知识的扩充,更注重学习者认知结构的重建,并将已有知识迁移到新的情境中,作为决策和解决问题的一种学习方式[2]。
国外对深度学习的研究开展较早,且大多数研究都集中在课堂教学,并且取得了成功,例如:Deep K.Khosa等人已将深度学习应用到大学的兽医课程学习中,并通过案例法实现了深度学习;Jiangxia Du 和Byron Havard 等人建立了远程教育中深度学习过程的分析框架,为深度学习的开展奠定了基础。相关文献也比较丰富,Marton、Ransden等学者已经著有多本关于深度学习理论的论著,期刊论文的数量也不断上升,虚拟学习环境、教育游戏、概念图等多种策略被应用到深度学习中,评价方法也陆续提出,比如问卷测验、SOLO分类法等。我国对深度学习的研究起步较晚[3],尚不成熟,直到2004年才出现对深度学习论述较为全面的文献,2010年后,随着学习科学研究领域的兴起,带动深度学习研究数量大幅度增加[4],开始得到了广泛的关注,目前正是研究热点,文献的发表数量呈上升趋势,在深度学习的体系结构、技术策略和评价因素等多个关键点都取得了研究成果。
为此本文以计算机《操作系统原理》课程为例对深度学习展开了研究,引入深度学习的理论,研究其一般实现过程,并对此进行扩展,寻找适合本校学生的深度学习过程和评价方法,从而真正的提高学生的学习能力,保证学习效果。
1 深度学习的基本要素
深度学习强调以学生为主体、注重信息整合、着意迁移和运用、强调多维评价,在此思想之下,相应的教学目标、内容、策略、媒体及评价等要素都会发生变化,因此必须运用系统的方法将深度学习理论与教学理论的原理进行转化和融合,重新规划教与学的过程,从而帮助学生去实现深度学习。所以本文对深度学习的一般过程进行了研究,将其归纳为以下5个基本要素:
1.1 营造积极的、鼓舞的学习氛围
人们在认识客观事物时,不是冷漠无情、无动于衷,而总是带有某种倾向性,表现出鲜明的态度体验,充满着感情的色彩[5]。学习也是一样,为学生营造一个轻松的、有活力的、全民皆学的学习环境,才能让学生主动参与到学习中。而且这个单元贯穿于整个学习过程中,有利于保持学生的学习状态。
1.2 双向制定学习目标
任何学习都必须有目标,才能有动力去学习。教师为了设计教学单元的目标,会更加认真的研究教学内容,同时将目标传达给学生;而学生也需要设置学习目标,将教师的教学目标转化为每节课的努力方向,督促自己真正地参与到学习中。
1.3 进行预评估
预评估是指在学习活动开始之前,对于学习者进行诊断性评价。预估学生知识水平的这个过程可以让教师更好地了解所有学生的基础知识和能力,才能更好地设计出教学目标、内容、策略和方法;同时对学生来说,这个过程能够让其更好地对自己评估,然后才能有目的性的根据评估逐一解决其中所存在的问题,为新的学习做好准备,而这又是先期知识的预备。
1.4 获取新知识,深度加工知识
开始新的知识学习,首先获得陈述性知识,而后对知识进行构建,这个过程既包含对新信息进行建构,又包含对原有知识的改造和重组;通过变式联系,将新知识转化为技能,为更好的分析和解决实际问题做好准备,并最终具备能够解决真实情景中复杂问题的能力,这个就是深度学习的最高目标。
1.5 多维度评价学习
如何确保学生始终处于深度学习的路线上,就需要对其学习过程进行监控调节,及时提供反馈信息以引导学生调整自己的学习活动[6];而学习者收到反馈后则可以对自己的学习活动进行反思,从而调整学习方法,这就需要在整个学习过程中进行形成性评价。在深度学习活动结束时,再进行总结性评价,对学习者的学习结果进行价值判断,确定学生所获得的学习成效和所达到的层次。
2 深度学习的具体实施和策略
学习是个完整的过程,更是一个有感情的过程,所以学习的第一步就是要营造一个积极的学习氛围,让学生愿意学、主动学、成为学习的主人,这需要构建一个广泛参与的学习共同体,鼓励所有的学生都参与到这个学习的环境中,使他们能够互学互助。所以在每节课上都会设置讨论时间,学生们可以对课程中的内容进行充分讨论,提出自己的问题和见解;课后建立了通信群,老师和学生可以在通信群里进行讨论,布置任务等,学生的参与度会非常高,而且能够拉近师生之间的距离,无限的扩展了课堂。
如果没有学习目标,学生在学习时会觉得迷茫,在学习过程中就缺乏动力,参与度不高。
所以在学习的一开始,教师就必须认真地研究课程的内容、确定相关的概念、设计相关的问题、提出相关的技能等,并将上述要素综合起来创造为教学单元和目标,在每节课开始之前,在通信群里下发该课时的学习目的和要求,让学生有时间、有目的地去预习内容,使得部分学生能够在课堂教学前就参与学习中,从而有效的保证了学习的开展。这样学生就能明确地知道学习的方向。另外一方面,在每节课中,会让每个学生自己给出本次学习的目的,每个学生的目的会有差异性,但是每个人都会因为是自己定的目标,会更好的自我约束,从而朝自己定的目标去努力,对目标的完成情况又会作为后期的考核评价,从而更好的督促学生去实现自己的目标。
一次新的学习开始,对知识的建构必然是建立在学习者原有的知识基础上。通过前面的预评估可以发现,很多学生会对原有的知识有所遗忘,所以在面对新的学习任务时,就需要重新预备和激活学习者原有的知识,以便帮助学生建立新旧知识之间的联系,实现两者之间的整合,使学生在理解的基础上去学习,从而促进对新知识的掌握和理解。所以就必须对课程的内容进行充分的分析,列出每节课中所需要的先期知识,并设计出相关的问题,形成测试文档,给学生并要求其独立完成。对于共性问题,在课堂上统一讲解,个别问题在通信群中单独回答。对教师来说,会根据评估结果,对教学内容等进行适当的调整,对学生来说,可以根据评估结果进行先期知识的准备。
真正的学习过程、深度加工知识的这个环节非常重要,需要充分调用一切手段来进行教学。在这次教学中,特别引入了概念图的方法。概念图是由美国康奈尔大学Novak教授及其同事提出,是一种知识加工工具,更是一种有效的学习策略和元认知策略。概念图用图和线帮助学生把新概念与已有的概念建立联系,从而将头脑中的知识可视化出来;也可以帮助学习者整合零散知识、增强记忆力和理解力;帮助学习者评价知识结构的总体特征、知识间的有机联系。所以每节课都会要求大家完成相应的概念图,并且在课程结束时,完成一个关于这门课程的完整概念图,最终实现对知识的构建。为了实现对知识的迁移和面向解决问题,在教学中也引入了多??实例,引导学生利用课堂上学习的操作系统的原理解决实际问题。
学习中离不开评价,需要通过评价来对学习过程进行调节,或者对学习结果做出价值判断。所以多种评价方法被应用到深度学习中。过程性多维评价方式贯穿了整个学习过程,并及时将评价结果反馈给学生:在每个单元结束时,会设置习题对学生测试,获得学生对知识的评价;会设置PPT演讲环节,让学生自己总结在这个单元所做的努力和收获,获得学生对自我的评价;统计通信群里学生的参与度,获得学生学习过程中的感情评价。过程性评价可以帮助教师调整教学策略,也可以帮助学生发现自己在学习过程中存在的问题和不足。课程结束时,会给出综合性评价,给出每个学生的课程完成情况。
1.看了老师的视频课,受益匪浅收获良多。如在教学过程中应注意充分发挥学生的主体作用,可将传统的讲授法与合作学习、探究式教学融合,提高学生的参与率,体验学习的过程,培养学生分析信息,处理信息或数据的能力和学生的探究能力。并着力体现了新课程的理念:学以致用,体现化学与生活、生产等密切的联系。可以让学生们在课前组成学习小组,上网查找、收集、整理资料,然后在课堂上交流与讨论。
2.通过学习有不少新的认识:
㈠例如化学反应原理模块的教学中主要存在以下三方面的问题:
①是不能正确处理必修模块与化学反应原理模块教学的层次性问题。一方面,老师们忽略了必修模块与选修模块的衔接,在进行选修模块内容教学前,常会忽略学生在必修的已有基础;在教学后,又经常会忽略引导学生对“在必修基础上发展了什么?”这一问题的反思。另一方面是深广度把握不到位,经常出现“选修模块教学平庸化”的现象,即在化学反应原理模块教学中,仅关注具体知识的教学,缺乏对学科思想方法的体现。
②是在教学中没有突出化学反应原理模块特点。在化学反应原理模块内容的教学中,要突出定性与定量相结合、实验与理性推理相结合的特点,要关注物理化学基本思想方法的运用。
③是处理不好几个关系。例如,处理不好定量分析与计算的关系,将定量分析问题的思路与复杂的数学计算等同;在教学中死抠概念定义,忽视对概念的整体关系和内涵实质的把握;缺乏多样化教学处理方式,等。
㈡理解了为什么在高中教学中要引入“熵”?如何理解“熵”?
熵的因素跟焓的因素在决定化学反应方向上起着同样重要的作用。而且现代科学里面熵的概念已经得到广泛的应用,比如信息学里有“信息熵”,生命科学里有“负熵”,化学里面确定反应方向从有序到无序等等。也就是说,我们过去的中学生基本上一个“熵盲”,而一个搞自然科学的人如果不懂得熵,他就不能算是一个有教养的人。因此我觉得我们在中学课程引进熵等新的概念,对于中学生的思想观念的发展、适应新的科学的发展都是有很大好处的。
对熵的理解要把握住两点:一是熵是用来描述大量粒子的混乱度的物理量,少量粒子谈不上“熵”;二是混乱度实际上就是均匀程度,混乱度最大就是最均匀。通常大家以为均匀跟混乱度好像是完全相反,实际上均匀就是混乱度,任何一个体系均匀了,就是混乱度最大了。譬如我们把一滴墨水滴到水里头去最后变成均匀了,那就是熵增加了、混乱度增加了。
㈢如何理解“自发反应”概念?
对自发反应的理解有两点很关键,一个是在一定温度和压强下,不借助于外力(如光照、通电等)靠自身的能力来进行的反应;第二个一定要指明是在什么条件下自发,如果脱离了这两条去谈任何自发反应,我认为都是没有意义的。
这些高中新增知识学习在把握教学的深度和难度方面有了很大的认识提高,谢谢!
3.学员提出不少好的体会和建议让我在思维广度深度都有进一步提高。
例如:市第四中学:教师最大的困惑是难以把握教学的深度和难度,在教学中经常会“挖得很深”,逾越了学生的认知能力,脱离了学生已有的认知结构,其导致的后果就是学生觉得认知困难,被动的进行机械记忆。听了老师对教材的分析既有高度又能结合教学实际,问题的切入和解决都达到释疑解惑的效果,很有收获。福安市第八中学黄光华:学生在学习化学必修1之后,对钢铁腐蚀的原理和危害性已有所了解,并能已有知识进行铁防腐,这对学习本单元知识有所帮助。目前,学生自学能力、思维能力、实验能力和观察能力的基础较好,只要我们教师充分发挥学生的主体作用,引导学生做好课前预习和思考,课内认真听讲,勤于动脑,规范操作,善于观察,那么学习本单元内容,掌握本单元重点内容和学习方法,应该是相对比较容易的。南安市新侨中学苏昆服:对于原电池和电解池教学的最大困惑是难以把握教学的深度和难度,在教学中往往会“讲得够多、够深”,超越了学生的认知能力,脱离了学生已有的认知结构,导致了学生觉得学习困难,被动的进行死记硬背,增加了学生学习的负担,学生的学习效果反而不好。听了老师对必修教材化学2和选修教材4教学要求怎么定位、如何把握深度和难度的分析,我感觉很好,很有收获。仙游县第二中学王建林:个人感觉原电池这一块的知识学生比较难理解,有的学生学习缺少从本质上的理解,觉得这方面的内容很难,进而就产生了畏学的学习态度。但我个人觉得其实原电池还是挺好理解的,<莲山课件>在教学中应当适当的从反应的本质上对学生进行研讨,强调学生自己将原电池的原理推导一遍,这样他们就能够攻克这一难点。另外,对大家讨论的问题说说自己的看法——
1、盐桥问题:盐桥的问题,确实需要给学生点一点,但不必过于纠缠。主要是通过实验给学生感性认识,让学生明白“没有盐桥,原电池不能够产生持续的、恒定的电流”就OK啦!
[关键词] 数学教学 思想 功能
本文对这个概念的意义及在教学中的作用作一探讨。希望能再引起广大数学教育工作者的关注。
一、对中学数学思想的基本认识
“数学思想”作为数学课程论的一个重要概念,我们完全有必要对它的内涵与外延形成较为明确的认识。关于这个概念的内涵,我们认为:数学思想是人们对数学科学研究的本质及规律的理性认识。这种认识的主体是人类历史上过去、现在以及将来有名与无名的数学家;而认识的客体,则包括数学科学的对象及其特性,研究途径与方法的特点,研究成就的精神文化价值及对物质世界的实际作用,内部各种成果或结论之间的互相关联和相互支持的关系等。可见,这些思想是历代与当代数学家研究成果的结晶,他们蕴涵于数学材料之中,有着丰富的内容。
通常认为数学思想包括方程思想、函数思想、数形结合思想、转化思想、分类讨论思想和公理化思想等。这些都是对数学活动经验通过概括而获得的认识成果。既然是认识就会有不同的见解,不同的看法。实际上也确实如此,例如,有人认为中学数学教材可以用集合思想作主线来编写,有人认为以函数思想贯穿中学数学内容更有利于提高数学教学效果,还有人认为中学数学内容应运用数学结构思想来处理等等。尽管看法各异,但笔者认为,只要是在充分分析、归纳概括数学材料的基础上来论述数学思想,那么所得的结论总是可能做到并行不悖、互为补充的,总是能在中学数学教材中起到积极的促进作用的。
关于这个概念的外延,从量的方面讲有宏观、中观和微观之分。
二、数学思想的特性和作用
数学思想是在数学的发展史上形成和发展的,它是人类对数学及其研究对象,对数学知识(主要指概念、定理、法则和范例)以及数学方法的本质性的认识。它表现在对数学对象的开拓之中,表现在对数学概念、命题和数学模型的分析与概括之中,还表现在新的数学方法的产生过程中。它具有如下的突出特性和作用。
(一)数学思想凝聚成数学概念和命题,原则和方法
我们知道,不同层次的思想,凝聚成不同层次的数学模型和数学结构,从而构成数学的知识系统与结构。在这个系统与结构中,数学思想起着统帅的作用。
(二)数学思想深刻而概括,富有哲理性
各种各样的具体的数学思想,是从众多的具体的个性中抽取出来且对个性具有普遍指导意义的共性。它比某个具体的数学问题(定理法则等)更具有一般性,其概括程度相对较高。现实生活中普遍存在的运动和变化、相辅相成、对立统一等“事实”,都可作为数学思想进行哲学概括的材料,这样的概括能促使人们形成科学的世界观和方法论。
三、数学思想的教学功能
我国《九年义务教育全日制初级中学数学教学大纲(试用修订版)》明确指出:“初中数学的基础知识主要是初中代数、几何中的概念、法则、性质、公式、公理、定理以及由其内容所反映出来的数学思想和方法”。根据这一要求,在中学数学教学中必须大力加强对数学思想和方法的教学与研究。
(一)数学思想是教材体系的灵魂?
从教材的构成体系来看,整个初中数学教材所涉及的数学知识点汇成了数学结构系统的两条“河流”。一条是由具体的知识点构成的易于被发现的“明河流”,它是构成数学教材的“骨架”;另一条是由数学思想方法构成的具有潜在价值的“暗河流”,它是构成数学教材的“血脉”灵魂。有了这样的数学思想作灵魂,各种具体的数学知识点才不再成为孤立的、零散的东西。因为数学思想能将“游离”状态的知识点(块)凝结成优化的知识结构,有了它,数学概念和命题才能活起来,做到相互紧扣,相互支持,以组成一个有机的整体。可见,数学思想是数学的内在形式,是学生获得数学知识、发展思维能力的动力和工具。教师在教学中如能抓住数学思想这一主线,便能高屋建瓴,提挈教材进行再创造,才能使教学见效快,收益大。
(二)数学思想是课堂教学质量的重要保证
数学思想性高的教学设计,是高质量进行教学的基本保证。在数学课堂教学中,教师面对的是几十个学生,这几十个智慧的头脑会提出各种各样的问题。随着新技术手段的现代化,学生知识面的拓宽,他们提出的许多问题是教师难以解答的。面对这些活泼肯钻研的学生所提的问题,教师只有达到一定的思想深度,才能保证准确辨别各种各样问题的症结,给出中肯的分析;才能恰当适时地运用类比联想,给出生动的陈述,把抽象的问题形象化,复杂的问题简单化;才能敏锐地发现学生的思想火花,找到闪光点并及时加以提炼升华,鼓励学生大胆地进行创造,把众多学生牢牢地吸引住,并能积极主动地参与到教学活动中来,真正成为教学过程的主体;也才能使有一定思想的教学设计,真正变成高质量的数学教学活动过程。
有人把数学课堂教学质量理解为学生思维活动的质和量,就是学生知识结构,思维方法形成的清晰程度和他们参与思维活动的深度和广度。我们可以从“新、高、深”三个方面来衡量一堂数学课的教学效果。“新”指学生的思维活动要有新意,“高”指学生通过学习能形成一定高度的数学思想,“深”则指学生参与到教学活动的程度。
安徽省小学数学专业委员会秘书处学术秘书,合肥市小学数学教学专家指导委员会委员,曾获“安徽省基础教育课程改革优秀教师”“全国苏教版教材实验先进个人”等多项荣誉称号,并是全国小学数学优质课一等奖获得者。在《中国教育报》等报刊上发表教学文章近300篇,其学术论文被人大复印报刊资料《小学数学教与学》全文转载。
在多年的教学实践中,我一直在努力追寻深度数学课堂。深度数学课堂,只是为了和“肤浅课堂”作个切分,并不是要把数学课教深了、教难了,它追求的不是教学过程的“深奥”和“艰深”,反而是一种因深入思考使教学呈现出简单、清晰、明了、生动的课堂特质,从而真正达到“深入浅出”的教学效果。
一、深度数学课堂的含义
1.深度。一是指深浅的程度,包括向下、向里的距离。对于小学数学教学而言,需要对学生的认知发展水平与经验、教学素材的选择、教学活动的选择与组织等进行深度分析与把握。二是指触及事物本质的程度。对于小学数学教学而言,主要是指对所教内容的数学本质的深度理解与把握,并以此为基础建构起较为合理的教材观、教学观、学生观等。
2.深度数学。数学是什么?它从哪里来?要到哪里去?数学教育到底要给学生留下些什么?其实,“深度数学”并不是“高难度数学”,而一定要“深刻而不深奥”,让学生领悟蕴含在数学问题里面的深刻的数学思想和数学思维方法,体验数学的价值。
3.深度数学课堂。所谓深度数学课堂,就是教师要通过有深度的教学设计,将数学教学提升到“高阶思维”层面。教师可以精心设计有数学思维含量的问题,抛弃僵化的思维定式,允许学生在课堂中生成有探究价值的数学问题,让学生尝试自己去解决,教师再给予适当的帮助。总之,通过深度课堂,最后达到深度数学教学的目的。“深度”课堂是对常态课的一种超越,它一定是有内涵、有冲突、有味道、有实效、有后劲的课堂。
深度数学课堂应该作为日常教学的一种样式、一种风格,或者是一种理想的教学境界和追求,更是一种深刻的教育思想,需要更多的一线教师在课堂实践中进行不断解读。
二、深度数学课堂的价值
“小数姓数,小数不小。”从数学教学来看,数学课要让学生渐渐触及到数学的本质。数学教师一定要有很高的视野,要用哲学的眼光看数学,并且要有深厚的数学素养才能上出有深度的数学课。因此,要做一名数学教学的思想者,专注于课堂,执著地追求高品位的教学。教师要敢于打破思维定式,在不断质疑、批判、探究中超越自我,实现课堂教学的创新。在课堂教学中,不能满足于课堂教学经验的积累,而是将哲学、教育学、心理学、逻辑学、美学的研究成果自觉地运用到数学课堂实践中,使得数学课显得更加的丰满与厚重。
1.促进学生“高阶思维”发展。传统课堂教学关注思维所得的产物或结果,只是将这些产物或结果传递给学生,并确保他们能够复制这些产物。“高阶思维”不仅关注学生掌握知识的过程,更关注学生价值观的建立,强调学生积极吸收课堂“营养”。通过引发学生开展反思、批判、创新等思维活动,让数学思维方式、方法在内心深处“扎根”“生长”,成为学生学习数学的自觉力量。从学生已有的知识出发,向知识应用的深度、广度和灵活度扩展,真正做到“为学生的深度理解而教”。
2.提升教师课堂教学品质。由于教师对学生、教材、教学等有较深入的理解和把握,从而使课堂变得更有内涵、张力和后劲,体现了“立足当下,着眼长远”的教学追求。通过深度数学课堂教学,教师的备课方式、教学方式、研究方式等方面都获得提升,从而促进了教师的专业成长。一个具有深度课堂教学理念的教师,自然会拥有高贵的学科气质。一个数学教师如果不知道什么是严谨之美,没有抵达过数学思想的丛林,就不会有对数学理性的深刻体验,那么他的数学课就会显得苍白和肤浅,出现数学本质缺失、数学思维含量偏低,学生学习机械被动的现象就不可避免。可见,教师需要有由表及里、深入浅出、厚积薄发的教学能力。其实,一位优秀的数学教师本身就是数学,他的全身都会散发出浓浓的“数学味”。
三、深度数学课堂的策略
“深度课堂”不是“精英教师课堂”,而是“日常的课堂”,但又超越日常课堂。“深度课堂”需要教师有精深的学科素养和精湛的教学技艺。如何实施有效的教学策略,才能使得“深度课堂”的理念落地生根呢?如何才能使得学生真正进行“深度学习”呢?由于小学数学是“儿童数学”,其内核不仅是知识的习得和技能的训练,而更是数学思想方法的感悟和数学活动经验的积累。深度课堂需要促进学生深度学习,意味着教学时需要理解与批判、联系与构建、迁移与应用,真正地读懂学生、读懂教材、读懂课堂,做到“深入、深究、深刻、深远”,就会真正促进学生的发展。
策略一:研究学生要“深入”,了解课堂教学的真实起点
波利亚曾说:“教师讲什么并不重要,学生想什么比这重要1000倍。”学生走进教室,并不是一张白纸。只有读懂学生,我们的课堂教学才能做到扎实高效。因此,教师要学会站在学生的立场思考问题,只有这样才能真正走进学生的数学学习世界。
(1)尊重儿童的思维。“我听见了,就忘记了;我看见了,就记住了;我做过了,就理解了。”小学生的思维以具体形象思维为主,教学中要重视直观操作,让学生“做数学”。离开了形象思维,抽象思维就像断了线的风筝。在探究的过程中,学生不是在观察模仿教师的演示中得到知识,而是在亲自操作实践中产生知识。在亲自动手实践中,学生们经历了“直观动作思维―具体形象思维―抽象逻辑思维”的过程。由于有直观素材的支撑,才能促进他们观察、实验、猜测、验证及推理概括的能力。
(2)尊重儿童的经验。学生的学习过程应是一个积极主动利用已有的经验进行建构的过程,如果教师能够了解学生已有的日常生活经验、社会生活经验、数学活动经验,让学生借助已有经验研究新知,就会不断获得成功的体验。例如,在学习“年、月、日”时,教师可以不断地追问:关于这一知识,你已经知道了什么?还想知道什么?通过自学,你又知道了什么?还有什么不太明白的地方?这样,可以真正激活儿童的经验,使得每个学生的经验在原有的基础上得到充实、丰富、修正与发展,从而能够帮助学生积累活动经验。
(3)尊重儿童的个性。由于学生之间存在差异,教学要充分考虑学生的个性化的学习需求,不应严格划一,更不要为了一味追求“深度课堂”,脱离学生的认知实际而过分“拔高”。要允许学生用自己的语言和方法叙述数学现象,哪怕认识是不完善的,但毕竟是他们自身的体验。在教学中,我们没有必要追求数学概念表述的“尽善尽美”。例如,“面积”这一概念对于学生来说非常抽象,学生完全可以用画图的方法来表达自己对面积意义的理解,这种“只可意会,不能言传”的表达方式恰是对学生个性的尊重。可见,教学前教师可以通过问卷、访谈的形式了解学生的学习起点,为课堂教学“把脉”。
策略二:钻研教材要“深究”,把握数学学科的核心知识
开车最怕路不熟,教学最怕教材不熟 。教材是教师教学的主要资源,是教与学的重要依据,提高课堂教学效率与效果的支点就是教师对教材的把握。我们要认真研读教材,找寻教材的核心和精髓。小学《数学》教材中的知识点很多,但要弄清其中的核心概念和知识,知道知识的来龙去脉及其在教材中的地位,这样才能把握学科的本质,做到“淡化形式、注重实质”。在教学时,让学生在潜移默化中理解和掌握教材中所蕴含的数学思想方法,使得数学知识能够自然“孕育”。
创建深度数学课堂,如果只是进行针对性的机械训练,是远远不够的。教师要能够恰如其分地把握每一课时的教学坡度和难度,就要对所任教的整套教材体系烂熟于心,熟悉每个知识板块的结构和系统。教师的脑中只有装着一棵“知识树”,才能结出丰硕的学习之果,让学生品尝到快乐。
策略三:课堂内涵要“深刻”,提升数学课堂的思维含金量
有教育智慧的人,会把简单的数学知识教得有厚度,会让学生从概念、性质、公式、法则中看到整个学科的魅力。因此,教师要进行“深度开掘”,既要让学生的课堂学习在横面上得到延展,体现出广阔、开放和丰富;又能在纵向上实现突破,体现出深刻、厚实和优效,从而使得课堂内涵更“深刻”。
(1)要精心设计问题。在课堂教学中设计的问题难易要适当,如果过难过深,会使学生丧失回答问题的信心;如果过易过浅,则不利于学生智力发展。教师不仅要设计好的问题,还要启发学生从数学角度发现问题、提出问题、分析问题和解决问题,引导学生掌握解决问题的一些基本策略和方法,从而不断形成学习力。在教学中,特别要重视“大问题”教学,给学生思维的空间,让其“跳一跳就能摘到桃子”。
(2)要适当进行拓展。在教学中,教师不能“就题论题”,而要适当进行拓展,发挥习题潜在的智力因素,以期达到最佳的课堂效益。因为只有掌握好时机,注意到“变式”和“反例”的运用,才能更好地促进学生对新知的理解。当然,深度数学教学不能等同于“精英教育”,而要让每一个学生都能用适合自己的学习方式来学习,真正做到“上不封顶,下要保底”。要让学生从小亲近数学,就要让他们远离“繁、难、偏、怪”的数学学习,将有思想深度的数学内容变得容易一些,让学生能真正品尝到“好吃又有营养”的数学。
(3)要适时渗透思想。美国数学家斯蒂恩曾说过:“如果一个特定的问题可以转化为一个图形,那么,思想就整体地把握了问题,并且能创造性地思索问题的解法。”我们知道,图示比文字更利于学生看到数,看到运算过程,有利于培养学生的数感。可见,在研究数学问题时,由数思形、见形思数、数形结合考虑问题是一种重要的思想方法。例如,在教学“万以内数的认识”时,可以借助小棒、方块图、竖式计数器、人民币图式来帮助学生理解数的组成。
策略四:教学效果要“深远”,促进学生终身持续发展
荣格曾说:“一切文化最后都沉淀为人格。”可见,数学课堂不仅要传授知识技能,更要重视把学生当作完整的人,为学生一生的发展与幸福奠基。数学是一门严谨的学科,要教会学生做真人,懂得去伪存真;要教会学生遵守规则,从而懂得学会自律和自省。我们要用数学学科自身的魅力去感染和影响学生,使得学生从小就形成健全的人格。因此,我们要“立足小学科,做好大教育”,着眼于学生的长远发展,营造一种“生命在场”的课堂,彰显人的精神力量。
高中数学 教学改革 创新
数学是学生在校期间学习的一门基础学科,担负着提高学生数学素养的重任。数学学科自我监控能力的培养训练是培养学生数学思维能力的关键。随着新课程标准的深入实施,大多数教师都比较重视课堂教学的革新,现在,课堂的教学观念、课堂的教学形式和教学水平都发生了质的变化。但由于长期以来的传统教育的影响,仍有许多与新课程不相符的地方需要我们改进。标准新了,要求高了,教师必须改进教学方法,积极探索适合高中生数学学习的教学方式,时刻保持研究与创新的态度,以渊博的学识、扎实的基础知识和积极的人生态度来影响学生。
1.高中数学教学中存在的问题。数学是一切科学和技术的基础,因而数学的重要作用和地位是不容置疑的。随着现代科学技术的飞速发展,数学与其他科学之间的相互交叉,相互渗透,大量的数学方法在科学研究和各个生产领域被成功应用,这些都显示了数学的巨大作用。高中数学的教学任务就是要通过教学活动让学生掌握数学思想和方法,展示数学在解决实际问题中的适用性和有效性,并能用数学知识分析问题和解决实际问题的能力,使学生初步具备能深入自学数学的能力和应用数学的能力,即数学素质的培养。但现在的高中数学教育中,有许多令人不满意的地方,改革也迫在眉睫,就高中数学教学而言存在以下几个问题。
(1)现代技术的教育手段运用不足。高中数学在强调数学素质教育,创新能力培养的今天,教学手段也应不断更新,各种数学软件包,计算机辅助教学以及数学实验的介人,使得我们的教学手段更具有现代化,效果更好。而这些工具我们很少用到高中数学的教学中,依然是教师在黑板上重复着定理的推导,定理的证明,学生在听的单一教学方式,这样很难减少课时数,很难改变学生被动学习的状态,不能实现师生互动,双向交流。
(2)教学内容的局限。众所周知,现在高中数学课程的内容,大都是新旧交替,内容陈1日,基本上一应试教育为目的的框架,突出的问题为以理论知识和逻辑推导的传授为主,主要寻求问题的解析解,缺乏数值计算,重在许许多多的变换技巧,缺乏现代数学的应用性,信息量少,不能体现现代数学方法,这使得高中数学内容滞后实际需要。同时这种重技巧的训练使得课程内容多,而学时少,师生共同赶进度,于是牺牲应用,多讲理论,深奥的理论使学生学习兴趣不高,严重影响教学质量和学生求知用学的积极性,更不要说对学生进行数学素质教育了,学生的学习是为了应付考试,高中数学的学习进入一种不良循环,很多学生学习厌倦,当用到数学知识时,才感到数学的重要,为时已晚。
2.实施教学改革的探索。在教学中,通过师生交流和相互作用,教师要激发学生学习数学的兴趣,注重不同学生的素质,教授给符合学生要求的数学知识,真正培养学生分析,解决问胚的能力。这些问题是培养创新意识的关键,也是提高学生数学素质关键所在。
(1) 注重抽象定理内容的解释,体现数学思想。证明显没有经验的学生最害怕的事情,而教师对知识的解释则相对受欢迎,因为解释通常被认为不像证明那样形式化。从另外一方面来说,一个好的解释里实际包含了一个形式证明的重要思想,集中精力于解释定理里所包含的数学思想而不是证明,这样并没有削弱对定理内容的理解。我们重复一个被前人已证明过无数次的定理,学生对这个定理的内容并不一定理解,我们真正的目标是理解。、对于高中数学巾抽象内容,要求教师形象解释,使学生理解,通过解释来理解这些内容,而不是把重点放在证明。解释其中包含的数学思想,了解其背后的数学精神,让学生受到数学文化的熏陶,受到智慧的启迪。
(2) 注意精讲,帮助学生理解深度知识。学生的年龄特点,知识经验以及数学自身的特点,决定了一些数学内容需要深度讲解。这些内容包括学生对某-此数学概念未建立之前而自身需要主动建构这个知识框架的数学内容;这些数学内容包含大量的逻辑上没有联系且远离学生实际的事实,一些重要概念或不加证明的公理等。这些内容教师宜作深度讲解,即采取精讲的方法。对于高中数学中的导数概念、连续性、单调性、周期性定义等需要细致深入的精讲,从其产生的知识背景及发展过程,以及数学家如何分析归纳这类现象和问题,而由此提出的新概念、新理论。从中把解决这类问题的过程、思想、力法展示给学生,以此建立相关概念并培养学生创新精神。