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以数学实验为载体发展儿童数学素养的实践研究
作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:476    更新时间:2017/2/13           ★★★

一、课题的核心概念及其界定

1.数学实验

它是为促进数学理性思维,验证数学猜想,归纳数学规律,解决数学问题,通过一定的方法,借助一定的设备,运用一定的手段,在数学思维活动的参与下和典型的实验环境中进行的一种数学建构过程和数学探索活动。

2.数学素养

是指一个人是否会从数学的角度思考问题是一种综合素质,它主要表现在观念、能力、语言、思维、心理等方面,其中包含数学意识、解决问题、数学推理、信息交流、数学心理素质五个部分。

3.儿童数学素养

儿童数学素养是儿童众多素养中最基本、最重要、最关键、起决定性作用的素养。主要指儿童对数学学习的情感、数学的思维方式、数学的关键能力、数学的精神四个维度。

4.以数学实验为载体发展儿童数学素养的实践研究

数学教学中应重视“数学实验”并有效构建以“数学实验”为载体的数学教学的模式。在课堂教学中,努力让儿童从自己已有的生活经验及“数学经验”出发,通过动手操作、自主实践从而获得新的数学经验,逐步建构并完善数学的认知结构,培养儿童的创造能力,促进儿童良好数学品质的形成,从而提升儿童的数学素养。

二、国内外同一研究领域现状与研究的价值

1.国内外同一研究领域现状

国外研究

美国的中学里有专门的数学实验室,英国的中学教材中有许多数学实验材料。美国2000年《学校数学的原则和标准》中,要求教师在课堂教学中有责任产生良好的智力环境,促进学生进行认真的数学思考。教师应该选择和使用合适的课程材料,恰当的工具,先进的教学技术,以便支持学生的数学学习,组织适当的实验,让学生在实验与操作的过程中理解数学。

国内研究

随着课程改革的深入实施,数学实验在我国也引起了广大教学研究者和教师的积极关注,并在一些学校得以探索性的实施。高等学校广泛的开设了数学实验课程,多个版本的数学实验教程已出版,一些大学还建立了数学实验室。张景中院士和王鹏远先生编著的《少年数学实验》,以“超级画板”数学教学软件为依托,提供了大量有价值的数学实验案例。董林伟老师领衔的课题《动手“做”数学——“数学实验”的设计与开发研究》,对数学实验的设计、数学实验的教学、数学实验概念的界定进行了深入的研究,董老师和杨裕前老师合作主编的苏科版初中数学教材中,还创设了引导学生进行数学实验的栏目,让学生在实验的过程中理解数学,掌握数学研究的规律,培养理性思考问题的习惯。

数学实验在高等教育和中学教育中已经得到了一定程度的重视,并且也有了理论研究与教学实践的进展。所有这些同类课题的研究成果,既增强了我们开展好课题研究的信心,也为课题实施提供了很多宝贵的经验和资料。

纵观各地数学实验教学和研究,近几年活动增多,质量明显提高,取得了一定的初步研究成果,也有一些相关的研究论文及其研究报告。但已审视的态度与研究的心理,不难发现小学教学中,数学实验的研究并不很多,少部分小学在数学实验这方面正在进行一些初步的尝试与探索,以数学实验为载体的数学教学有利于提升儿童的数学素养,有利于提高教育教学质量,在小学数学教学中开展数学实验有很大的价值,非常值得探索研究。

2.研究价值

《基础教育课程改革纲要》强调:“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力”。

在长期的教学实践中,我们深知:课堂从“教师中心”转到了“儿童立场”。 儿童数学学习与具体数学实验操作活动是密不可分的。

(1)以数学实验为载体的小学数学教学,可以激发儿童数学学习的兴趣与数学探究的欲望,培养儿童自主实践能力与创新意识。

(2)以数学实验为载体的小学数学教学,可以提升儿童动手“做”数学的能力,帮助儿童积累数学的基本活动经验,发展儿童的数学素养。

(3)以数学实验为载体的小学数学教学,可以改变教与学的方式,促进学校教学模式的创新与变革。

(4)以数学实验为载体的小学数学教学,可以增强教师的专业研修意识,促进教师的专业成长。

研究的目标、内容(或子课题设计)与重点

1.研究目标 

通过本课题的研究,初步探索出以数学实验为载体的小学数学教学的模式,有效促进儿童的数学素养的提升,推动教师的专业发展,提升学校数学教育教学质量和整体办学水平。

1)通过研究,初步探索出适合数学实验教学的相关内容;

2)通过研究,构建以数学实验为载体的小学数学教学的模式;

3)通过研究,形成小学数学实验教学的基本原则及一般方法;

4)通过研究,积累一些有效的典型课例;制作一些实用的教学具;编制简单的小学数学实验手册。

2.子课题设计

1)当前儿童数学素养发展现状的研究;

2)当前小学数学实验教学现状的研究;

3)数学实验对儿童数学素养发展作用的研究;

4)小学数学实验有效开发与设计的研究;

5)小学数学实验操作实施策略的研究;

3.研究重点

1)小学数学实验教学内容合理开发的研究;

2)数学实验对促进儿童数学素养中思维品质提升的研究。

研究的思路、过程与方法

 1.研究思路

 首先,建立研究分析的概念框架,将研究分为“理论文献梳理”、“素养现状调研”、“实验内容开发设计”、“课堂教学实践”、“实验成果比照”等几个纬度,并阐明这种纬度区分的合理性。

其次,采取“理论分析”与“实践调查”相结合的思维路径。具体来说就是对“数学实验”的已有研究进行理论分析并构建新的理论分析框架;同时对一线数学实验教学实践进行调查研究。在理论研究与实践调查的基础上,全面把握现状,形成调研报告并提出有针对性的对策建议。

再次,对儿童经历数学实验教学前后的素养发展进行观测、比较研究,揭示开展数学实验的研究对学生数学素养提升具有一定的促进作用。

最后,根据研究结论对数学教学中实施数学实验提出建议,对小学数学教师教学提出新的实施建议,以更好推动课程改革,促进教育教学质量的提升。

2.研究过程

准备阶段2016年8月--2017年2月)

1)初步进行课题设计,撰写课题研究方案,做好申报、立项及论证工作;

2)组建课题组,落实课题研究网络;

3)通过问卷调查以及课堂教学调研等形式,对当前数学实验在小学数学课堂上的应用情况及其它制约因素情况作详细前测,积累相关信息,撰写调研报告;

4)召开论证会,对课题实施方案进行评审和修订;

5)邀请专家对参与课题研究的教师进行辅导,增强对本课题研究意义的认识,进一步明确研究的目的,掌握相关研究方法。

 实施阶段2017年3月--2019年1月)

1)邀请有关教育专家、学者作课题研究指导,提高全体教师研究的有效性,扩大课题研究的影响;

2)继续学习理论、问卷调查、应用研究,探索数学实验对儿童素养提升的具体影响和策略;

3)分学段分年级分内容设计切实可行的数学实验操作,在课堂教学中加以实践并总结;

4)定期组织课题课例观摩、交流、汇报活动,课题组成员向课题组提交案例、论文、教学设计;

5)开展课题研究“行知论坛”主题沙龙活动,探讨在实验中取得的成效及存在的问题、改进的措施;

 6)收集、分析数据,总结阶段性研究成果。

 中期论证2018年1月--2018年3月)

1)邀请省市县教研室领导、专家来校讲座、指导,对课题进一步进行论证;

2)进行阶段反思总结;

3)调整实验方案,进行第二轮实验研究;

4)举行课题研究经验交流会,小结实验成绩,明确实验第二阶段目标任务;

5)撰写中期报告,并有一系列论文发表及获奖。

 结题鉴定 2019年1月--2019年4月)

1)课题组成员上研究课,向课题组提交自己撰写的论文、案例、经验总结;

2)编撰优秀论文集和优秀案例集,编印小学数学实验手册,撰写研究报告;

3)健全资料台账,展示研究成果;

4)进行研究结论的最终论证,组织专家鉴定;

5)做好课题研究成果的宣传推广工作。

 3.研究方法

文献资料研究法。通过对国内外有关数学实验文献资料的收集整理、学习与研究,使课题研究的内涵和外延更丰富,更明确,更科学。通过对先进理论和实践的借鉴,进一步提高我校本课题研究的价值,争取在前人研究基础上有提高和突破。

案例研究法。重点通过小学数学实验教学的案例,剖析数学实验设计与实施的相关问题,同时也通过课堂教学案例检验实验的相关假设,并为实验成果的推广作准备。

实践行动研究。课题的研究将遵照计划——采取行动——交流反思——再行动的方法螺旋上升式进行研究。采用课堂观察、记录、分析以及对话交流、深度访谈等技术手段,根据不同的研究对象、研究内容选择最合适的方式、方法展开研究。

经验总结法。在教学实践和研究的基础上,根椐课题研究重点,及时积累素材,探索有效措施,总结得失,扬利弃弊。不断归纳整理优良的教学案例,总结数学实验教学的成功范例,努力追求课堂效益的最优化。

五、主要观点与可能的创新之处

1.主要观点

数学实验应该也是儿童数学学习的重要组成部分。其遵循2011版课标理念,符合儿童的年龄特点和认知规律,有利于促进儿童素养的提升和儿童个性化发展。

(1)以数学实验为载体的教学,必然会让全体数学教育人站在核心素养的高度对数学教学改革进行全新的探索与努力,可能引领一种全新的数学教育新范式;

(2)以数学实验为载体的教学,必定激发儿童探究欲望及学习兴趣,必定会影响儿童学习方式的变革。

(3)以数学实验为载体的教学,必然将更好地推进小学数学教学中“动手做数学”的理念,能促进儿童良好的思维品质,提升儿童的数学素养;

(4)以数学实验为载体的教学,必定促进教师教学观念的革新,更能促进教师专业的发展和提升。

 2.可能的创新之处

1)深化对数学实验的教学意义的认识,改进教师的数学教学观念,进一步推进课程改革本质;

2)解析小学数学实验的内容与类型特点,并在此基础上探索针对性的实验操作实施策略;

3)探索并制作小学数学实验操作过程中的教学具,为学生开展数学实验提供物质保障。

预期研究成果

 

成果名称

成果形式

完成时间

阶段成果(限5项)

数学实验在当前小学教学中的调查与分析

调查报告

2017.2

小学数学实验教学研讨课(不少于10节)、示范课(不少于8节)

教案集

2018.2

小学数学实验教学主题沙龙研讨(不少于6次)

教研沙龙

 2017.12

小学数学实验的内容设计与实施策略相关论文

论文

2018.1

课题研究中期报告

报告

2018.2

最终成果(限3项)

小学数学实验的设计开发与实施策略

校本教材

 2018.12

优秀教学论文(发表不少于6篇,核心至少2篇)

论文集

2019.2

课题研究报告、成果报告各一份

成果报告

2019.3

七、完成研究任务的可行性分析

1.主要参加者的学术背景和研究经验

近年来,我县小学数学学科进行了多项省市县课题研究,其中已经结题的省级6项,市级8项,县级19项,课题研究培养了一大批教科研骨干。本次遴选的课题组成员责任心强,爱岗敬业,不仅有学校管理人员和一线骨干教师,更有资深小学数学教育的教育专家。其中,盐城市学科带头人3人,市教学能手3人,县带头人2人,市教坛新秀1人。中学高级教师3人,小学级教师6人,本科学历达100%,都曾担任过或正在担任省市县课题研究工作。此外,本课题组将定期邀请有关专家莅临指导;定期组织教师参加各级各类培训,外出参观学习,以提高教师科研能力和水平。

 蒋磊:中学高级教师,为实验学校北校区教科室主任,盐城市教学能手。曾主持过省市县教育教学课题研究;曾获盐城市优质课竞赛一等奖。

孙开飞:中学高级教师,盐城市教学能手。曾主持过省市县教育教学课题研究;有《关注数学本质,组织有效操作活动》、《让学生在体验中学习》等近40篇论文发表在《教学与管理》、《教育实践与研究》(A)、《小学教学设计》等杂志。曾主持过若干市县品牌教研活动。

 季仕健:盐城市教坛新秀,为实验学校西校区教科室副主任。江苏省2016优质课一等奖,有《借操作 明算理 构算法》等10多篇论文发表在《小学教学设计》、《小学教学参考》等杂志。

2.研究基础

 围绕本课题假定预设,课题组成员做了大量的文献工作,查阅了大量的报刊杂志等文献资料;对小学数学课堂中数学实验教学的现状及对学生的素养的提升的影响做了初步的调查、测试,收集了相关数据;对课题研究进行了可行性的论证,初步规划了本课题的研究思路,制定了具体的研究方案,健全了相应的研究制度。

主要参考文献

(1)孙朝仁,兴趣的觉醒:数学实验教学的应然状态 [J] 中学数学2014,(12)

(2)孙朝仁,“数学实验”研究综述 ,教师教育研究 [J]2011( 4)

(3)周建良,重视数学实验  培养探究能力 [J] 中国数学教育报,2009,(06)。

(4)徐连弟,合理运用“几何画板”开展数学实验教学 [J] 中学数学教学参考,2009,(06)

(5)郑元进,谈初中数学实验[ J] 中学数学教学参考,2009,(06)

(6)李树臣,论数学实验的教学价值  [J] 中学数学(湖北),2009,(11)

(7)曲长虹,新课程数学课堂实验教学策略的运用 [J] 数学通讯,2008(07)

(8)许海珍,在中学数学教学中开展数学实验的实践 [D] 华中师范大学,2008

(9)张峰, 以《几何画板》为载体,开展数学实验教学 [J]  信息技术教育,2007,(06)

(10)李斌,数学实验教学的基本设计及其应用[J]辽宁教育,2007(04)

3. 保障条件

课题研究实验小学身为省级实验小学,学校硬件设施、科研条件、资料设备、研究机制等均走在全省前列。多年来,一直将科研兴校、科研兴师、科研兴教作为学校发展的重要战略,科研水平和科研能力在省内外具有一定的影响。

1组织保障

学校成立课题研究核心小组,组建课题网络化管理团队,做到认识统一、责任明确、目标一致、团结协作。

2制度保障

制订课题研究网络化管理条例,规范学习、研究制度(小组每两星期进行一次课题研究、讨论,一般安排在双周星期四放晚学后,同时每周进行一次课堂研讨,一般安排在双周星期四上午第二节课。)使课题研究规范化、制度化、网络化,运用激励机制,鼓励教师参与课题研究。

3技术保障

聘请专家担任本课题顾问,指导课题研究工作。特别是提高研究人员整体素质,参加各级有关培训,组织外出参观学习。定期召开课题组成员会议,讨论交流研究情况,部署课题研究工作,巩固发展和推广研究成果。

4经费保障

建湖县教育局教研室、建湖县实验小学十分重视该课题的研究,设立专项课题研究经费,每学期至少投入8000元作为研究经费,优先派送课题组成员参观、培训、学习,对有优异表现的科研人员给予相应的奖励。

 

 

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