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深度学习视域下的小学数学课题研究

来源:国家规划重点课题数据中心 发布时间:2024-06-13 浏览次数:

一、课题背景与意义

(一)背景

随着新课程改革的深入推进,小学数学教育面临诸多挑战与机遇。传统教学方式侧重知识灌输与机械训练,忽视学生数学思维和问题解决能力的培养。而深度学习作为机器学习研究的新领域,动机在于建立、模拟人脑分析学习的神经网络,模仿人脑机制解释数据,具有多层非线性映射的深层结构,可完成复杂函数逼近,理论上能获取分布式表示,通过逐层学习算法获取输入数据的主要驱动变量,还能避免过拟合情况。将深度学习理念引入小学数学教学,有助于改变传统教学弊端,符合现代教育发展方向。

(二)意义

1. 深化课程改革的需要:《课改纲要》对教学目标不断提出新要求,从最初目标到如今更注重学生综合能力培养。深度学习视域下的小学数学课题研究,能更好地落实课改要求,推动小学数学课程向培养学生核心素养方向发展。

2. 丰富学习理论的需要:目前国内对学生深度学习研究较少,虽有部分成果,但缺乏深入系统研究。小学生数学深度学习研究旨在现代教育理论指导下,探索基本策略,丰富现代小学生深度学习理论。

3. 完善教学实践的需要:国内小学课堂教学实践虽展开大量实验,但缺少统筹规划、卓有成效的系列教学实践案例。通过本研究,能在实践层面形成比较系统的实践操作模型,包括确定单元学习主题、深度学习目标、设计深度学习活动和持续性评价等。

二、课题研究目标

1. 建立良好课堂文化:通过建立真诚倾听关系,确立尊重每个儿童和诚实面对每个儿童的教学范式。增强学生学习兴趣和信心,形成积极内在学习动机,让小学生体验学习成功的快乐。

2. 促进学生深度学习:选择适宜学习内容,采用适切学习方式,使小学生经历全身心积极参与、获得发展的有意义学习过程。在这个过程中,让学生掌握学科核心知识,理解学习过程,把握学科核心思想与方法,形成健康向上的情感、态度与价值观,成为既具独立性、批判性、创造性又有合作精神、基础扎实的优秀学习者。

3. 变革课堂教学范式:教师深入理解小学数学学科课程深度,结合课堂教学范式变革,探索更有效的教学策略和方法,提高教学质量。

三、课题研究内容

(一)分析当前小学数学教学现状

通过文献研究、观察、访谈等方式,全面了解当前小学数学教学中存在的问题和不足,特别是对学生深度学习和问题解决能力培养方面的欠缺。例如,传统教学中可能存在教学方法单一、教学内容与生活实际脱节等问题,导致学生学习积极性不高,无法有效运用数学知识解决实际问题。

(二)探索适合小学生的深度学习教学方式和方法

结合小学生认知特点和发展规律,研究情境教学、游戏化教学、项目式学习等教学方式在小学数学教学中的应用。例如,设计有趣的数学情境,让学生在情境中发现问题、解决问题,提高学习兴趣和参与度;通过数学游戏,如数字拼图、数学接力赛等,增强学生对数学知识的理解和运用能力。

(三)研究如何通过数学活动和实践操作培养数学思维和问题解决能力

设计多样化的数学活动和实践操作项目,如数学建模、数学实验等,让学生在活动中体验数学知识的形成过程,培养数学思维和问题解决能力。例如,组织学生进行测量校园面积的实践活动,让学生运用所学的长度、面积等知识,通过实际测量和计算,解决实际问题。

(四)探究如何将数学知识与实际生活相联系

研究教学内容与实际生活的结合点,将数学知识融入生活场景中,提高数学的应用性和实用性。例如,在教授小数乘法时,可以结合购物场景,让学生计算商品的总价;在教授统计知识时,可以让学生统计班级同学的身高、体重等信息,并进行分析。

四、研究方法与步骤

(一)研究方法

1. 文献研究法:查阅国内外相关文献,了解深度学习和小学数学教学的最新理论和实践成果,为课题研究提供理论支持。

2. 调查研究法:通过问卷调查、访谈等方式,了解当前小学数学教学的现状和学生的数学学习情况,为研究提供实证依据。

3. 行动研究法:在实际教学中实施创新教学方式和方法,观察并记录学生的反应和变化,及时调整研究策略。

4. 案例分析法:选取典型教学案例进行深入分析,总结成功经验和存在的问题,为推广和应用研究成果提供参考。

(二)研究步骤

1. 准备阶段(第1—3个月)

(1) 成立课题研究小组,明确分工。

(2) 开展文献研究,收集相关资料,了解国内外研究现状。

(3) 设计调查问卷和访谈提纲,进行调查准备工作。

2. 调查阶段(第46个月)

(1) 实施问卷调查和访谈,收集当前小学数学教学现状和学生数学学习情况的数据。

(2) 对调查数据进行整理和分析,找出存在的问题和不足。

3. 实践阶段(第7—13个月)

(1) 根据调查结果,设计并实施创新教学方式和方法,如情境教学、游戏化教学等。

(2) 开展数学活动和实践操作项目,培养学生的数学思维和问题解决能力。

(3) 定期进行教学研讨和交流,总结经验,发现问题,及时调整教学策略。

4. 总结阶段(第14—16个月)

(1) 对研究过程和结果进行全面总结和分析,撰写研究报告。

(2) 组织课题研究成果展示和交流活动,推广研究成果。

(3) 整理研究资料,申请课题结题。

五、预期成果与贡献

(一)预期成果

1. 形成一套适合小学生的深度学习数学教学方式和方法:包括教学设计、教学案例、教学资源等,为教师提供可操作的教学指导。

2. 提高学生的数学学习兴趣和数学素养:通过深度学习,让学生更加主动地参与数学学习,提高数学成绩和数学思维能力。

3. 培养学生的数学思维和问题解决能力:使学生在面对实际问题时,能够运用所学数学知识进行分析和解决,提高学生的综合素质。

4. 发表相关研究论文:总结课题研究成果,撰写并发表高质量的研究论文,提升课题的影响力。

(二)贡献

1. 为小学数学教学改革提供有益参考和借鉴:本研究成果可以为其他小学数学教师提供新的教学思路和方法,推动小学数学教学的改革和发展。

2. 丰富深度学习在小学教育领域的研究:目前深度学习在小学教育领域的研究相对较少,本研究可以填补这一空白,为后续研究提供基础和参考。

3. 促进学生的全面发展:通过提高学生的数学学习兴趣和素养,培养学生的数学思维和问题解决能力,为学生的未来发展奠定坚实的基础。

六、研究团队与分工

(一)研究团队

本课题研究团队由小学数学教师、教育专家和研究生组成。小学数学教师具有丰富的教学经验,能够深入了解教学实际和学生需求;教育专家可以提供理论指导和实践建议,确保研究的科学性和有效性;研究生具有较强的研究能力和数据分析能力,能够协助开展文献研究和调查研究工作。

(二)具体分工

1. 小学数学教师:负责设计和实施创新教学方式和方法,收集研究数据,如学生的课堂表现、作业完成情况、考试成绩等。同时,参与教学研讨和交流活动,分享教学经验和问题。

2. 教育专家:负责指导研究过程,提供理论支持和实践建议。定期参与课题研究小组的会议,对研究方案和实施过程进行评估和指导,确保研究方向的正确性。

3. 研究生:负责文献研究和调查研究,协助整理和分析研究数据。收集国内外相关文献,进行系统分析和总结;设计调查问卷和访谈提纲,协助开展调查工作,并对调查数据进行统计和分析。

七、风险评估与对策

(一)可能面临的风险

1. 学生参与度不高:由于小学生年龄较小,注意力容易分散,可能对新的教学方式和方法不感兴趣,导致参与度不高。

2. 研究数据收集不全:在调查研究和教学实践中,可能由于各种原因,如学生不配合、教师记录不及时等,导致研究数据收集不全,影响研究结果的准确性。

3. 研究时间不足:课题研究时间有限,可能在实践阶段无法充分实施创新教学方式和方法,导致研究效果不理想。

4. 研究成果推广困难:研究成果可能受到学校条件、教师素质等因素的限制,难以在其他学校进行推广和应用。

(二)对策

1. 提高学生参与度:设计丰富多样的教学方式和活动,如数学游戏、竞赛等,激发学生的学习兴趣和积极性。同时,加强与学生的沟通和交流,了解学生的需求和想法,及时调整教学策略。

2. 确保研究数据收集完整:制定详细的数据收集和管理方案,明确数据收集的内容、方法和时间节点。加强对教师的培训,提高教师数据收集的意识和能力。同时,建立数据审核机制,确保数据的准确性和完整性。

3. 合理安排研究时间:制定详细的研究计划,合理安排各个阶段的时间。在实践阶段,充分利用课堂时间和课外时间,确保创新教学方式和方法能够得到充分实施。同时,根据实际情况,及时调整研究计划,确保研究任务能够按时完成。

4. 加强研究成果推广:在研究过程中,注重研究成果的实用性和可操作性。通过举办研讨会、培训活动等方式,向其他学校介绍研究成果和应用方法。同时,建立研究成果推广平台,与其他学校分享研究经验和资源,促进研究成果的广泛应用。

八、结论与展望

本课题旨在探索深度学习视域下的小学数学教学方式和方法,以提高学生的数学学习兴趣和数学素养,培养他们的数学思维和问题解决能力。通过本课题的研究,我们期望能够为小学数学教育的改革和发展提供有益的参考和借鉴。同时,我们也期待在未来的研究中,能够进一步拓展和深化本课题的研究内容和方法,加强与其他学科的交叉融合,探索更加有效的深度学习教学模式,为小学数学教育的发展做出更大的贡献。此外,我们还将关注研究成果的实际应用效果,不断改进和完善研究成果,使其更好地服务于小学数学教学实践。