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小学数学问题解决策略的实践与研究

来源:国家规划重点课题数据中心 发布时间:2023-03-17 浏览次数:

一、选题的背景和意义

(一)背景

数学作为基础学科的核心地位在当代教育体系中日益凸显,特别是在小学教育阶段,数学学习不仅承担着知识传授的功能,更是培养逻辑思维和创新能力的基石。随着新课程改革的深入推进,数学教育的目标已从单纯的知识掌握转向核心素养的培养,其中问题解决能力被视为数学素养的关键组成部分。然而,当前小学数学教学实践中普遍存在着策略性知识教学缺失的现象,学生在面对数学问题时往往表现出思维定势、方法单一、缺乏系统性思考等典型问题。这种状况不仅制约了学生的数学成绩提升,更阻碍了其批判性思维和创新意识的发展。深入探究小学生数学问题解决策略的培养路径,已成为当前数学教育研究亟待解决的重要课题。

(二)意义

理论层面,本研究将系统构建适合小学生认知特点的数学问题解决策略体系,丰富数学教育理论的内涵,为策略性知识教学提供新的理论视角。通过深入分析问题解决过程中的认知机制和思维特点,可以进一步完善数学学习心理学的理论框架,为相关领域的研究提供理论参考。

实践层面,本研究具有多重价值。首先,对于学生发展而言,通过科学系统的策略训练,能够显著提升其问题解决的效能感,培养元认知能力,使学生在面对复杂问题时具备更强的分析能力和创新意识。其次,对教师专业成长而言,研究成果将为数学教师提供可操作的教学策略和方法指导,帮助教师突破传统教学模式的局限,实现从知识传授者向思维引导者的角色转变。最后,对课程改革而言,本研究将推动小学数学教学从"重结果"向"重过程"的转变,促进教与学方式的深度变革,为落实数学核心素养的培养目标提供实践范例。

教育生态层面,本研究的开展将促进家校教育理念的协同发展。通过问题解决策略的培养,可以引导家长转变单纯关注解题结果的评价倾向,更加重视孩子思维过程的培养,从而营造更加健康的数学学习生态环境。这种转变对于缓解当前普遍存在的数学学习焦虑,培养学生的学习兴趣和自信心具有深远意义。

二、国内外研究现状

(一)国外研究现状

国外关于数学问题解决策略的研究具有较为深厚的理论基础和实证积累。在理论层面,研究者们构建了多种问题解决的框架模型,其中最具代表性的是波利亚提出的"怎样解题表"理论体系。该理论系统阐述了解题过程的四个关键阶段:问题理解阶段、计划制定阶段、执行实施阶段以及反思验证阶段,为后续研究奠定了方法论基础。在认知心理学视角下,部分学者深入探讨了元认知策略在问题解决中的作用机制,强调自我监控和自我调节能力对解题效能的重要影响。从发展心理学角度,研究者们对不同学段学生的策略运用特点进行了纵向追踪,揭示了策略选择的年龄特征和发展规律。在教学应用方面,国外研究注重将策略训练融入日常教学实践,开发了诸如"认知学徒制"、"支架式教学"等培养模式,强调通过情境化的学习体验促进策略的内化与迁移。此外,跨文化比较研究也取得了一定进展,探讨了不同教育背景下学生策略运用的差异性特征。

(二)国内研究现状

国内数学问题解决策略研究呈现出理论与实践并重的发展态势。在理论探索方面,研究者们积极吸收国际先进经验,同时立足本土教育实际,对问题解决的心理机制、认知过程等进行了深入剖析。在实践应用层面,形成了丰富的策略体系,包括但不限于直观化的画图策略、系统化的列表策略、创造性的假设策略等。这些策略紧密结合我国数学课程内容特点,具有较强的可操作性和实用性。教学研究方面,国内学者重点关注策略培养的阶段性、系统性问题,探索了渗透式教学、专题训练等多样化实施路径。评价研究则致力于构建多维度的测评体系,关注策略运用的灵活性、有效性等质量指标。值得注意的是,随着核心素养理念的推行,策略研究逐渐与数学思维培养、学习能力发展等更广阔的教育目标相衔接。

三、研究目标和内容

(一)研究目标

1. 探索适合小学生的数学问题解决策略通过系统研究小学生认知发展特点和数学学习规律,开发符合其年龄特征的问题解决策略体系,重点培养学生分析问题、制定方案、验证结果的能力,全面提升数学问题解决的效率和质量。

2. 优化数学问题解决策略的教学实施深入研究策略教学的课堂组织形式和教学方法,构建"引导-探究-应用"的教学模式,注重培养学生自主探究意识和创新思维,使策略教学真正成为发展学生高阶思维能力的有效途径。

3. 建立科学的策略评价体系从过程性和结果性两个维度出发,设计多层次的评价指标体系,既关注策略运用的正确性,又重视思维过程的合理性,为教学改进提供客观依据,实现"以评促教、以评促学"的良性循环。

(二)研究内容

1. 小学数学问题解决策略的分类研究深入分析课程标准中的问题类型,建立包括算术问题、几何问题、统计问题等在内的分类框架。针对每类问题的特征,研究其特有的解决路径和思维方法,形成系统化的策略知识体系,为教学实践提供理论支撑。

2. 小学数学问题解决策略的教学方法研究探索情境创设、问题驱动、合作探究等教学方法的优化组合。重点研究如何通过有效的课堂提问和活动设计,引导学生经历"理解问题-制定计划-执行计划-反思验证"的完整思维过程,培养其策略应用的自觉性和灵活性。

3. 小学数学问题解决策略的实践应用研究开发系列化的教学案例和活动方案,通过行动研究不断优化实施路径。关注策略教学与常规教学的有机融合,研究课内外相结合的实践模式,探索家校协同培养问题解决能力的有效机制。

4. 小学数学问题解决策略的评价体系研究构建包含基础知识、策略运用、思维品质等多维度的评价框架。设计观察量表、访谈提纲、作品分析等多样化评价工具,建立兼顾标准化和个性化的评价方式,形成促进师生共同发展的评价反馈机制。

四、研究方法

(一)文献研究法

系统梳理国内外数学问题解决策略的理论研究成果,重点分析建构主义理论、元认知理论等相关学术观点在数学教育领域的应用。通过文献计量分析和内容分析法,把握当前研究的重点领域和发展趋势,为本研究构建坚实的理论基础。着重关注策略分类体系、教学实施路径和评价方法等方面的研究进展,提炼可借鉴的研究范式和方法论指导。

(二)行动研究法

采用"计划-行动-观察-反思"的循环研究模式,在真实教学情境中开展策略教学的实践探索。通过课堂观察记录、教学日志分析、教研组研讨等方式,持续跟踪策略教学的实施效果。重点关注教学干预对学生解题思维方式的影响,以及不同教学策略的适用条件和实施要点,形成具有可操作性的教学改进方案。

(三)案例分析法

选取典型教学案例进行深度解析,采用三角验证法综合教师教案、课堂录像、学生作业等多维度资料。通过个案研究和跨案例比较,揭示问题解决策略的形成机制和应用规律。重点关注策略迁移过程中的认知障碍和突破路径,提炼具有普遍指导意义的策略教学原则和方法。

(四)问卷调查法

设计多维度测评工具,从策略意识、策略储备、策略运用等方面评估学生的问题解决能力发展状况。问卷编制注重理论构念的效度检验,采用Likert量表和开放式问题相结合的形式。通过预测试完善问卷结构,确保调查工具的科学性和适用性,为策略教学的效果评估提供客观依据。

五、研究步骤

(一)准备阶段(1-8个月

1. 确定研究课题,组建研究团队。

2. 查阅文献资料,了解研究现状,制定研究方案。

3. 设计调查问卷和教学案例。

(二)实施阶段(9-20个月

1. 开展问卷调查,了解学生的问题解决能力和策略运用情况。

2. 根据调查结果,制定问题解决策略教学方案,并在课堂教学中实施。

3. 运用行动研究法,不断调整和改进教学策略,进行教学实践。

4. 选取典型案例进行分析,总结问题解决策略的应用经验。

(三)总结阶段(21-29个月

1. 对研究数据和资料进行整理和分析,撰写研究报告。

2. 构建小学数学问题解决策略的评价体系。

3. 对研究成果进行推广和应用。

六、预期成果

(一)研究报告

撰写《小学数学问题解决策略的实践与研究》研究报告,总结研究过程和成果,提出具有针对性的教学建议。

(二)教学案例集

收集和整理教学案例,形成《小学数学问题解决策略教学案例集》,为教师的教学提供参考。

(三)评价体系

建立小学数学问题解决策略的评价体系,包括评价指标和评价方法,为教学评价提供科学依据。

七、研究的可行性分析

(一)理论基础

本课题的研究有丰富的理论支持,如认知心理学、数学教育学等领域的相关理论,为课题研究提供了坚实的理论基础。

(二)实践经验

研究团队成员均为一线小学数学教师,具有丰富的教学实践经验,能够将理论研究与教学实践相结合,保证课题研究的顺利进行。

(三)资源保障

学校为课题研究提供了必要的资源支持,如图书馆、网络资源等,便于研究人员查阅文献资料。同时,学校也为教学实践提供了良好的教学环境和设备。

、结语

本课题旨在通过实践与研究,探索适合小学生的数学问题解决策略,提高学生解决数学问题的能力,促进小学数学教学的改革与发展。研究团队将以严谨的态度和科学的方法开展研究工作,努力取得预期的研究成果,为小学数学教育事业做出贡献。