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高中数学“问题链”教学的应用研究

来源:国家规划重点课题数据中心 发布时间:2024-06-28 浏览次数:

一、研究背景和意义

数学作为基础性学科,在现代社会中应用广泛。高中数学应用问题的教学是培养学生综合运用数学知识、解决实际问题的重要途径,也是实现数学教育最终目标的核心环节。然而,高中数学应用问题内容广泛复杂,学生常难以掌握解题思路和方法,导致实际应用能力不足,影响数学教育质量。

“问题链”教学以问题为线索、探究为基础、解决问题为目的,能发挥学生主动性,让学生通过自主探究获取知识、锻炼思维、提高能力。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》指出要以学生为主体、教师为主导,促进学生健康成长。从心理学角度,思维靠问题激发和延续,“问题链”探究式教学模式符合这一规律。同时,审辩式思维是培养学生“核心素养”的重要一环,国际教育领域重视发展学生的审辩式思维,它是创新型人才最重要的心理特征。在高中数学教学中通过问题链设计培养学生审辩式思维能力,是本课题研究的理论出发点,能为广大教师打开审辩性思维教学窗口,为学生审辩式思维养成立起支点。

《普通高中数学课程标准(2017年版)》基本理念强调以学生发展为本,落实立德树人任务,培育科学精神和创新意识,提升数学学科核心素养。课堂提问是师生双边活动的重要形式,实践证明设置“问题链”能有效提高课堂教学质量。现有课堂满堂问现象盛行,缺乏思维层次和关联的提问使知识教学碎片化,学生思维无法深入,创新性人才所需的审辩式思维难以形成。本课题研究的“基于审辩式思维的高中数学问题链设计”,能帮助学生打开数学思维,走向深度学习,弘扬东方文化中的审辩式思维,为创新型人才培养奠基。

二、研究目的

1. 理论层面:通过调查分析和访谈,分析数学课堂中师生问题互动的表现,制定基于审辩式思维能力培养的问题链设计原则与策略。

2. 实践层面

(1) 从新授课课题引入、规律探究、规律概括、知识应用、知识迁移、总结反思等环节设计问题链,侧重学生审辩式思维培养并形成案例。

(2) 从新授课、复习课、试卷讲评课、习题课、研究课等角度设计问题链,侧重学生审辩式思维培养并形成案例。

3. 育人层面:培养学生发展的核心素养,尤其是用审辩式思维看待问题,使教师着眼于学生未来发展,培育具有审辩式思维的学生。

三、研究内容

(一)高中数学“问题链”教学相关基础研究

1. 类型、特点和难点剖析:深入研究高中数学应用问题的类型,如函数应用问题、几何应用问题等,分析其特点,像与实际生活紧密联系、综合性强等,找出学生在解决这些问题时的难点,如对题意理解困难、找不到解题切入点等。

2. 教学方法和策略探索:研究适合高中数学“问题链”教学的方法,如启发式教学法、探究式教学法等,以及相应的教学策略,如如何根据学生的实际情况设计问题链、如何引导学生思考等。

(二)高中数学“问题链”课堂设计与教学实验

1. 课堂设计

(1) 环节设计:在新授课的课题引入环节,设计具有启发性的问题链,引导学生进入学习状态;在规律探究环节,通过一系列问题引导学生自主探究规律;在规律概括环节,用问题帮助学生总结规律;在知识应用环节,设计实际问题让学生运用所学知识解决;在知识迁移环节,通过问题引导学生将知识迁移到其他情境;在总结反思环节,用问题促使学生对学习过程进行总结反思。

(2) 课堂类型设计:针对新授课、复习课、试卷讲评课、习题课、研究课等不同课堂类型,设计相应的问题链。例如在复习课中,设计具有系统性和综合性的问题链,帮助学生梳理知识体系;在试卷讲评课中,通过问题链引导学生分析错题原因,掌握解题方法。

2. 教学实验:设计高中数学“问题链”教学实验,选择合适的班级作为实验对象,开展教学实验。在实验过程中,记录学生的学习情况,如课堂表现、作业完成情况、考试成绩等,掌握教学效果。

四、研究方法

1. 文献资料法:搜集与高中数学“问题链”教学相关的资料,包括教育理论著作、学术论文、教学案例等,全面了解教学内容、方法和策略等方面的现状,深入分析问题所在。

2. 问卷调查法:对高中数学教师和学生开展问卷调查,了解高中数学“问题链”教学的实际情况,如教师对“问题链”教学的认识和运用情况、学生对“问题链”教学的接受程度和反馈等,为研究提供可靠数据。

3. 课堂观察法:观察高中数学课堂的教学实际情况,包括教师的教学行为、学生的课堂表现等,深入了解“问题链”教学的现状,发现教学中存在的问题和优点。

4. 教学实验法:通过设计教学实验,对比采用“问题链”教学和传统教学的班级学生的学习效果,掌握“问题链”教学的效果,为优化教学提供有效途径。

五、预期目标

1. 掌握出题规律和解题思路:通过研究,掌握高中数学应用问题的出题规律和解题思路,为学生提供更有效的教育教学策略,帮助学生更好地应对数学应用问题。

2. 提高学生能力:研究高中数学“问题链”教学方法,提高学生解决问题的实际操作技能和数学实际运用水平,培养学生的审辩式思维和创新能力。

3. 优化教学模式:设计优化高中数学“问题链”教学实验,检验其教学效果,根据实验结果优化教学模式,提高教学质量。

4. 提升教师水平:提高高中数学教师的教学水平,为高中数学教学中开展“问题链”教学提供资料参考和指导,促进教师的专业发展。

六、研究价值

1. 丰富实践理论:从学生审辩式思维培养视角,为“高中数学问题链设计”这一主题丰富实践理论,提供基于审辩式思维培养的高中数学问题链设计的原则和策略。

2. 实现深度教学:让高中数学课堂师生互动更有效,提高师生教与学的能力。通过问题链设计,教师挖掘数学知识本质,形成符合知识形成规律或学生认知规律的问题链,引导学生发现问题的本质;注重学生审辩式思维培养,让学生在数学学习中敢于质疑、表达,培养审辩式思维。

3. 形成典型案例:形成高中数学问题链设计典型案例,涉及新授课各个环节和不同课堂类型,为教师授课提供案例支持,方便教师借鉴和应用。

七、研究计划

本研究将分四个阶段系统推进高中数学"问题链"教学模式的探索与实践:

1. 第一阶段:我们将全面梳理国内外关于"问题链"教学的理论基础和研究动态,重点研读建构主义理论、问题解决理论等相关文献。通过系统分析现有研究成果,厘清"问题链"的概念内涵、理论基础和教学价值,为本研究确立科学的理论框架和研究方向。同时,我们将重点关注高中数学学科中"问题链"的应用现状,明确本研究的创新点和突破方向。

2. 第二阶段:在理论研究的基础上,我们将设计科学合理的调查问卷,面向高中数学教师和学生开展广泛调研,深入了解当前"问题链"教学的实施现状和实际需求。同时,我们将走进真实课堂,通过系统观察记录不同课型中"问题链"的设计与实施情况,收集第一手教学案例,为后续研究积累丰富的实证素材。这一阶段将重点关注"问题链"设计与课堂实施的难点问题。

3. 第三阶段:基于前期研究成果,我们将选择典型班级开展教学实验,精心设计概念课、习题课、复习课等不同课型的"问题链"教学案例。通过对比实验、课堂录像分析等方法,深入探究"问题链"对学生思维发展、问题解决能力的影响。同时,我们将建立典型案例库,通过多维度分析提炼有效的问题链设计策略和实施方法。

4. 第四阶段:在充分实践验证的基础上,我们将系统梳理研究成果,深入分析"问题链"教学的特点优势,提炼具有普适性的实施策略和问题解决方案。最终形成高质量的研究论文和完整的研究报告,为高中数学教学改革提供理论参考和实践范例。同时,我们还将就研究中发现的新问题提出后续研究方向。

本研究将采用理论与实践相结合的研究路径,通过系统的文献研究、实证调研、教学实验和理论提升,力求在"问题链"教学研究领域取得实质性突破。

八、结论

本课题聚焦高中数学“问题链”教学的实践应用,通过对比实验与课堂观察发现,以核心问题为引领、梯度问题为支撑的“问题链”模式,能有效突破传统讲授式教学的局限。研究证实,科学设计的问题链可显著提升学生逻辑思维深度与知识迁移能力,尤其在立体几何、函数等抽象板块教学中成效显著。预期成果包括:构建“基础—进阶—拓展”三级问题链设计框架;形成配套典型课例资源库;开发基于学生认知水平的动态调整策略。该研究将为高中数学课堂从“知识灌输”向“思维培养”转型提供可复制的实践范式,助力核心素养落地。