王麗霞
摘 要:運(yùn)算素養(yǎng)是初中數(shù)學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容,貫穿初中數(shù)學(xué)教學(xué)的始終。通過對(duì)近幾年中考數(shù)學(xué)試卷的統(tǒng)計(jì)分析,文章作者發(fā)現(xiàn)初中生的運(yùn)算能力培養(yǎng)現(xiàn)狀并不樂觀,學(xué)生在運(yùn)算方面存在較為嚴(yán)重的問題,直接影響了初中數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量,影響了學(xué)生繼續(xù)高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí),具體表現(xiàn)在計(jì)算的正確率不高、速度慢等,這引起了教師的極大關(guān)注和困惑。因此,進(jìn)行初中階段數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)培育實(shí)踐研究是很有必要的。文章作者通過文獻(xiàn)研究法、調(diào)查分析法、課例研究法、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法等,建立理論支撐,了解了學(xué)生運(yùn)算能力現(xiàn)狀,得到了提高學(xué)生運(yùn)算素養(yǎng)的有效策略和方法,并將其進(jìn)行推廣輻射,帶動(dòng)了整個(gè)地區(qū)初中生數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)的提升,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,提高了學(xué)生的數(shù)學(xué)成績(jī),促進(jìn)了數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)在課堂中的有效落實(shí),同時(shí)提高了教師的教科研水平,發(fā)展了教師的專業(yè)素養(yǎng)。
關(guān)鍵詞:初中數(shù)學(xué);運(yùn)算素養(yǎng)培育;實(shí)踐研究
課題項(xiàng)目:內(nèi)蒙古自治區(qū)教學(xué)研究室教學(xué)專項(xiàng)課題(NMKT1350870)。
無(wú)論數(shù)學(xué)概念的形成、數(shù)學(xué)結(jié)論的獲得,還是數(shù)學(xué)問題的解決等,都依賴于計(jì)算活動(dòng)的參與。運(yùn)算素養(yǎng)是初中數(shù)學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容,在教材中所占的比重很大,貫穿初中數(shù)學(xué)教學(xué)的始終,是學(xué)生必備的關(guān)鍵素養(yǎng)之一。學(xué)生運(yùn)算素養(yǎng)的高低直接影響著其學(xué)習(xí)質(zhì)量,也會(huì)影響其他學(xué)科,如物理、化學(xué)等的學(xué)習(xí)。從內(nèi)蒙古土默特左旗(以下簡(jiǎn)稱我旗)近幾年的中考成績(jī)以及教學(xué)的現(xiàn)狀來看,學(xué)生在整式、分式、方程(組)、不等式(組)、函數(shù)式等方面的運(yùn)算都存在較為嚴(yán)重的不足,具體表現(xiàn)在計(jì)算速度慢、計(jì)算正確率不高等,這直接影響了我旗初中數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量,也影響了學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)。為提高學(xué)生的運(yùn)算素養(yǎng),發(fā)展學(xué)生解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真、細(xì)致、耐心、不畏困難的品質(zhì),促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的形成,為此我旗從2019年開始開展了自治區(qū)教研室專項(xiàng)課題“初中數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)培育實(shí)踐研究”的研究工作。
一.課題研究的意義與界定
本課題研究的要點(diǎn)是提升初中生的運(yùn)算素養(yǎng),運(yùn)算素養(yǎng)包括運(yùn)算算法、算理和運(yùn)算程序設(shè)計(jì)等;內(nèi)涵是提高學(xué)生運(yùn)算的正確率,基本內(nèi)容是研究促進(jìn)學(xué)生運(yùn)算素養(yǎng)提升的教學(xué)策略,為數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)在課堂中有效落實(shí)提供相關(guān)理論指導(dǎo)。教師要通過邊行動(dòng)、邊實(shí)踐、邊研究,促進(jìn)自身教學(xué)行為的轉(zhuǎn)變,積累提高學(xué)生運(yùn)算素養(yǎng)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),解決我旗初中生運(yùn)算能力差的問題,提升我旗初中數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量。本研究的成果對(duì)我旗初中各學(xué)校的數(shù)學(xué)教育教學(xué)能起到很好的促進(jìn)作用,特別是對(duì)農(nóng)村初中具有示范作用,能夠引領(lǐng)數(shù)學(xué)教育發(fā)展方向,提供范例指導(dǎo),促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提高。本課題的研究對(duì)內(nèi)蒙古其他地區(qū)也具有很強(qiáng)的實(shí)踐操作性和借鑒意義。
數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)是指在明晰運(yùn)算對(duì)象的基礎(chǔ)上依據(jù)運(yùn)算法則解決數(shù)學(xué)問題的思維過程,主要包括理解運(yùn)算對(duì)象、掌握運(yùn)算法則、探究運(yùn)算方向、選擇運(yùn)算方法、設(shè)計(jì)運(yùn)算程序、求得運(yùn)算結(jié)果。數(shù)學(xué)運(yùn)算能力是最為基礎(chǔ)又應(yīng)用最廣的一種能力,其是思維能力和運(yùn)算技能的結(jié)合。運(yùn)算包括對(duì)數(shù)字的計(jì)算、估值和近似值的計(jì)算,對(duì)式子的組合變形與分解變形,對(duì)幾何圖形的計(jì)算求解,也包括分析運(yùn)算條件、探究運(yùn)算方向、選擇運(yùn)算程序等一系列過程的思維能力,包括在實(shí)施運(yùn)算過程中遇到障礙而調(diào)整運(yùn)算的能力。培育原指培養(yǎng)幼小生物,使其發(fā)育成長(zhǎng),這里特指促進(jìn)學(xué)生運(yùn)算素養(yǎng)提升的方法與途徑等。實(shí)踐研究即在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)和提出問題,對(duì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行概括和總結(jié),形成有效促進(jìn)初中生運(yùn)算素養(yǎng)提升的方法、策略和途徑。實(shí)踐的研究主要內(nèi)容包括研究學(xué)生在計(jì)算中發(fā)生錯(cuò)誤的原因;找到提高學(xué)生數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)的有效教學(xué)策略。
二、課題研究的策略與途徑
在本課題的研究中,采用的研究方法主要有四種。第一種,文獻(xiàn)研究法:教師通過對(duì)國(guó)內(nèi)外數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)培育的相關(guān)理論的查找和研究,建立有效的理論支撐,并在我旗各實(shí)驗(yàn)?zāi)昙?jí)進(jìn)行指導(dǎo)研究工作。第二種,調(diào)查分析法:教師在我旗進(jìn)行大樣本的學(xué)生計(jì)算情況的摸底測(cè)試、問卷調(diào)查、相關(guān)性分析,了解學(xué)生計(jì)算能力的現(xiàn)狀。第三種,課例研究法:教師采取課前說課,成員討論—教師上課—課后評(píng)析的方式進(jìn)行研討,找到學(xué)生運(yùn)算素養(yǎng)薄弱的原因。第四種,經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法:教師收集研究活動(dòng)中的資料并進(jìn)行整理,對(duì)研究活動(dòng)中取得的經(jīng)驗(yàn)、體會(huì)及時(shí)進(jìn)行總結(jié)歸納,找到提升學(xué)生運(yùn)算素養(yǎng)的針對(duì)性措施。此外,教師還運(yùn)用了個(gè)案跟蹤、數(shù)據(jù)分析等研究方法。
在課題研究中,教師通過調(diào)查研究,清楚地知道了學(xué)生運(yùn)算能力的現(xiàn)狀,大量地收集了學(xué)生的錯(cuò)誤習(xí)題,并進(jìn)行整理、歸類、分析、研究、實(shí)踐、反思,明確了學(xué)生在運(yùn)算中出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因以及教學(xué)存在的問題,改變了認(rèn)為運(yùn)算教學(xué)簡(jiǎn)單的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí),理解了從運(yùn)算技能走向運(yùn)算能力,再走向運(yùn)算素養(yǎng)的教學(xué)過程,最終是指向運(yùn)算思維的發(fā)展。在運(yùn)算教學(xué)中,教師從先前讓學(xué)生通過大量的練習(xí)來達(dá)到運(yùn)算要求,轉(zhuǎn)變?yōu)橛嗅槍?duì)性、有層次、有梯度、有深度、有廣度的多樣化訓(xùn)練,積累了有價(jià)值的訓(xùn)練題目及訓(xùn)練方法;從先前“頭疼醫(yī)頭,腳疼醫(yī)腳”,轉(zhuǎn)變?yōu)檎w把握學(xué)生運(yùn)算素養(yǎng)的培育,積累了行之可效的教學(xué)方法及指導(dǎo)措施,具體如下。
第一,培育運(yùn)算素養(yǎng),注意階段性銜接。初一是學(xué)生從小學(xué)到初中的過渡時(shí)期,教師要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)機(jī),進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,做好學(xué)生心理、認(rèn)知上的過渡和銜接工作。初中“數(shù)與代數(shù)”的主要內(nèi)容有數(shù)的認(rèn)識(shí),數(shù)的表示,數(shù)的大小,數(shù)的運(yùn)算,數(shù)量的估計(jì);字母表示數(shù),代數(shù)式及其運(yùn)算;方程,方程組,不等式,函數(shù)等。對(duì)初一新生而言,不僅數(shù)學(xué)知識(shí)從內(nèi)容、容量、難度都產(chǎn)生了很大變化,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的思維方式也相應(yīng)發(fā)生了改變。相比于小學(xué),初中數(shù)學(xué)數(shù)域擴(kuò)充了,從參與運(yùn)算的對(duì)象來說,頻繁地使用字母來代替數(shù),出現(xiàn)了整式、分式等運(yùn)算,運(yùn)算變得抽象復(fù)雜了。從運(yùn)算的方式看,初中數(shù)學(xué)運(yùn)算開始進(jìn)入模式化并大量使用公式;從運(yùn)算的種類看,運(yùn)算的種類明顯增多。《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011版)》(以下簡(jiǎn)稱《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》)明確指出要注重發(fā)展學(xué)生的數(shù)感、符號(hào)意識(shí)以及運(yùn)算能力?!皵?shù)感主要是指關(guān)于數(shù)與數(shù)量、數(shù)量關(guān)系、運(yùn)算結(jié)果估計(jì)等方面的感悟?!薄胺?hào)意識(shí)主要是指能夠理解并且運(yùn)用符號(hào)表示數(shù)、數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律;知道使用符號(hào)可以進(jìn)行運(yùn)算和推理,得到的結(jié)論具有一般性。”“運(yùn)算能力主要是指能夠根據(jù)法則和運(yùn)算律正確地進(jìn)行運(yùn)算的能力?!薄稊?shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出,關(guān)于學(xué)生數(shù)感、符號(hào)意識(shí)及運(yùn)算能力的培養(yǎng),教師要循序漸進(jìn),要延續(xù)并進(jìn)一步深入地做好小學(xué)到初中學(xué)生運(yùn)算素養(yǎng)的過渡。剛進(jìn)入初中接觸到負(fù)數(shù)及其相關(guān)運(yùn)算時(shí),學(xué)生很不適應(yīng),學(xué)習(xí)存在很多困難。因此,教師在教學(xué)中要注重新舊知識(shí)間的聯(lián)系,深入了解學(xué)生的最近發(fā)展區(qū),在學(xué)生原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展和深化,杜絕學(xué)段知識(shí)脫節(jié)的現(xiàn)象。
第二,培育運(yùn)算素養(yǎng),加強(qiáng)運(yùn)算能力相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)、思想方法的理解和運(yùn)用。與運(yùn)算能力相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)主要指數(shù)學(xué)概念、運(yùn)算定律、運(yùn)算性質(zhì)、運(yùn)算法則、運(yùn)算順序和計(jì)算公式等內(nèi)容,也包括學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)文字語(yǔ)言、符號(hào)語(yǔ)言的熟練轉(zhuǎn)化,代數(shù)恒等變形常規(guī)方法的準(zhǔn)確運(yùn)用,運(yùn)算推理過程的規(guī)范書寫,運(yùn)算過程中的心算、口算、估算、近似計(jì)算、檢驗(yàn)、反思、總結(jié)等。在運(yùn)算教學(xué)中,教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)運(yùn)算的目的,重點(diǎn)關(guān)注算理、算法、運(yùn)算途徑的判斷、選擇、設(shè)計(jì)及相關(guān)字母和代數(shù)式的運(yùn)算,方程變形運(yùn)算等,認(rèn)識(shí)實(shí)施運(yùn)算途徑的多樣性,可以培養(yǎng)學(xué)生的優(yōu)化思想以及合理選擇簡(jiǎn)算途徑的意識(shí)和習(xí)慣,幫助學(xué)生加深對(duì)運(yùn)算思想方法的理解和運(yùn)用。
第三,培育運(yùn)算素養(yǎng),加強(qiáng)運(yùn)算訓(xùn)練,加大運(yùn)算教學(xué)力度。首先,教師在課堂上要分層設(shè)計(jì)運(yùn)算題目,細(xì)化習(xí)題訓(xùn)練梯度,重視變式訓(xùn)練,追求巧練,避免搞題海戰(zhàn)術(shù)。其次,教師在課后對(duì)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性、典型性運(yùn)算題的訓(xùn)練、指導(dǎo)和反思,實(shí)施“個(gè)性化”習(xí)題訓(xùn)練,讓學(xué)生在交流中獲取更多的信息。這樣,學(xué)生的表達(dá)能力、思維能力均得到大幅度的提高,既發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,又開發(fā)了學(xué)生的內(nèi)在潛能。最后,教師要利用基礎(chǔ)訓(xùn)練、專項(xiàng)訓(xùn)練、培優(yōu)訓(xùn)練、二課堂活動(dòng)等引起學(xué)生對(duì)運(yùn)算的重視,從口算、心算、筆算、簡(jiǎn)算、估算、近似計(jì)算等方面培養(yǎng)學(xué)生的運(yùn)算素養(yǎng)。
第四,在綜合運(yùn)用中提高運(yùn)算素養(yǎng)。運(yùn)算素養(yǎng)需要經(jīng)過一個(gè)長(zhǎng)期的過程才能形成,其在綜合運(yùn)用中會(huì)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步鞏固、發(fā)展和深化。在綜合運(yùn)用中,運(yùn)算的工具性和思維性得到了體現(xiàn),也充分說明運(yùn)算不只是追求簡(jiǎn)化的結(jié)果,而是要為一定的推理、演繹、判斷服務(wù)。教師要通過綜合運(yùn)用,從問題的產(chǎn)生、運(yùn)算目標(biāo)的確定、運(yùn)算種類的選擇、運(yùn)算技能的發(fā)揮、問題的解決等方面,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的運(yùn)算素養(yǎng)。
三、課題研究成果及影響
通過課題研究,學(xué)生明白了運(yùn)算素養(yǎng)的重要性,克服了使用計(jì)算器完成運(yùn)算、演算不用稿紙等不良的學(xué)習(xí)習(xí)慣,規(guī)范了解題過程。在有序的基礎(chǔ)訓(xùn)練、專項(xiàng)訓(xùn)練、培優(yōu)訓(xùn)練中,學(xué)生提高了口算、心算、估算、近似計(jì)算的能力,加深了對(duì)運(yùn)算對(duì)象、運(yùn)算性質(zhì)、法則、順序、運(yùn)算背景等的理解和運(yùn)用,極大地降低了運(yùn)算的錯(cuò)誤率,提高了運(yùn)算速度和正確率。這樣,便改變了學(xué)生只會(huì)簡(jiǎn)單計(jì)算,不會(huì)對(duì)式子進(jìn)行組合變形與分解變形的現(xiàn)狀,促使學(xué)生掌握了代數(shù)變形的常規(guī)方法。在綜合運(yùn)用中,學(xué)生從先前的無(wú)從下手,逐步實(shí)現(xiàn)了能夠分析運(yùn)算條件、探究運(yùn)算方向、選擇運(yùn)算程序、靈活調(diào)整運(yùn)算方法,并進(jìn)一步推理的目標(biāo),明確了運(yùn)算的工具性和思維性特點(diǎn),養(yǎng)成了優(yōu)化意識(shí),完善了知識(shí)和方法體系。在促進(jìn)運(yùn)算素養(yǎng)培育的二課堂活動(dòng)中,學(xué)生通過講微課、繪制思維導(dǎo)圖、根據(jù)運(yùn)算錯(cuò)誤編制自己的易錯(cuò)測(cè)試卷等,發(fā)揮了其學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性和主動(dòng)性,體驗(yàn)了運(yùn)算帶來的成功和喜悅。
本研究的成果主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一,學(xué)生的成績(jī)和學(xué)科素養(yǎng)提升。通過兩年多的課堂教學(xué)實(shí)踐研究,我旗初中生的運(yùn)算能力普遍提高,數(shù)學(xué)成績(jī)大幅提升。數(shù)學(xué)學(xué)困生大幅減少,學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣濃厚,由被動(dòng)學(xué)習(xí)變成主動(dòng)參與課堂活動(dòng),有序思考、認(rèn)真研究,解決數(shù)學(xué)問題的能力也提高了。第二,教師的教和學(xué)生的學(xué)產(chǎn)生良性變化。教師由只關(guān)注教學(xué)過程,轉(zhuǎn)變?yōu)楦P(guān)注學(xué)生的思維路徑,研究過程中設(shè)置了培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)算能力的題庫(kù)和策略,具體如下:首先,以實(shí)際背景為依托,讓學(xué)生理解數(shù)學(xué)運(yùn)算的必要性和重要性,理解數(shù)學(xué)運(yùn)算是解決問題的必要方法,加深對(duì)運(yùn)算對(duì)象、運(yùn)算背景的認(rèn)識(shí)和理解,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)運(yùn)算的興趣。其次,課堂教學(xué)因材循導(dǎo)。學(xué)生運(yùn)算能力各如其面,不盡相同,所以教師設(shè)置了“運(yùn)算題庫(kù)超市”,習(xí)題分為A,B,C三個(gè)難度等級(jí),學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)對(duì)應(yīng)數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí),可以選擇自己力所能及的運(yùn)算題。這種做法消除了之前教師布置統(tǒng)一練習(xí)、一刀切的弊端,滿足了不同層次學(xué)生的需求,避免了課堂出現(xiàn)嚴(yán)重的兩極分化,教師也能了解學(xué)生真實(shí)的學(xué)情。最后,課堂上學(xué)生互學(xué)、互助,在完成自己會(huì)做的運(yùn)算題后,再去請(qǐng)教或者教授其他學(xué)生。在這個(gè)過程中,學(xué)生既獨(dú)立解決了力所能及的問題,又培養(yǎng)了自身主動(dòng)向他人請(qǐng)教和樂于幫助他人的優(yōu)良品質(zhì),形成了“兵教兵”的互動(dòng)學(xué)習(xí)模式。真正做到全員參與學(xué)習(xí)活動(dòng),人人做課堂的主人。從金字塔學(xué)習(xí)理論可知,全員參與的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)方式能使學(xué)習(xí)效果最大化。第三,教師理論修養(yǎng)和教科研能力提高。隨著課題實(shí)踐研究不斷深入,教師成長(zhǎng)為既能教學(xué)的實(shí)踐開拓者,又能從事教育教學(xué)理論研究的理論探索者。相關(guān)教師撰寫了論文《初中數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的培養(yǎng)策略》《淺談初中數(shù)學(xué)常見問題及應(yīng)對(duì)策略》《芻議初中數(shù)學(xué)教學(xué)中學(xué)生計(jì)算能力的培養(yǎng)》《初中數(shù)學(xué)幾何圖形中的計(jì)算問題研究》等,有的論文已陸續(xù)發(fā)表。
2019年,課題組全體成員加強(qiáng)實(shí)踐研究及理論宣傳,在全旗范圍內(nèi)開主設(shè)公開課、觀摩課、研究課,與全旗廣大教師交流分享,引領(lǐng)同科教師更新教學(xué)理念,轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)行為。2020年,課題組教師在深化課堂實(shí)踐的同時(shí),將成功的經(jīng)驗(yàn)及理論融入課堂,與全旗數(shù)學(xué)教師進(jìn)行研討,對(duì)內(nèi)進(jìn)行輻射。如在教學(xué)中以實(shí)際背景引入數(shù)學(xué)運(yùn)算,激發(fā)學(xué)生興趣。2021年,課題組教師先后在呼和浩特市教研活動(dòng)中帶課觀摩展示;在江蘇省常州市全國(guó)“自覺數(shù)學(xué)教育”學(xué)術(shù)峰會(huì)上嶄露頭角;7月在西安市全國(guó)名師工作室聯(lián)盟博覽會(huì)上介紹推廣了經(jīng)驗(yàn)和成果。在兩年多的研究中,課題組教師每學(xué)期都組織家長(zhǎng)進(jìn)行意見調(diào)研,起初家長(zhǎng)不太重視,后來看到孩子的運(yùn)算素養(yǎng)提升了,成績(jī)也提高了,孩子對(duì)數(shù)學(xué)從先前的置之不理,到后來的愛不釋手,家長(zhǎng)震撼了,認(rèn)可了教師的方法,并積極配合學(xué)校教育教學(xué)的各項(xiàng)工作,形成家校管理的良性循環(huán)。
對(duì)于學(xué)生運(yùn)算素養(yǎng)培育的實(shí)踐研究意義深遠(yuǎn),其改變了教與學(xué)的方法,獲得了培育學(xué)生運(yùn)算素養(yǎng)的策略和途徑,促進(jìn)了學(xué)生高階思維的發(fā)展。本課題如果能將針對(duì)學(xué)生獨(dú)立個(gè)體的運(yùn)算素養(yǎng)培育形成研究理論,則會(huì)更有全面的指導(dǎo)意義。通過本課題的研究,課題組教師看到了教科研的積極聯(lián)動(dòng)作用,也極大地增強(qiáng)了繼續(xù)探索教育教學(xué)課題的勇氣。
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