在新高考的改革浪潮中,高中數(shù)學(xué)教學(xué)正經(jīng)歷著深刻的變革。傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)已難以滿足新時代對人才培養(yǎng)的需求,而探究性學(xué)習(xí)以其獨特的魅力和優(yōu)勢,成為提升高中生數(shù)學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的重要途徑。本文將從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)環(huán)境以及評價體系等多個維度,深入探討新高考下高中學(xué)生數(shù)學(xué)探究能力培養(yǎng)的策略與實踐,為數(shù)學(xué)教學(xué)注入新的活力。
一、新高考對數(shù)學(xué)探究能力的要求分析
(一)新高考政策解讀
新高考政策對數(shù)學(xué)學(xué)科提出了全新的要求,特別強調(diào)了學(xué)生數(shù)學(xué)探究能力的培養(yǎng)。政策中明確指出,數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)注重學(xué)生的主動參與和探究實踐,鼓勵學(xué)生在解決問題的過程中運用數(shù)學(xué)思維,培養(yǎng)創(chuàng)新意識和實踐能力。同時,新高考評價體系也對數(shù)學(xué)探究能力給予了高度重視,通過設(shè)計具有開放性和探究性的試題,考查學(xué)生的數(shù)學(xué)思維深度、廣度以及靈活運用知識解決問題的能力。這些試題不僅要求學(xué)生掌握扎實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識,更強調(diào)學(xué)生能夠獨立思考、勇于探索,通過探究過程展示出自己的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和潛能[1]
(二)數(shù)學(xué)探究能力在新高考中的重要性
數(shù)學(xué)探究能力對學(xué)生數(shù)學(xué)思維、問題解決能力等方面具有顯著的促進作用,具體體現(xiàn)在以下三個關(guān)鍵方面。
第一,從數(shù)學(xué)知識體系的構(gòu)建來看,通過探究學(xué)習(xí),學(xué)生能夠更深入地理解數(shù)學(xué)概念、原理和方法,進而形成系統(tǒng)的數(shù)學(xué)知識體系。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中,學(xué)生往往只是被動地接受知識,對于數(shù)學(xué)概念的理解可能僅停留在表面。而探究學(xué)習(xí)則不同,它要求學(xué)生主動去探索、去發(fā)現(xiàn)。例如:在學(xué)習(xí)函數(shù)這一重要概念時,學(xué)生不再是單純地記憶函數(shù)的定義和性質(zhì),而是通過自主探究不同函數(shù)的圖像、變化規(guī)律以及與實際問題的聯(lián)系,真正理解函數(shù)的本質(zhì)。這種深度學(xué)習(xí)的進程有助于學(xué)生把所學(xué)知識點加以串聯(lián),構(gòu)建出一個完整且系統(tǒng)的知識體系。
第二,數(shù)學(xué)探究過程能夠鍛煉學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,提高其邏輯推理和抽象概括能力。在探究過程中,學(xué)生不可避免地會遇到各種問題和挑戰(zhàn),需要進行試錯、反思和調(diào)整。每一次的嘗試都是一次思維的鍛煉,每一次的反思都是一次思維的提升。比如:在解決一道復(fù)雜的數(shù)學(xué)證明題時,學(xué)生可能需要嘗試多種不同的思路和方法,在這個過程中,他們的邏輯推理能力得到了充分的鍛煉。同時,借助對問題進行抽象與歸納,學(xué)生能夠從具體事例中提煉出普適性的規(guī)律與方法,進而增強自身的抽象概括能力。
第三,數(shù)學(xué)探究能力是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和實踐能力的重要途徑。在探究學(xué)習(xí)中,學(xué)生需要獨立思考、自主探索,這就為他們提供了發(fā)揮創(chuàng)新思維的空間。他們可以嘗試用不同的方法解決問題,提出新穎的觀點和想法。例如:在進行數(shù)學(xué)建?;顒訒r,學(xué)生需要根據(jù)實際問題建立數(shù)學(xué)模型,這個過程中沒有固定的模式和方法,需要他們發(fā)揮自己的創(chuàng)造力。同時,探究學(xué)習(xí)也注重實踐操作,學(xué)生需要將所學(xué)的數(shù)學(xué)知識應(yīng)用到實際問題中,通過實踐來檢驗和完善自己的解決方案。這種創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng),使得學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)和工作中能夠更好地適應(yīng)社會的發(fā)展和變化,展現(xiàn)出更強的競爭力和適應(yīng)能力[2].
在新高考背景下,具備較強數(shù)學(xué)探究能力的學(xué)生,不僅能夠更好地應(yīng)對高考試題的挑戰(zhàn),更能夠在未來的學(xué)習(xí)和工作中展現(xiàn)出更強的競爭力和適應(yīng)能力。
二、新高考下高中學(xué)生數(shù)學(xué)探究能力培養(yǎng)的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)
(一)現(xiàn)狀分析
1.教學(xué)內(nèi)容方面
當(dāng)前,部分學(xué)校已意識到探究性學(xué)習(xí)對高中數(shù)學(xué)教學(xué)的重要性,并嘗試將其融入數(shù)學(xué)課堂。
一些具有探究性的教學(xué)活動和案例得以設(shè)計,例如圍繞函數(shù)性質(zhì)開展探究項目,讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)函數(shù)的變化規(guī)律;或是以幾何圖形為背景,引導(dǎo)學(xué)生探究圖形的性質(zhì)與關(guān)系。這些活動旨在激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣和探究欲望,使學(xué)生從被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹剿髦R。然而,探究性教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計仍存在不足,整體不夠系統(tǒng)和完善。部分探究內(nèi)容零散,缺乏連貫性和層次性,未能形成完整的探究體系,難以讓學(xué)生全面、深入地培養(yǎng)探究能力。
2.教學(xué)方法方面
教師們逐漸摒棄了傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué),開始采用啟發(fā)式、討論式等更加靈活多樣的教學(xué)方式。在課堂上,教師會提出一些具有啟發(fā)性的問題,引導(dǎo)學(xué)生主動思考;組織學(xué)生進行小組討論,鼓勵他們積極交流、共同探索。但教學(xué)方法的實施缺乏針對性和有效性。有些教師在運用啟發(fā)式教學(xué)時,問題設(shè)計不夠精準(zhǔn),無法有效引導(dǎo)學(xué)生深入思考;在小組討論中,缺乏明確的分工和指導(dǎo),導(dǎo)致討論效率低下,學(xué)生難以真正從討論中獲得能力的提升。
3.評價方式方面
一些學(xué)校開始嘗試過程性評價和多元化評價,不再僅僅關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果,而是更加注重學(xué)生的探究過程和能力發(fā)展。例如:會記錄學(xué)生在課堂討論、小組合作中的表現(xiàn),將其納入評價體系。但現(xiàn)有的評價方式仍過于單一和片面。過程性評價往往流于形式,缺乏具體的評價標(biāo)準(zhǔn)和操作方法;多元化評價中,各評價主體之間的權(quán)重分配不夠合理,難以全面、客觀地反映學(xué)生的探究能力水平,制約了學(xué)生數(shù)學(xué)探究能力的全面提升。
(二)挑戰(zhàn)分析
1.師資力量制約
新高考背景下,高中數(shù)學(xué)探究能力培養(yǎng)對教師的專業(yè)素養(yǎng)提出了更高要求。然而,部分教師缺乏探究式教學(xué)的理念和技能,這成為制約學(xué)生探究能力提升的重要因素。一些教師長期受傳統(tǒng)教學(xué)模式影響,習(xí)慣于灌輸式教學(xué),難以轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,無法有效地引導(dǎo)學(xué)生進行探究性學(xué)習(xí)。他們不擅長設(shè)計具有啟發(fā)性和開放性的探究問題,在組織小組討論、指導(dǎo)學(xué)生開展探究活動時也缺乏有效的方法和策略。此外,部分教師對新的數(shù)學(xué)知識和教學(xué)方法學(xué)習(xí)不足,難以跟上教育改革的步伐,這進一步影響了探究式教學(xué)的實施效果。
2.教學(xué)資源不足
探究性教學(xué)需要豐富的教學(xué)資源和工具支持,但當(dāng)前很多學(xué)校在這方面有一定欠缺。一方面,教材中的探究性內(nèi)容相對有限,缺乏系統(tǒng)性和針對性,無法滿足教學(xué)需求。另一方面,學(xué)校在教學(xué)設(shè)備、圖書資料、數(shù)字化資源等方面的投入不足,導(dǎo)致教師難以獲取足夠的教學(xué)資源來開展探究活動。例如:在進行數(shù)學(xué)建模教學(xué)時,缺乏相關(guān)的實際案例和數(shù)據(jù)支持,學(xué)生難以深入理解建模的過程和方法。
3.學(xué)生差異明顯
不同學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、興趣和能力存在差異,這給高中數(shù)學(xué)探究能力培養(yǎng)帶來了挑戰(zhàn)。對于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好、學(xué)習(xí)興趣濃厚的學(xué)生來說,他們可能更容易適應(yīng)探究性學(xué)習(xí),能夠積極參與探究活動并取得較好的成果。而對于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)興趣不高的學(xué)生,他們可能對探究性學(xué)習(xí)感到困惑和無助,缺乏主動參與的積極性。此外,學(xué)生的能力差異也導(dǎo)致他們在探究過程中表現(xiàn)出不同的水平,教師需要因材施教,滿足不同層次學(xué)生的探究需求。但在實際教學(xué)中,教師往往難以兼顧每個學(xué)生的差異,導(dǎo)致部分學(xué)生的探究能力得不到有效提升。因此,怎樣依據(jù)學(xué)生的不同特點設(shè)計具有針對性的教學(xué)計劃,這是教師們亟待思索與攻克的難題[3]。
三、新高考下高中數(shù)學(xué)探究能力培養(yǎng)的策略
(一)教學(xué)內(nèi)容與課程設(shè)計的優(yōu)化
為了培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)探究能力,我們需要對教學(xué)內(nèi)容和課程設(shè)計進行優(yōu)化。在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計上,應(yīng)注重問題的引導(dǎo)性與開放性,設(shè)計一系列能夠激發(fā)學(xué)生好奇心和探究欲望的數(shù)學(xué)問題,引導(dǎo)學(xué)生通過主動探索來發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律。同時,應(yīng)設(shè)計具有探究性的數(shù)學(xué)課程活動,如項目式學(xué)習(xí)、數(shù)學(xué)建模等,讓學(xué)生在解決實際問題的過程中,體驗數(shù)學(xué)的應(yīng)用價值,鍛煉探究能力和創(chuàng)新思維。這樣的課程設(shè)計不僅能夠豐富數(shù)學(xué)教學(xué)形式,還能提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)興趣。
在人教版必修第二冊《用樣本估計總體》這一章節(jié)的教學(xué)中,教師肩負著培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)探究能力的重任,對教學(xué)內(nèi)容和課程設(shè)計進行優(yōu)化尤為關(guān)鍵。為了激發(fā)學(xué)生的好奇心與探索欲,教師精心引入了一系列兼具引導(dǎo)性與開放性的數(shù)學(xué)問題。比如:拋出“如何從有限的樣本數(shù)據(jù)中科學(xué)合理地推斷出總體的特征?”這一極具挑戰(zhàn)性的問題。此問題猶如一顆投入平靜湖面的石子,瞬間在學(xué)生心中激起層層漣漪,促使他們主動思考、積極探尋答案。不僅如此,教師還巧妙引入項目式學(xué)習(xí)活動。以實際調(diào)查為例,安排學(xué)生測量班級同學(xué)的身高數(shù)據(jù),進而估計全校學(xué)生的身高分布情況。在這個過程中,學(xué)生不再是被動的知識接受者,而是主動的探索者。他們親自參與數(shù)據(jù)收集,認真測量每一位同學(xué)的身高,確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性;接著進行數(shù)據(jù)分析,運用所學(xué)的統(tǒng)計方法對數(shù)據(jù)進行整理、計算;最后進行數(shù)學(xué)建模,構(gòu)建合適的模型來估計全校學(xué)生的身高分布。
(二)教學(xué)方法與教學(xué)模式的創(chuàng)新
傳統(tǒng)的教學(xué)方法在探究能力培養(yǎng)上存在局限性,往往過于注重知識的灌輸,而忽視了學(xué)生的主體地位和探究過程。因此,我們需要對教學(xué)方法和教學(xué)模式進行創(chuàng)新。可以探索適合新高考要求的探究式教學(xué)方法,如合作學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂等,這些方法能夠鼓勵學(xué)生主動參與、合作交流,通過小組討論、協(xié)作探究等方式,培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力和探究精神。
以人教版必修第一冊中的“函數(shù)的應(yīng)用”為例,為切實培養(yǎng)學(xué)生的探究能力,教師積極采用合作學(xué)習(xí)的教學(xué)模式,為課堂注入了新的活力。在課堂上,教師摒棄了傳統(tǒng)單一的講解方式,不再只是單純地向?qū)W生灌輸函數(shù)的應(yīng)用方法和技巧,而是巧妙地將學(xué)生分成若干小組,并為每組精心分配一個與函數(shù)應(yīng)用緊密相關(guān)的實際問題或案例。比如:有的小組研究人口增長與函數(shù)模型的關(guān)系,有的小組探討企業(yè)成本與產(chǎn)量的函數(shù)關(guān)聯(lián)等。小組成員需圍繞問題共同討論、協(xié)作探究。他們運用所學(xué)的函數(shù)知識,抽絲剝繭般去分析問題,集思廣益提出解決方案,最終形成一份翔實的小組報告或進行精彩的成果展示。在此過程中,教師的角色經(jīng)歷了顯著轉(zhuǎn)變,由原本單純的知識灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生探究學(xué)習(xí)的引領(lǐng)者與助力者。教師適時為學(xué)生提供必要的指導(dǎo)和幫助,引導(dǎo)他們正確進行問題分析、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果呈現(xiàn),同時鼓勵學(xué)生大膽嘗試新方法、勇于創(chuàng)新思路。
(三)學(xué)習(xí)環(huán)境與資源的支持
良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和豐富的資源是支持數(shù)學(xué)探究學(xué)習(xí)的重要保障。我們應(yīng)營造有利于探究學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)課堂環(huán)境,如創(chuàng)設(shè)問題情境、鼓勵質(zhì)疑與討論,讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中自由思考、大膽表達。同時,應(yīng)當(dāng)充分挖掘信息技術(shù)等現(xiàn)代教育資源,如數(shù)學(xué)專業(yè)軟件、線上學(xué)習(xí)平臺等,為學(xué)生呈上更為豐富多樣、更為便捷高效的學(xué)習(xí)工具與資源,助力學(xué)生的自主探究以及協(xié)作學(xué)習(xí)。
在人教版必修第一冊的“函數(shù)的概念”教學(xué)中,為了培養(yǎng)學(xué)生的探究能力,營造有利于探究學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)課堂環(huán)境,教師可采取如下多項措施。首先,教師可精心創(chuàng)設(shè)與函數(shù)概念相關(guān)的問題情境,這些問題既貼近學(xué)生的生活實際,又具有一定的挑戰(zhàn)性和啟發(fā)性,有效激發(fā)了學(xué)生的好奇心和探索欲望。在課堂上,教師可鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑,提出自己的見解和疑問,并引導(dǎo)他們通過討論和交流來深化對函數(shù)概念的理解。其次,教師可注重營造一個輕松愉快的課堂氛圍,讓學(xué)生在沒有壓力的環(huán)境中自由思考、大膽表達。教師可鼓勵學(xué)生積極參與課堂互動,通過小組合作、角色扮演等多種形式來探究函數(shù)的概念和性質(zhì),使他們在實踐中不斷積累經(jīng)驗,提升探究能力。同時,教師可充分利用信息技術(shù)等現(xiàn)代教育資源來豐富教學(xué)手段。教師可以借助數(shù)學(xué)軟件,如幾何畫板等工具,來協(xié)助函數(shù)圖像的繪制與剖析,從而讓學(xué)生能更直觀地領(lǐng)會函數(shù)的特性以及變化規(guī)律。
(四)評價體系的改革與完善
新高考對數(shù)學(xué)評價體系提出了更高的要求,強調(diào)過程性評價與多元化評價的重要性。我們應(yīng)建立符合新高考要求的數(shù)學(xué)評價體系,注重評價學(xué)生的探究過程與能力,而不僅僅是知識的掌握程度。可以采用項目評價、表現(xiàn)性評價等多種評價方式,全面反映學(xué)生在探究學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)和能力發(fā)展。同時,應(yīng)鼓勵學(xué)生自我評價和同伴評價,培養(yǎng)學(xué)生的自我評價能力和批判性思維,促進學(xué)生的全面發(fā)展。
在人教版必修第二冊“平面向量及其應(yīng)用”的教學(xué)中,教師構(gòu)建了過程性評價與多元化評價相結(jié)合的科學(xué)評價體系。教師不再局限于考查學(xué)生對平面向量概念、性質(zhì)及運算規(guī)則的掌握,而是將目光投向?qū)W生在探究學(xué)習(xí)過程中的綜合表現(xiàn)。重點關(guān)注學(xué)生的思維活躍度,看他們能否在面對問題時迅速做出反應(yīng);考查問題解決能力,檢驗學(xué)生運用知識解決實際問題的水平;留意合作交流能力,觀察學(xué)生在團隊中的協(xié)作表現(xiàn)。為具體培養(yǎng)探究能力,教師采用項目評價。組織學(xué)生分組完成向量在實際問題中的應(yīng)用項目,如利用向量分析物體的運動軌跡。鼓勵學(xué)生在項目設(shè)計、實施及成果展示中主動探索、大膽嘗試,并以此為依據(jù)評價他們的探究過程和綜合表現(xiàn)。
結(jié)束語
綜上所述,新高考對高中學(xué)生數(shù)學(xué)探究能力培養(yǎng)提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容與課程設(shè)計、創(chuàng)新教學(xué)方法與教學(xué)模式、營造有利的學(xué)習(xí)環(huán)境與資源支持以及改革與完善評價體系,數(shù)學(xué)教師可以有效地提升學(xué)生的數(shù)學(xué)探究能力,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和實踐能力。
參考文獻
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本文系寧德市中教課題“新高考下高中數(shù)學(xué)探究能力培養(yǎng)研究” (課題立項號:FJNDKY19—407)研究成果。