如何设计与指导数学角科学教育活动

如何设计与指导数学角科学教育活动
如何设计与指导数学角科学教育活动

如何设计与指导数学角科学教育活动
一、合理科学的教学设计的作用
所说的“课堂教学设计”就是在新课程教学思想和教学设计理论指导下,根据课程标准与教材要求,基于学生的学习特点和要求,对课堂教学活动的目标内容、组织形式、教学方式、学习情境、评价指导、教师角色及教学活动过程所作的整体、系统的策划和具体安排,以此提高课堂教学的质量和效益,实现不同条件下的教学过程最优化.实现“从知识本位到注重发展、从以教为本到主体参与、从单向灌输到情境建构、从静态预设到动态生成”与新课程改革相适应的、真正确立学生主体地位的课堂教学设计.
1、教学设计应有利于让学生学会学习,发挥学生的主体作用；
心理学研究表明,学生是学习的主体,所有的新知识只有通过学生自身的“再创造”活动,才能纳入其认知结构中,才可能成为下一个有效的知识.传统的课堂设计,常常是“教师问,学生答,教师写,学生记,教师考,学生背.”在这样教学下,学生机械被动地学习,不能主动对话、沟通、交流.久而久之,他们学习数学的兴趣会逐渐褪去.新课程标准要求教师必需转变角色,尊重学生的主体性,以新的理念指导设计教学.在教学过程中,要根据不同学习内容,使学习成为在教师指导下自动的、建构过程.教师是教学过程的组织者和引导者,教师在设计教学目标,组织教学活动等方面,应面向全体学生,突出学生的主体性,充分发挥学生的主观能动性,让学生自主参与探究问题.
2、教学设计应有利于让学生学会做事,加强应用意识的培养；
《课程标准》认为：学会认知和学会做事在很大程度上是密不可分的.因此数学教学的一大任务就是教会学生实践他所学的知识,还有在不能完全预计到未来工作变化的情况下,如何适应未来的工作.因而数学课堂教学中应用意识的培养就显得格外重要.因此,我们有必要改变传统教学观念,着力加强数学应用意识的培养,并将之渗透到整个课堂教学过程中去.所以教师必须认真研究新课程标准,设计富有情趣,联系生活的教学活动,让学生有更多的机会以周围熟悉的事物中学习数学,理解数学.使学生自觉地联系数学以及其他学科的知识,让学生参与提出问题,分析问题,解决问题这一全过程,并深刻体会教学的应用价值.3、教学设计应有利于让学生学会共同生活,培养学生的合作精神；
教育的使命是教会学生懂得人类的多样性,同时还要教他们认识地球上所有人之间既具有相似性又相互依存,为实现共同的目标而努力学习.当代科学的发展已呈现出既高度分化,又高度综合的趋势,单凭个人的力量无法胜任科学研究工作.为了促使学生的合作交流,教学设计时应考虑到以单一的班级授课制转向小组合作学习,如把班级的学生分成几个组,有明确的责任分工,教师能有效的组织学生的合作学习、交流.这种设计有助于培养学生合作的精神和竞争意识,同时有助于教师的因材施教,弥补一个教师难以面向有差异的众多学生的教学的不足.从而真正实现“不同的人在教学上有不同的发展”的教学目标.
4、教学设计应有利于让学生学会生存,培养学生的创新意识.
《课程标准》认为：应该培养每个学生具有一种独立自主的富有批判精神的思想意识,以及他们自己的判断能力.教学中教师要精心设计教学,不应停留在简单的变式和肤浅的问答形式上,而应把数学知识方法贯彻到每一次探索活动中去,使学生在“观察、联想、类比、归纳、猜想和证明”等一系列探究过程中,体验到成功的快乐,从而激发学生的创新欲望,体会到数学思想方法的作用.
二、 “主导—主体结合”的教学设计认识
1、理论基础
奥苏贝尔的“有意义接受学习”理论、“动机”理论和“先行组织者”教学策略是以教师为中心教学结构的主要理论基础,建构主义的学习理论与教学理论则是以学生为中心教学结构的主要理论基础.这两种教学结构都有其优点与不足.如能将二者结合起来,互相取长补短、优势互补,则可相得益彰,形成比较理想的教学结构.
2、过程与模式
（1）可根据教学内容和学生的认知结构情况灵活选择“发现式”或“传递—接受”教学分支；
（2）在“传递—接受”教学过程中基本采用“先行组织者”教学策略,同时也可采用其他的“传递—接受”策略作为补充,已达到更佳的教学效果；
（3）在“发现式”教学过程中也可从分吸收“传递—接受”教学的长处；
（4）便于考虑情感因素的影响；
卡内基促进教学基委会主席、斯坦福大学教育学和心理学教授李·舒尔曼博士,在其教育理论专著《范式与课题》中精心勾画过一幅教学研究概括图,试图以此整合各种研究课题之间存在的重要联系.其核心内容有：（1）教师和学生是教学研究的主要成分.教学活动则是教师与学生的共同工作（活动）,师生双方的三种属性潜在地决定了教室里的教和学,它们是能力、行动和思考.（2）教学活动发生在不同的背景之下.（3）教师与学生通过教学内容实现交互作用.
l 关于教师
教师是联结学生与教材的纽带,是教学主体化的先导,其作用在于引发诱导、指导示范、反馈矫正与适时点拨.
1．引导.虽然近年来关于“建构主义”理论下的教改很有气势（也很有成果）,关于“行为主义”（外界刺激与行为体间的有效结合）的理论及实践几乎销声匿迹,但是很多成功的课堂教学实例与教学经验告诉我们：“行为主义”的学习理论也有极其重要的地位,未必要先“构建”再“认知”,通过“构建”去“认知”与通过行为体的“刺激”去“认知”虽属两种不同理论指导下的两种学习行为（或许一堂课不可能将他们同时展示出来）,但两种行为的先导都离不开教师.课堂教学评价不该拘泥于教学方法的选择,“循循善诱”应涵盖丰富的新观念.
2．指导示范.传统的数学课程体系基本是严格按照科学体系展开的,较少重视学生自己的经验,虽然对学生的“知识储备”起到了作用,但是学生的视野、主动与创造受到抑制.这里的指导示范应建立在充分暴露学生头脑中那些（或许）非正规的数学知识和数学体验基础上,使其发展为科学的结论,并从中感受到数学发展的乐趣,增进学好数学的信心,形成应用意识、创新意识.在这个环节中,教师角色应由传统的课程组织体系的灌输者成为教育学意义上的对话者.
3．反馈矫正.因课堂教学内容的不同,自然出现传统“讲解法”与新潮“探究式”的教法选择,或许前者较易掩盖问题与矛盾,但后者所需时间与知识容量间的矛盾也是显然的.这就要求教师充分地了解学生并有预见性.我们认为学生无问题可问,找不出问题的一堂课必存在着重大问题,于是把教师如何站在学生角度并指导学生搜集问题、整理问题、解决问题作为一个重要的评价指标.
4．点拨.教师不可能,事实上也无法代替学生的思维.该环节真实反映在“引导”“指导示范”“反馈矫正”的各个历程.较高的“点拨”艺术需要教育、心理学技术的综合.“豁然开朗”“于无声处”见“成果”则是“点拨”的最高境界.
l 关于学生
1．参与投入.由于知识并不是主体对客观实在简单的被动反应,而是学习者以自身已有的知识和经验为基础的一个主动的建构过程,同时学生的学习活动是在一个特定的环境──学校里,在教师的直接指导下进行的,所以学生的学习活动就成为一种特殊的建构活动.多年的教学实践中,还未发现课堂上学生“各行其是”却掌握了“数学知识”的事例.可见数学课堂教学中只有引导学生积极参与教学活动,投入精力探讨问题,“互动”才有保障,才有内容.
2．展开.有一个普遍的现象：每节课刚开始时“差生”的状态并不差,这里除了保持注意力及其他非智力因素,一个重要的原因是,现行教材的每单元、每小节,总是以非常基础的知识点,甚至以常识为例产生的新问题开始的.正是在这个关键点──展开新环节处“差生”露出“无为”,严重妨碍了新知识、信息的接受,时间一长,“差生”才真正成了差生.展开的过程即是学生将实际问题抽象成纯数学问题（实际问题数学化）的过程,帮助学生学会数学地思考,学会数学地观察世界,这将影响到学生科学世界观的形成.
3．深入.数学知识的获取、能力的提高以及数学教学的进程呈“螺旋式”上升模式,学生的数学知识储备之所以不断扩大,就在于“逻辑思维”与“非逻辑思维”能力的协调.数学知识的创新主要靠想象、直觉、顿悟等非逻辑思维方法,而不是靠严格的推证；同时,若没有严格的推理论证,创新的“成果”经不起推敲,也就难成“正果”.数学课堂教学正是让学生“领悟”这个过程,并引导学生进入科学研究领域,形成科学的世界观.比如,“触摸”概念,发现“定理”,认识“定理”并证明应用“定理”,便是课堂教学的最高境界.当然并不是每节课都会产生定理,倘若学生能不拘泥于“参与投入”“展开”状态,在教师的积极引导下,总结或发现新观点、新方法,也是“深入”的精华所在.因为这个环节包含了极其丰富的数学思想（类比、联想、发现、论证、创新）及诸多的教育心理学技巧（兴趣、注意力、意志的调动与培养）.
4．拓展.数学源于实践,又最终为实践服务.经“参与投入”“展开”“深入”历程之后,“数学”还未完结,应用才是目标,将前三段历程的积累进行“拓展”,将是课堂教学乃至数学的最高目标和境界.
数学课程标准要求“把宝贵的精力放在创新与互动上”,从一个侧面强调了课堂教学中“拓展”环节的重要性与必要性,该环节是创新的“分流”和“实验场”
l 关于教学活动
教学活动的核心是：重视学生对知识发生过程的心理体验、心智感受,并不断上升为理性的判断与创新,直至达到创新能力的形成.具体到课堂教学,其核心观念是：数学教育中指导学生,把握好数学知识方法体系与使学生体验数学知识方法的过程并重,提高学生的数学素养与基本素质并重.
1．材料组织化.数学教育教学大纲指出,在数学教学中“应使学生通过背景材料、并运用已有知识进行观察、试验、比较、猜想、分析、综合、抽象和归纳,将实际问题抽象为数学问题,建立起数学模型,从而解决问题拓宽自己的知识”.可见进行一系列数学知识应用的前提,是不断地将背景材料加工整理组织的过程.该环节还有一个主要任务：在学生个性差异前提下,使不同层次的学生都有适合自己的状态,即在材料的组织内容和要求上有一定的弹性,以体现不同的教学要求.
2．材料逻辑化.材料逻辑化主要针对新信息技术下的数学课堂教学.教师在设计教学过程时注意体现以人的发展为本,突出学生的主体和主动性,设计要以学生为中心,以情境创设为前提,以问题驱动为导向,引出每节课的学习课题,学生围绕课题查阅信息资料,自主学习或与同学协作学习或与教师交流.教师通过网络及时收集学生的反馈信息,进行指导和帮助,学生通过思考探索,对获取的信息进行判断和逻辑推理,完成对课题的理解、掌握应用和建构.
3．材料数学化.力求体现知识的发生过程、对规律的探求和发展过程.在教师指导下,通过观察、操作、分析、比较,由学生自己去发现关系、性质和方法,并作出合理的判断.让学生在做数学的过程中学会“数学化”.
4．内化.学生活动也可能启示教师的再活动（信息扩充、教法创新、材料重组）.这个活动是师生间互动、学生间互动的产物,将使教材应用生命化、教学活动灵魂化,是目前课程改革所需要的教学变革.