小学数学探究学习

小学数学探究学习一、什么是探究探究：探索研究。这样理解就简单化了，词典中的解释也是“探索、研究”。探可以理解为探索，究不能理解为研究。究的本意和引申的意义都不是研究。究《诗经》中用过，其意思是源头。所以探究就是探索事物的原因。扩展——探索事物的特点、性质、结果。简单的说就是探索来龙去脉。探究：究：小溪的源头。探索事物的来龙去脉。英文中，探究这个词实际上更加简单化，罗列了探究的行为。探究最早就是询问，问什么呢？问路，问小溪的源头。遇到不明白的事情打听，后来扩展到其它的方式。Inquiry：询问、调查、研究如美国《国家科学教育标准》中对科学探究就是这样表述的：“科学探究指的是科学家们用来研究自然界并根据研究所获事实证据做出解释的各种方式。科学探究也指的是学生构建知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的各种活动。”①之所以这样表述，乃是由于学生的科学探究式学习活动在本质上与科学家的科学探究活动有很多相似之处。在讨论科学教育的文献中，不管是使用探究（inquiry）还是科学探究（scientificinquiry）这个词，除特别注明外都是指探究式的学习活动而非科学家的探究。1-3探究的三维模型这是把探究作为一种人的活动来认识对象：自然现象（生物、物质、地球与宇宙）、社会现象（政治、经济、文化）、心理现象（智力、性格、情绪）、人造事物（日用品、工具、机器）、符号系统（语言、数学、图画、音乐）我们把探究学习和发现学习划等号，是因为我们过分地把探究的目的局限在发现知识、获取知识的角度了。目的：获取知识、解决问题（家里的灯泡坏了，换灯泡）、表达观念（贾岛的“推敲”，做广告，用一副画表示水资源的危机）、训练技能（我国现在的研究性学习就是一种训练的探究，研究性学习不能等于发现学习。）探究的方法五花八门。方法：询问、调查（间接的探究）、观察、实验（直接的探究、有计划的）讨论、资料分析、思考（按探究的方法分类是不合适的，因为探究时是多种方法一起使用的）二、什么是探究学习探究学习（教学）是20世纪50年代由美国芝加哥大学的施瓦布教授在“教育现代化运动”中倡导提出的。对于探究学习目前还没有统一的说法。因此作具体界定时会给出不同的定义。施瓦布认为探究学习是指这样一种学习活动：儿童通过自主地参与知识的获得过程，掌握研究自然所必需的探究能力，同时形成认识自然的基础——科学概念，进而培养探索世界的积极态度。国内学者普遍认为：探究学习一般是指从学科领域或现实生活中选择和确定一些问题作为研究主题，在教学中为学生创设一定的情境，通过学生自主、独立地发现问题和解决问题等一系列探究活动，从而促进学生知识技能、情感态度，特别是探索精神和创新能力等方面发展的学习方式和学对象目的方法（工具）习过程。二、探究学习的特征由于多种原因，人们在理解和实施探究式教学中容易出现两方面的偏差，一是对探究的泛化，另一是对探究的神化。前者就是随意地给一些人们早已熟知的教与学的形式贴上探究的标签，如一个从目的到内容再到方法、步骤，甚至连表格都画好了的实验活动设计，却不仅被冠以探究而且是自由探究的名称；后者则只把从问题的提出、证据收集主案的制订和实施到解释的形成、检验和结论的得出等等都是由学生自主发现、由学生独立完成的活动才归为探究。这两种理解都背离了探究式学习的本质意义，如不加以澄清和纠正，将极大地影响探究式教学的实施。区别事物的基本方法就是把握它们的特征。要正确实施科学探究式的教与学，必须把握其基本特征，美国国家研究理事会2000年组织编写出版了一本专著，对科学探究式教与学的重要问题进行了比较系统、比较有说服力的阐述，其中，将探究式教学的基本特征概括为如下五个方面的内容。②1．学习者围绕科学性问题展开探究活动所谓科学性问题是针对客观世界中的物体、生物体和事件提出的，问题要与学生必学的科学概念相联系，并且能够引发他们进行实验研究，导致收集数据和利用数据对科学现象做出解释的活动。在课堂上，一个有难度但又让人能尝到果实、足以引发探究的问题，能激发学生的求知欲望，并能引出另一些问题。比如，对于低年级学生，符合上述标准的一个问题可以是大黄粉虫幼体是如何对光做出反应的？对高年级学生，可以问：基因如何影响人的眼睛的颜色？而即使对高年级学生，提出今后一百年问全球气候将会如何变化这样的问题也是不合适的。这个问题虽具有科学性，但过于复杂，学生回答这个问题决不可能全面考虑预测范围内有关的证据和论据。学生可能只会考虑个别因素，如云量的增多对气候变化将产生怎样的影响；或者可能考虑一些因果关系，如气温升高（或降低）对植物、气流、天气将有怎样的影响。2．学习者获取可以帮助他们解释和评价科学性问题的证据与其他认知方式不同的是，科学是以实验证据为基础来解释客观世界的运行机制。科学家在实验中通过观察测量获得实验证据，而实验的环境可以是自然环境如海洋，也可以是人工环境如实验室。在观察与测量中，科学家利用感官感知，或借助于仪器如望远镜延伸感官功能进行观察，甚至用仪器测量人的感官所不能感知的物质特性，如测量磁场。有时，科学家能控制条件进行实验；而另一些时候则无法控制，或者实行控制将破坏实验现象。这种情况下，科学家只有对自然界中发生的现象进行大范围、长时间的观测以便推断出不同因素的影响。可以通过改进测量、反复观察，或者就相同的现象收集不同类型的实验数据的方法提高所收集到的证据的可靠性。证据是可以被质疑和进一步调查研究的。在课堂探究活动中，学生也需要运用证据对科学现象做出解释。学生对动植物、岩石进行观察并详细记录它们的特征；对温度、距离、时间进行测量并仔细记录数据；对化学反应和月相进行观测并绘制图表说明它们的变化情况。同时，学生也可以从教师、教材、网络或其他地方获取证据对他们的探究进行补充。3．学习者要根据事实证据形成解释，对科学性问题做出回答科学解释借助于推理提出现象或结果产生的原因，并在证据和逻辑论证的基础上建立各种各样的联系。科学解释须同自然观察或实验所得的证据一致，并遵循证据规则。科学解释还须接受公开的批评质疑，并要求运用各种与科学有关的一般认知方法（如分类、分析、推论、预测）以及一般的认知过程（如批判性推理和逻辑推理）。解释是将所观察到的与已有知识联系起来学习新知识的方法。因此，解释要超越现有知识，提出新的见解。对于科学界，这意味着知识的增长；对于学生，这意味着对现有理解的更新。两种情况的结果都能产生新的认识。例如，学生可根据观察或其他的证据解释月相的变化、不同条件下植物的生长状况不同的原因以及饮食与健康的关系等问题。4．学习者通过比较其他可能的解释，特别是那些体现出科学性理解的解释，来评价他们自己的解释评价解释，并且对解释进行修正，甚至是抛弃，是科学探究有别于其他探究形式及其解释的一个特征。评价解释时，可以提出这样的问题：有关的证据是否支持提出的解释？这个解释是否足以回答提出的问题？从证据到解释的推理过程是否明显存在某些偏见或缺陷？从相关的证据中是否还能推论出其他合理的解释？核查不同的解释就要学生参与讨论，比较各自的结果，或者与教师、教材提供的结论相比较以检查学生自己提出的结论是否正确。这一特征的一个根本要素是保证学生在他自己的结论与适合他们发展水平的科学知识之间建立联系。也就是说，学生的解释最后应与当前广泛为人们所承认的科学知识相一致。5．学习者要交流和论证他们所提出的解释科学家以结果能够重复验证的方式交流他们的解释。这就要求科学家清楚地阐述研究的问题、程序、证据、提出的解释以及对不同解释的核查，以便疑问者进一步地核实或者其他科学家将这一解释用于新问题的研究。而课堂上，学生公布他们的解释，使别的学生有机会就这些解释提出疑问、审查证据、挑出逻辑错误、指出解释中有悖于事实证据的地方，或者就相同的观察提出不同的解释。学生间相互讨论各自对问题的解释，能够引发新的问题，有助于学生将实验证据、已有的科学知识和他们所提出的解释这三者之间更紧密地联系起来。最终，学生能解决彼此观点中的矛盾，巩固以实验为基础的论证。1-4探究学习的三个基本要素（特征）探究本质的特征，很多人引用了五个方面的特征（美国国家科学标准），这是科学探究的本质特征或要素，不是一般意义上的。问题或任务（学习者自身的）探究活动表达与交流四、探究学习的意义价值为什么要倡导探究学习一些问卷调查其实是教育教学的现状要改革改什么？进行课堂教学改革有多种方法和渠道，为什么探究式就被认为是课堂教学改革的理想选择？其实，教学改革并不神秘，它的宗旨是三点：一是打破传统教学束缚学生手脚的一套做法；二是遵循现代教育以人为本的观念给学生发展以最大的空间；三是能根据教材提供的基本知识把培养创新精神和实践能力作为教学的重点。只要能做到这三点，谁都能改革，怎么改革都行。我们数学学科新课程的要求改革的宗旨是这样的，我们就需要与这样的总之相吻合的观念、教与学的方式等。案例《圆的认识》《标准》中的目标要求探究学习能满足学生的需要，能满足学生“在活动中学习、在主动中发展、在合作中增知、在探究中创新”的需要。三、探究学习的作用和价值（一）有利于学生保持独立的持续探究的兴趣。（二）有利于丰富学生的学习体验。（三）有利于学生养成合作与共享的个性品质。（四）有利于增进学生独立思考的能力（五）有利于学生建立合理的知识建构（六）有利于学生养成尊重事实的科学态度。五、探究学习的基本程序组织学生经历探究学习的过程，需要按照探究学习的基本程序进行，科学合理地把握探究学习的基本程序，能够节省教学时间，提高学习效率。目前，在小学数学课堂教学中开展探究性学习，主要存在两方面的问题：一是在组织探究的过程中，基本程序不明确，导致探究过程混乱；二是机械套用科学探究程序,导致探究学习流于形式，缺乏实效性。对于小学生学习数学，更多的是沿着人类数学发现活动的轨迹，进行科学探究的模拟活动，通过经历知识的产生与形成过程，实现知识的再发现和再创造，这就决定了小学数学课堂教学中开展探究学习的基本程序，不能完全套用科学探究的程序。需要在科学探究程序的基础上，研究既符合数学学科特点，又遵循小学生学习规律的数学探究学习的基本程序。广大数学教育工作者对数学探究学习曾做过许多理论研究和实践探索，一般按照“创设情境，提出问题——初步推测，提出猜想——设计方案，验证猜想——分析数据，得出结论——反思过程，形成反馈”的基本程序展开探究学习活动。1.创设情境，提出问题有效的探究活动总是从问题开始的。创设问题情境，就是要在教学内容和学生求知心理之间创设一种不平衡，在新旧知识之间制造冲突，巧妙地把数学学习的内容转换成具有潜在意义的问题，从而激发学生产生掌握未知事物的迫切愿望，诱发出探索性的思维活动。在这一过程中，经过组间交流和教师启发，使学生从中提炼出一个可探究的数学问题。2.初步推测，提出猜想数学的学习与发展，需要人们根据已知的某些数学知识和事实，对数学的某些原理、方法等提出一些猜测性的推断。在数学探究学习中，初步推测就是引导学生运用已有的数学知识猜测数学问题的解法、猜测数学问题的结果、猜测数学问题可能形成的新概念或新命题。在猜测的基础上通过观察、比较、分类、判断等思维活动，形成对问题结论的预设。3.设计方案，验证猜想在数学探究学习过程中，设计方案的过程就是想办法验证猜想是否成立的过程。教师通过引导，帮助学生寻找与猜想相关的因素，探讨分析各个因素之间的关系，形成验证猜想的方案。学生按照自己认为可能合乎情理、可能正确的方向进行尝试，验证自己的方法、想法是否正确，有计划、有步骤地实施方案，验证猜想是否成立。4.分析数据，得出结论分析数据的过程，就是老师帮助学生对验证猜想的数据进行整理，引导学生思考为什么会产生这样的结果，是哪些因素导致了这样的结果，找出猜想与相关因素之间的关系。进而通过归纳概括，得出解决问题的结论或方法，帮助学生认识一个新的概念或原理。5.反思过程，形成反馈评价探究结果和反思探究过程是探究学习的最后一个程序，也是贯穿于探究学习的整个过程之中。通过反思探究过程的每一环节，帮助学生获得解决问题的思路和方法。在师生互动交流的过程中，反馈信息，总结经验，反