信息技术支持下的小学数学问题型教学策略研究

  1.1  研究背景和意义 

  随着基础教育课程改革的进行，小学数学课程经历着不断改进和完善的过程，其核心课程目标强调认识数学的价值、培养数学素养，使学生具有识别问题、分析问题以及灵活地解决问题的能力，不仅要使学生“学会”数学，更重要的是让学生“会学”数学，“爱学”数学，充分发掘学生的问题意识和创新思维。在信息化背景与基础教育改革的双重推动下，如何利用信息技术手段，更好地运用问题导向式教学策略实施有效教学，是值得我们关注和研究的问题。当前小学数学课堂中仍存在不少问题，如重视数学知识的传授，轻视数学能力的培养；重视单向的“传授式教学”，轻视双向的“探究式教学”；重视间接书本知识系统的“学数学”，轻视直接生活领域的“做数学”等。这些问题使学生“问”的技能未能受重视，学生的主体地位未能体现，限制了学生的思维发展，降低了学生的学习效率。此外，由于受多方面影响，不同地区的信息化水平不同，在欠发达地区和非重点学校仍存在硬件设备不齐全、多媒体设备处于闲置状态、教师信息化教学意识和能力欠缺等问题。整体信息化水平不高，妨碍了有效的小学数学课堂教学的开展。培养创新型人才是我国新课程改革的主要目标之一。教育部《国家中长期教育改革与发展规划纲要（2010-2012 年）》第 32 条“创新人才培养模式”指出要“深化教育教学改革，创新教育教学方法，探索多种培养方式，形成各类人才辈出、拔尖创新人才不断涌现的局面。注重学思结合。倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学，帮助学生学会学习。激发学生的好奇心，培养学生的兴趣爱好，营造独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境。”问题导向式教学为小学数学高效率开展提供了一种新方法。问题导向式教学英文表达为 Problem-based  learning 或 Encouraging problem solving 或 Teaching  through problem solving，中文称为问题导向式教学、基于问题的学习、问题式教学等。问题导向式教学是把学习置于复杂的、有意义的且真实的问题情境中，通过让学生以多种学习形式来解决复杂的、实际的或真实性问题，从而促进学生思维、培养其问题意识、提高知识的迁移应用能力。问题导向式教学以问题为核心，有效地融合了《纲要》中提到的“启发式、探究式、讨论式、参与式教学”，使学生学习数学知识的同时，更重视学生思维的形成。现代信息技术的发展为问题导向式教学提供便利，并且为数学教育的普及提供得天独厚的条件。教育部颁布《全日制义务教育数学课程标准（2011 年版）》提出：“信息技术的发展对数学教育的价值、目标、内容以及教学方式产生了很大的影响。数学课程的设计与实施应根据实际情况合理地运用现代信息技术，要注意信息技术与课程内容的整合，注重实效。要充分考虑信息技术对数学学习内容和方式的影响，开发并向学生提供丰富的学习资源，把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的有力工具，有效地改进教与学的方式，使学生乐意并有可能投入到现实的、探索性的数学活动中去。”由此可见，信息技术的运用在数学教学中具有重要作用。信息技术可以使数学知识呈现动态化、可操作化，并以过程性的方式进入学生的学习生活中；信息技术可以使数学表征形式多样化，使教学内容形象化、生动化、情景化，引起学生的注意，激发学生的学习动机，促进学生的积极思考，从而保证数学课堂教学的高质量和高效率。综上分析，笔者选择“信息技术支持下的小学数学问题导向式教学策略研究”这个课题进行研究。

技术环境下结合小学数学特点的问题导向式教学策略，以期提高学生问题意识、问题解决能力和逻辑思维能力。 经过教学实验检验问题导向式教学策略的有效性，并在教学过程中灵活修改完善策略，使教学策略取得最大化的教学效果，从而提高小学数学的课堂教学质量和效率。 本研究的内容包括： 对问题导向式教学的有关研究进行梳理。 根据问题导向式教学在不同领域的实践应用情况，初步总结归纳信息技术支持下的结合小学数学特点的问题导向式教学策略。  进行实验研究，将教学策略应用在教学实践中，并依据实际教学情况灵活调整修改教学策略。分析实验结果，得出结论，并总结经验。为达到以上研究目的，完成上述研究内容，本研究采用了以下研究思路：首先查阅相关文献，明确问题导向式教学及其策略的概念；其次分析问题导向式教学的特点及模式。在文献梳理的基础上，提出了信息技术支持下的小学数学问题导向式教学策略，并在教学实践中不断修改完善。选取某校小学同年级两班的学生实施前测，主要测量内容为五年级上册的数学基本知识，主要形式为书面化测试的形式，主要目的是掌握两个班级学生数学学习的基本情况，便于教学工作的顺利展开。将提出的问题导向式教学策略应用到实验班的实际教学中，对照班则采用常规教学策略。在实验班，笔者根据不同的教学内容采用相对应的问题导向式教学策略，而且在教学过程中，编制了测量工具、观察学生课堂表现及进行非正式访谈交流，及时掌握学生阶段。

  2.1  问题导向式教学

  孔子是世界上最早提出启发式教学的教育家，他指出，“不愤不启，不悱不发。举一隅不以三隅反，则不复也”，即学生若对问题或现象不经过深入思考并有所体会，想弄明白却想不透时，便不要去启发；学生若经过苦思冥想但不能用语言完善表达出来时，便不要去开导；若学生不能做到举一反三，那便不要往下进行了。孔子提倡对学生进行适时启发、引导，以促进学生积极思考，最大限度地完成知识自我构建。古希腊哲学家苏格拉底也提出了以问题为引导的“产婆术”教学法，主要以问答形式体现，可分为三步：①苏格拉底讽刺，即不断提出问题使学生自己陷入矛盾之中，甚至迫使学生承认自己的无知。他认为这是使人变得聪明的一个必要步骤，因为除非一个人很谦逊，“自知其无知”，否则他不可能学到真知；②定义，在师生问答中经过反复诘难和归纳，使学生得到明确的定义和概念；③助产术，积极引导学生自己进行思考，自己探究并得出结论。苏格拉底提倡学生自己思考问题，使学生在“发现问题→思考问题→表达想法→解决问题”的过程中培养问题意识及问题解决能力，同时教师作为引导者、辅助者扮演着不可替代的作用。19 世纪末 20 世纪初，美国著名的哲学家、教育学家和心理学家杜威提出了反对传统教学的新教学理论，提倡“做中学”的教学原则，主张在活动中进行教学，并将教学过程看作儿童亲身体验获得经验的过程。杜威在《我们怎样思维》一书中指出人处于任何一种情境都会产生或大或小的疑难问题，从而触发人的思维活动，想办法解决问题，获得经验知识。基于此，杜威提出“反省思维的五个形态”，并将其引入到教学实践过程中，形成了“教学五步法”：①创设情境：“学生要有一个真实的经验的情境，要有一个对活动本身感到兴趣的连续的活动”；②确定问题：“在这个情境内部产生一个真实的问题，作为思维的刺激物”；③占有资料：“他要占有知识的资料，从事必要的观察，对付这个问题”④假设：“他必须负责一步一步地展开他所想出的解决问题的方法”；⑤检验：“他要有机会通过应用来检验他的想法，使这些想法意义明确，并且让他自己去发现它们是否有效。”这五个步骤大致概括了“做中学”的实施过程，反映了学生从思考到实践的过程。20 世纪 60 年代末，加拿大麦克马斯特大学（Mc Master University）成立了一所新的医学院，该学院采用全新的医学课程，主要包括人类与社会、医学专业及其社会功能和教育三方面。此医学课程的主要目标是培养医生，并采用一种全新的教学方式即基于问题的学习（PBL）。学生经过实践诊断，系统地分析患者的病情，提出问题，并通过各种途径解决问题，使学生不仅掌握了医学相关知识，而且丰富了自身的实践经验，增长了见识。问题导向式教学是挑战传统教学的一种全新的教学方式，相对于传统教学中“教师讲，学生听”的固定模式，问题导向式教学提倡创建积极主动、富有生气的活力课堂。杜威曾说过，“我们构建的教育应能通过做事充分调动儿童天生的主动倾向，同时务必使这种做事能要求儿童进行观察，获得知识，和运用建设性的想象力，这才是改变社会条件所需要的教育。”在当今教育竞争形势如此严峻的状况下，问题导向式教学较充分地展示了这种教育的优势。

  2.2 问题导向式教学策略的概念

  目前对教学策略的界定是仁者见仁，智者见智。较早提到课堂教学策略的美国学者埃金等人认为，“教学策略就是根据教学认为的特点，选择适当的方法。”施良方、崔允漷在《教学理论：课堂教学的原理、策略与研究》一书中指出，“教学策略是教师为实现教学目标或教学意图（难以明确或无需明确的目标）所采取的一系列问题解决行为”。邵瑞珍主编的《教育心理学》一书中提到，“教学策略是教学在教学过程中，为达到一定的教学目标而采取的相对系统的行动”。李介在《课堂教学策略》书中指出，“教学策略是为了达到教学目的、完成教学任务而在教学活动清晰认识的基础上对教学活动进行调节和控制的一系列执行过程”。周军在《教学策略》书中分析得出，“教学策略是教师为了实现教学目标，根据教学情境的特点，对教学实施过程进行的系统决策活动”。车文博在《当代西方心理学新词典》工具书中指出，“教学策略（instructional strategy）是教学心理学研究的一个新的领域和热点。广义既包括教的策略又包括学的策略，而狭义则专指教的策略，属于教学设计的有机组成部分，既在特定教学情境中为完成教学目标和适应学生认知需要而制定的教学程序计划和采取的教学实施措施。美国教学设计专家 M.梅里尔认为，不同类型的教学策略可以增进不同种类的知识和技能的学习。”由上述定义可以发现，学者对教学策略含义的认识存在两个共同点：第一，将教学策略视为实施教学方案的具体行动，强调了教学策略的执行性，即可操作性。第二，教学策略可以看成教学方法、教学技术的总和，但又不同于教学方法，教学策略是教学方法的宏观表现，注重于对教学方法的操纵和实施，而教学方法是教学策略的部分内容，主要以静态形式存在。基于以上分析，本研究采用施良方、崔允漷对教学策略的定义，即教学策略是教师为实现教学目标或教学意图（难以明确或无需明确的目标）所采取的一系列问题解决行为。首先这个定义的描述简单、明了地说明教学策略的目的、本质和过程。其次，“一系列问题解决行为”是执行措施，寻求问题解决的方法。此过程与“问题”息息相关，紧扣本文的主题。笔者认为，教学策略主要有两个特点：其一，教学策略具备可操作性，要求有相应的方法、技术或程序，通过对解决教学问题或改善教学质量制定相应的策略，将策略应用于教学过程中，并在实施过程中及时反馈和调整，最终落脚点要体现在行动上；其二，教学策略具有动态性，教学策略根据教学情境、学习者学习情况、教学内容安排等，实时地调整教学策略以适应实际教学需要，以确保将教学策略的作用发挥极致，使教学效果达到最优化。教学策略的作用是研究“在什么条件下该怎样做才能完成该做的事情”，也就是说教学策略根据学生原有的知识基础、兴趣爱好等客观因素，影响学生学习什么、怎样学习、怎样运用知识解决问题。比如说，某课堂上，学生的学习积极性不高，那么在什么情况下，采取怎样的措施才能使学生的主动性提升，让学生成为课堂“小主人”，这就是教学策略应该发挥的作用。“无策略，不教学”，教学策略在教学过程中具有不可代替的重要性。有效的教学策略可以让学生的学习更加高效，让学生的学习在规定的时间内完成预定学习目标。学生可以在短时间内获得更多的内容，可以有助于提高课堂教学效率，提高教学质量，实现教学的最优化。

  3.1信息技术支持下问题导向式教学策略制定的依据

  3.2 信息技术支持下的小学数学问题导向式教学策略

  4.1实验目标与内容

  4.2实验对象

  4.3实验变量与研究假设

  4.4实验模式与测量工具

  4.5实验流程设计

  4.6实验教学的实施过程与案例

  5.1实验数据的描述性统计分析

  5.2实验数据的差异显著性检验分析

  5.3实验班典型学生的个案分析

  5.4实验结果讨论

  6.2研究不足与展望