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中学生运算能力的调查与分析研究结题报告

2013-05-28 14:23阅读:
西安市基础教育小课题研究结题报告
立项号
2012XKT-ZXSX297

课题名称
中学生运算能力的调查与分析研究

负责人
孟瑞
所在单位
长安区细柳初中
结题报告
关键词
中学生 运算能力
结题
报告
摘要
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中学生的运算能力的发展,取决于多种因素,其不能离开具体的数学知识而孤立发展。运算能力是与观察能力、记忆能力、理解能力、推理能力、表达能力及想象能力等相关的由低级到高级的综合能力,它们之间相互渗透,相互支撑而形成的一种数学能力。中学数学课程标准要求学生具有较熟练的运算能力,并把运算能力排在各种能力的首位。但是,分析近年来陕西省中考试卷答题情况并结合长安四中高一学生的考试情况,可以看出学生的计算能力还是比较薄弱的。为了获得目前中学生在数学计算能力方面更为准确详尽的信息,对高一学生的运算能力进行了调查和研究,并对调查材料进行了认真的统计和分析。通过教学实践,认为学生的运算能力是可以通过教师的正确引导和训练而不断提高的。在长期的教学中,只要教师对学生的运算能力认真分析,采取有效的方法,就一定能够提高学生的运算能力。
结题报告
一、课题背景及界定
1. 研究背景
a) 数学计算能力是数学学科最基本的能力之一,也是影响学生数学成绩的重要因素之一,因此计算教学一直是中学数学教育的一个重点。
b) 许多教师把提高学生的计算能力作为培养学生数学能力和发展智力的重要途径。但是,在数学教学中也发现目前的中学生在面对计算问题时出现了许多问题,例如:部分学生在数学学习活动中,总是机械地套用运算公式;在缺乏运算目标的情况下盲目地推理演算;运算过程中不能选择合理、简洁的运算途径,运算过程繁琐,正确率低等。
c) 在对学生运算问题的原因分析上,有些教师和学生对运算能力的内涵缺乏正确认识,往往将运算过程中的错误原因归结到非认知因素上,认为是马虎”“粗心”“不注意造成了运算错误;往往看重解题过程中的方法和思路,对运算的具体实施,对运算过程中的合理性、最佳策略等都没有给出足够的重视;重结果,轻过程,重笔算,轻估算,限制了学生能力的发展;对于部分基础较好的学生,教师注重数学思想方法的渗透和引导,却忽略对运算的必要指导。造成学生在整个初中阶段的运算能力提高有限,甚至一部分学生的正常学习都显得力不从心。
2. 课题界定
课题名称关键词:初中生,运算能力
按照皮亚杰(J.Piaget)关于个体智力发展年龄阶段的划分,初中阶段正是形式运算阶段(1115)。形式运算阶段是皮亚杰认知发展理论中认知发展的第4个也是最后一个阶段。这个阶段在具体运算阶段之后。表现为获得抽象思维能力和从可得到的信息得出结论。当儿童进入青春期,皮亚杰说,许多人可以熟练解决假设命题并使用演绎逻辑:如果A,则B。特别地,初二是运算能力发展的新的起步,是运算能力发展的关键,我们应该在初二提高学生的运算能力培养的质量和速度,从而使学生的运算能力获得一个质的发展飞跃。
本课题可以界定为:在前人研究的基础上,以理论与实践相结合为原则,对初中学生的运算能力进行分析研究,通过对三个年级的学生运算能力测试和个体学生观察,分析影响学生运算能力水平的因素。
二、理论依据及意义
1. 理论依据
a) 数学运算能力的界定
曹才翰于1991年主编的《中国中学教学百科全书·数学卷》中指出:运算能力为一种非单一的数学能力,而是运算技能与逻辑思维能力等的一种独特的结合。学生的运算能力主要是通过数学解题活动逐步发展起来的。因此,学生的运算能力要从他们解数学题目的活动中来分析。
徐有表等人在《数学教学与智能发展》中指出:运算能力主要是指学生有目的的数学运算活动中,能合理地、简捷地、灵活地和正确地完成数学运算活动任务效率地个性心理特征。运算能力不是简单地加、减、乘、除的计算,而是与观察能力、记忆能力、理解能力、推理能力、表达能力及想象能力等有关的由低级到高级的综合能力,它们之间相互渗透,相互支撑而形成的一种数学能力。
罗增儒等人在《数学教学论》中指出:运算能力是数学能力中最基本的能力,其中包括计算技能和逻辑思维。
b) 数学运算能力的综合性
从运算的过程看,运算能力具有综合性。运算能力不是孤立存在的,是与记忆能力、观察能力、理解能力、推理能力、想象能力、表达能力等互相渗透的。记忆能力是运算能力的助手,对于那些最基本、最主要的公式及其变形,常用数据等牢固、长久地记忆,有益于复杂运算的进行。观察能力、想象能力是运算能力的起始点。学生在运算中的众多差错,通常是与缺乏观察能力与想象能力分不开的。善解题意、善于对公式进行等价变形,有助于运算灵活性的提高。此外,运算过程,实质上是根据运算公式与法则推导出结果,运算过程也是一个推理过程。因此,运算能力是一个综合提高的问题,是综合能力的体现。
2. 研究意义
a) 具备一定的运算能力是现社会公民必须具备的一种基本数学素养。
b) 数学运算能力是数学学科要求中最基本的能力之一,不仅仅是学生继续学习数学、形成其它能力的基础,同时也是学生进一步发展必须具备的一种素质。培养学生具有合理、正确、迅速的运算能力对于发展学生的数感,改善学生的思维品质,培养学生数学思维能力及探索、创新能力都起着重要的作用,也是提高数学教学质量和减轻学生学习负担的一个重要环节。
c) 有学者在对目前中学生数学学习能力调查后得出结论:目前中学生的推理能力较强,其次是判断能力,而较差的是应用能力,最差的是运算能力。因此有必要通过调查研究,了解初中生数学运算能力的现状和发展趋势,透视数学学习能力,认真审视新课标下的运算教学目的和教学内容,才能因材施教,切实提高学生的数学计算能力。
三、研究的目标、内容、方法、步骤及过程
1. 课题研究的主要内容和目标
中学生的运算能力进行定量和定性的分析研究,对中学生运算能力发展水平的差异进行研究,分析影响学生运算能力水平的因素。
2. 研究方法
文献法、访谈法、观察法。
3. 研究步骤及过程
第一阶段(2012.4——2012.8)查阅相关文献资料,对中学生计算能力进行相关理论研究。此阶段通过文献查阅和资料整理,充分把握目前国内外研究的现状、成果和趋势等,为后续研究提供理论指导,为研究工作的有计划开展做足准备;通过调研初中生数学运算能力情况,分析其中计算能力不足的原因,确定具体的研究问题。第一阶段成果主要:课题研究方案;研究文献综述;调查研究报告。
第二阶段(2012.9——2013.1)研究实施阶段。主要分为三个部分,第一部分编制相关数学运算的测试卷,高一学生分别作相应的测试,并对测试结果进行分析,结合理论制定相应的教学策略;第二部分在本人所授班级进行教学实践,并在教学实践过程中进行再反思评价;第三部分为对课题研究进行总结和完善,根据具体情况确定是否有必要再次进行行动研究的循环。第二阶段研究成果:教师的教学反思与论文。
第三阶段(2013.2--至今)对本课题研究成果进行整理,撰写结题报告。第三阶段研究成果:课题研究报告,课题论文等。
四、研究结果与成效
高一学生的运算能力测试和学生平时作业的解题过程分析得出,学生的整体数学运算能力水平偏低,对于运算过程中,理解算理,能够根据题目条件寻求合理、简捷的运算途径的高层次运算较弱。本文从以下三个方面分析影响学生运算能力发展水平的原因。
1. 教学环境因素
a) 教师的教学方法和教学观念的影响
教师的教学方法和教学观念会影响学生数学学习和能力的发展。首先,教师在教学过程中,不能始终营造一种利于学生主动参与的教学环境,特别是后进生由于学习数学很吃力导致了对数学越来越厌倦,同时教师面对的学生多,教学任务重,对于转化后进生不能面面俱到,这个现象在初三和高一尤为突出,是造成被测学生低分率高现象的重要原因。第二,不少数学教师对提高学生的运算能力缺乏足够的认识,也缺乏必要的指导,只重视解题方法和解题思路的教学,缺乏运算的规范性、合理性和简捷性的指导,往往把学生运算能力差归咎于粗心马虎
b) 教学内容的选择与课程安排的影响
所选择的教学内容应从学生的实际出发,不能过高或过低的估计学生的能力。有的老师采取了题海战术,认为学生见的题型越多越难越好,因此所选习题偏难。但是学生的能力水平有限,不少中等偏下水平的学生完全被老师拖着走,不理解问题的本质,仅仅是机械的记忆,导致做题不灵活,缺乏变通和举一反三的能力。
2. 学生数学学习的心理因素
a) 对运算和运算能力认识理解不到位
准确是对运算的基本要求,但是大多数学生将运算不准确的原因归咎于粗心大意。教育心理学的研究表明,学生给予学习成功或失败原因的解释,对其后继学习行为有重要影响。如果学生将运算不正确原因归为粗心大意等外在因素,必然会降低其探究产生问题根源的努力程度,影响其运算能力的形成和提高。事实上,这些学生往往是对基本概念缺乏准确、深刻的理解,对基本公式和法则的掌握不熟练。
还有学生在数学学习中,只关注解决问题的思路和方法,对运算问题不屑一顾,久而久之,不仅运算能力下降,一算就错,而且养成了粗心的不良习惯。这个现象在中等偏上的学生身上体现的很明显。
b) 强信息的干扰
强化了的信息在大脑中会留下深刻印象,在遇到与强信息类似的新信息时原有的强信息痕迹便被激活,干扰正常思维活动,造成运算错误。例如:学生在学习幂的有关运算时,因为对平方运算强调的非常多,学生能够区别 ,结果到了立方的运算, 就分不清楚了。事实上区分这两种幂重点在指数,即对某数进行了奇次还是偶次乘方的问题。
c) 思维定势的消极影响
思维定势是思维的一种惯性,指由于先前的活动而形成的一种心理准备状态,它使人以比较固定的方式去进行认知和做出行为反应。思维定势有积极作用,也有消极作用,积极的作用是促进知识的迁移,消极作用则干扰新知识的学习。不良的思维定势表现在当学生掌握了某一种知识(方法)往往习惯用类似的旧知识(方法)去思考问题,这样必然会出现思维的惰性,影响运算的速度和正确性。例如,某题是根据二次函数图像要求学生判断几个结论是否正确,其中一个结论是 ,很多学生束手无策,因为之前运用平方差公式,习惯于直接利用 的形式,对于题目中的形式,不能转化成
在教学的初始阶段,要求学生掌握某种模式,形成运算的条件反射是合理的,但一旦学生已掌握了算法后,教师应积极创造条件引导学生从合理性、简捷性上进行对比、反思,逐步消除思维定势的消极影响,提高学生运算思维的灵活性。
d) 缺乏优良数学思维品质
数学运算能力作为个性心理特征具有层次性,即它有高低之分,这种区分是通过数学思维品质来确定的。数学思维品质实质就是人的数学思维的个性特征,包括深刻性、灵活性、独创性、批判性、敏捷性等五个方面。学生运算能力不强,往往与学生思维品质密切相关思维的严密性、灵活性、流畅性、逆向性等思维品质对学生的运算能力影响很大。从学生的测试情况和学习过程看,教师应提高学生的整体思维能力,达到高效运算;培养学生的缜密思维,做到准确运算;学生要具备发散思维,能够因题制宜,灵活应变,采用巧妙合理的运算方法;学会逆向思维,辩证地从问题或问题中某个方面的反面入手逆向思考,简捷运算。
3. 数学思想方法因素
a) 数学思想方法在数学运算中的体现
数学思想方法是对数学知识和方法的本质认识。如分类讨论思想、函数思想、数形结合思想、化归思想等正确的数学思想方法是学生运算技能和逻辑思维能力进一步提高的有效途径。在数学教学中,对数学思想方法的认识,也要提到发展数学能力的高度。因为基本的数学思想方法是学生运算能力发展的基础,只有正确理解有关的数学概念、切实掌握有关的教学定理、公式、法则,明了数学的基本思想方法,才能为运算指明方向,开拓思路,提供依据,使运算能够顺利进行,并取得正确的结果。运算能力发展到中级水平,即形成了运算的基本方法和技能,这个过程是不断运用有关的数学思想方法的结果。
b) 教师教学中对数学思想方法的忽视
在日常课堂教学中,许多教师往往对数学思想方法的教学缺乏意识性,这是导致学生运算能力欠缺的深层次原因。主要表现在: 制定教学目的时偏重于较低层次的具体知识、技能训练的教学要求,而忽视数学思想方法的教学要求;教学时往往注重知识的结论,而削弱知识形成过程中思想方法的训练;知识应用时,又偏重于就题论题,忽视数学思想方法的揭示与提炼;小结复习时,只注意知识的系统整理,忽视思想方法的归纳提高等。而在教学中注重数学思想方法的培养,就有利于学生知识迁移,特别是原理和态度的迁移,从而可以极大地提高学习质量和数学能力。计算能力贯穿整个中小学数学能力的始终,但随着年级的升高,其内容逐步深化。小学生的计算能力主要表现为具体运算的水平,初中生则表现为综合运算,到高中阶段已包含了逻辑运演的成分。进行数学思想方法教学,充分利用计算的渐变性,不仅有助于学生从形式思维向辩证思维过渡,而且是形成和发展学生辩证思维的重要途径。进而提高与学生计算技能相适应的三种数学能力即形式化感知能力、概括能力、逻辑思维能力。例如,学生学习了类比并对类比的思想方法有所认识时,从学习有理数乘法到学习乘法公式再学复数运算,学生产生知识迁移,正确地辨认出数、式运算的异同点,从而真正提高其运算能力。因此教师应将数学思想方法指导切实融入教学各个环节中。如在教学目的确定、教学过程的实施、教学效果的落实等环节有意识地体现数学思想方法;并在掌握重点、突破难点中,有意识地运用数学思想方法。
五、存在问题及改进
虽然课题组做了大量的工作,在理论上也进行了积极地探索,并积累了丰富的实践材料,但鉴于自己的理论水平、实践经验和时间限制,课题的研究还存在一些问题:如研究方法还有待进一步完善;调查研究的能力、归纳总结的能力还有许多不尽如人意之处;影响三个年级学生的运算能力因素还需进一步探究等。
本课题研究结束后,我们将进一步加强理论学习,将实践转化为理性的思考,丰富研究的内涵,推广研究成果的应用效应。研究思路是:
1、将调查扩大到更大范围,并加强对学生估算能力的研究,根据不同的学生进行跟踪探究。
2、对中学生运算能力发展水平的差异进行研究;
3、寻求初中数学教学中培养学生运算能力的有效途径,提高学生数学能力,提出提高初中学生的运算能力水平的对应策略。
4、对运算能力培养中如何发展学生的个性、建立怎样的运算能力评价体系及针对不同年级制定具体培养目标等问题进行进一步的研究。
虽然课题研究取得了一定的成果,对我们教育教学起到了积极的作用,但这并不意味着课题研究的结束。我们的教学将伴随着课题研究的持续深入而长足发展。希望得到专家、领导的不吝赐教,使本课题研究得到提升,臻于完美,从而更好服务于教学工作。

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