高中數(shù)學研究性學習實踐研究

牛曉偉

（通渭縣第一中學，甘肅 通渭 743300）

研究性學習是學生在教師指導(dǎo)下，從自然、社會和生活中選擇和確定專題進行研究，以類似科學研究的方式主動地獲取知識、應(yīng)用知識、解決問題，并在研究過程中通過多種渠道主動地獲取知識、應(yīng)用知識、解決問題的學習活動。實施以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力為重點的素質(zhì)教育，關(guān)鍵是改變教師的教學方式和學生的學習方式。設(shè)置研究性學習的目的在于改變學生以單純地接受教師傳授知識為主的學習方式，為學生構(gòu)建開放的學習環(huán)境，提供多渠道獲取知識、并將學到的知識加以綜合應(yīng)用于實踐的機會，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。

1 研究性學習的特點

研究性學習具有開放性、探究性和實踐性的特點，是師生共同探索新知的學習過程，是師生圍繞著解決問題共同完成研究內(nèi)容的確定、方法的選擇以及為解決問題相互合作和交流的過程。

1.1 開放性

研究性學習的內(nèi)容不是特定的知識體系，而是來源于學生的學習生活和社會生活，立足于研究、解決學生關(guān)注的一些社會問題或其他問題，涉及的范圍很廣泛。它可能是某學科的，也可能是多學科綜合、交叉的;可能偏重于實踐方法，也可能偏重于理論研究方面。

研究性學習，要求學生在確定課題后，通過媒體、網(wǎng)絡(luò)、書刊等渠道，收集信息，加以篩選，開展社會調(diào)研，選用合理的研究方法，得出自己的結(jié)論，從而培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識、科學精神和實踐能力，它的最大特點是教學的開放性。

（1）教學內(nèi)容是開放的。天文地理、古今中外，只要是學生感興趣的題目，并有一定的可行性，都可作為研究課題。

（2）教學空間是開放的。強調(diào)理論聯(lián)系實際，強調(diào)活動、體驗的作用。學習地點不再限于教室、實驗室和圖書館，要走出校門進行社會實踐；實地勘察取證、走訪專家、收集信息等等。

（3）學習方法、思維方式是開放的。針對不同目標，選擇與之適應(yīng)的學習形式，如問題探討、課題設(shè)計、實驗操作、社會調(diào)查等。要綜合運用多門學科知識，分析問題、解決問題的能力增強了，思維方式從平面到立體，從單一到多元，從靜態(tài)發(fā)展到動態(tài)，從被動發(fā)展到主動，從封閉到開放。

（4）收集信息的渠道是開放的。不是單純從課本和參考書獲取信息，而是從講座、因特網(wǎng)、媒體、人際交流等各種渠道收集信息。

（5）師生關(guān)系是開放的。學生在研究中始終處于主動的地位，教師扮演著知道者、合作者、服務(wù)者的角色。提倡師生的辯論，鼓勵學生敢于否定。

1.2 探究性

在研究性學習過程中，學習的內(nèi)容是在教師的指導(dǎo)下，學生自主確定的研究課題:學習的方式不是被動地記憶、理解教師傳授的知識，而是敏銳地發(fā)現(xiàn)問題，主動地提出問題，積極地尋求解決問題的方法，探求結(jié)論的自主學習的過程。因此，研究性學習的課題，不宜由教師指定某個材料讓學生理解、記憶，而應(yīng)引導(dǎo)、歸納、呈現(xiàn)一些需要學習、探究的問題。這個問題可以由展示一個案例、介紹某些背景或創(chuàng)設(shè)一種情景引出，也可以直接提出。可以自教師提出，也可以引導(dǎo)學生自己發(fā)現(xiàn)和提出。要鼓勵學生自主探究解決問題的方法并自己得出結(jié)論。

1.3 實踐性

研究性學習強調(diào)理論與社會、科學和生活實際的聯(lián)系，特別關(guān)注環(huán)境問題、現(xiàn)代科技對當代生活的影響以及社會發(fā)展密切相關(guān)的重大問題。要引導(dǎo)學生關(guān)注現(xiàn)實生活，親身參與社會實踐性活動。同時研究性學習的設(shè)計與實施應(yīng)為學生參與社會實踐活動提供條件和可能。

2 數(shù)學研究性學習

數(shù)學研究性學習是學生數(shù)學學習的一個有機組成部分，是在基礎(chǔ)性、拓展性課程學習的基礎(chǔ)上，進一步鼓勵學生運用所學知識解決數(shù)學的和現(xiàn)實的問題的一種有意義的主動學習，是以學生動手動腦主動探索實踐和相互交流為主要學習方式的學習研究活動。它能營造一個使學生勇于探索爭論和相互學習鼓勵的良好氛圍，給學生提供自主探索、合作學習、獨立獲取知識的機會。數(shù)學研究性學習更加關(guān)注學習過程。

2.1 數(shù)學研究性學習課題的選擇

數(shù)學研究性學習課題主要是指對某些數(shù)學問題的深入探討，或者從數(shù)學角度對某些日常生活中和其他學科中出現(xiàn)的問題進行研究。要充分體現(xiàn)學生的自主活動和合作活動。研究性學習課題應(yīng)以所學的數(shù)學知識為基礎(chǔ)，并且密切結(jié)合生活和生產(chǎn)實際。新高中數(shù)學新教材將按《新大綱》的要求編入以下課題，供參考選用，當然教學時也可以由師生自擬課題。提倡教師和學生自己提出問題。

新高中數(shù)學新教材研究性學習參考課題有六個：數(shù)列在分期付款中的應(yīng)用，向量在物理中的應(yīng)用，線性規(guī)劃的實際應(yīng)用，多面體歐拉定理的發(fā)現(xiàn)；楊輝三角，定積分在經(jīng)濟生活中的應(yīng)用。其教學目標是：（1）學會提出問題和明確探究方向；（2）體驗數(shù)學活動的過程；（3）培養(yǎng)創(chuàng)新精神和應(yīng)用能力；（4）以研究報告或小論文等形式反映研究成果，學會交流。

2.2 數(shù)學開放題與研究性學習

數(shù)學開放題的常見題型，按命題要素的發(fā)散傾向分為條件開放型、方法開放型、結(jié)論開放型、綜合開放型；按解題目標的操作摸式分為規(guī)律探索型、量化設(shè)計型、分類討論型、數(shù)學建模型、問題探求型、情景研究型；按信息過程的訓(xùn)練價值分為信息遷移型、知識鞏固型、知識發(fā)散型；按問題答案的機構(gòu)類型分為有限可列型、有限混沌型、無限離散型、無限連續(xù)型。

2.3 數(shù)學研究性學習中開放題的編制方法

無論是改造陳題，還是自創(chuàng)新題，編制數(shù)學開放題都要圍繞使用開放題的目的進行，開放題應(yīng)當隨著使用目的和對象的變化而改變，應(yīng)作為常規(guī)問題的補充，在研究型課程中適合學生研究性學習的開放題應(yīng)具備起點低、入口寬、可拓展性強的特點。

用于研究性學習的開放題盡量能有利于解題者充分利用自己已有的數(shù)學知識和能力解決問題。編制的開放題應(yīng)體現(xiàn)某一完整的數(shù)學思想方法，具有鮮明的數(shù)學特色，幫助解題者理解什么是數(shù)學，為什么要學習數(shù)學，以及怎樣學習數(shù)學。開放題的編制不僅是教師的任務(wù)，它的編制本身也可以成為學生研究性學習的一項內(nèi)容。

數(shù)學開放題的編制方法：

（1）以一定的知識結(jié)構(gòu)為依托，從知識網(wǎng)絡(luò)的交匯點尋找編制問題的切入點。能力是以知識為基礎(chǔ)的，但掌握知識并不一定具備能力，以一定的知識為背景，編制出開放題，面對實際問題情景，學生可以分析問題情景，根據(jù)自己的理解構(gòu)造具體的數(shù)學問題，然后嘗試求解形成的數(shù)學問題并完成解答。

（2）以某一數(shù)學定理或公設(shè)為依據(jù)，編制開放題。數(shù)學中的定理或公設(shè)是數(shù)學學習的重要依據(jù)，我們可以設(shè)計適當?shù)膯栴}情景，讓學生進行探究，通過自己的努力去發(fā)現(xiàn)一般規(guī)律，體驗研究的樂趣。

（3）從封閉題出發(fā)引申出開放題。我們平時所用習題多是具有完備的條件和確定的答案，把它稱之為封閉題，在原有封閉性問題基礎(chǔ)上，使學生的思維向縱深發(fā)展，發(fā)散開去，能夠啟發(fā)學生有獨創(chuàng)性的理解，就有可能形成開放題。

（4）為體現(xiàn)或重現(xiàn)某一數(shù)學研究方法編制開放題。數(shù)學家的研究方法蘊涵深刻的數(shù)學思想，在數(shù)學研究性學習中讓學生親身體驗數(shù)學家的某些研究，做小科學家，點燃埋藏在學生心靈深處的智慧火種。以此為著眼點編制開放題，其教育價值是不言而喻的。

（5）以實際問題為背景，體現(xiàn)數(shù)學的應(yīng)用價值編制開放題。在實際問題中，條件往往不能完全確定，即條件的不確定性是自然形成的或是實際需要，其不確定性是合理的。如包裝的外型，花圃的圖案，工程的圖紙這些是需要設(shè)計的，而由于考慮的角度不同，設(shè)計者的知識背景、價值判斷不同，得出的方案也會不同。

以實際問題為背景，編制出設(shè)計類型的開放題，用于研究性學習，可以培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力。第19 屆國際數(shù)學教育心理會議的公開課問題:“在一塊矩形地塊上，欲辟出一部分作為花壇，要使花壇的面積為矩形面積的一半，請給出你的設(shè)計。”是一道公認的開放題，花圃的圖案形狀沒有規(guī)定性的要求，解題者可以進行豐富的想象，充分展示幾何圖形的應(yīng)用，這種以實際問題為背景編制的開放題往往有趣而富有吸引力。