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一个具有推理能力的人,无论遇到什么事情,都会自觉地寻求并弄清事情发生的本源,讲道理,判明是非,从而采取公正、合理的措施来解决问题。具有较强的推理能力对学生成长以及智力发展都起着加速和促进的作用,使其能够应对如今社会中大量纷繁复杂的信息,并对其进行筛选,理出头绪,做出恰当的判断和决策,这是21世纪新型人才所需要的基本素质。因此,培养学生数学推理能力,提高学生问题解决能力,培养学生将来工作以及实际生活的能力,是一项迫在眉睫的任务。
面向21世纪,为全面推进素质教育,培养高素质的人才,教育部组织实施了新一轮的国家基础教育课程改革。在近年的数学课程改革中,我国研制的新课程标准大大消弱了几何证明,消弱了演绎推理的份额,以大量增加合情推理的内容来弥补,似乎合情推理是更加重要的推理形式。培养学生的合情推理有利于培养学生的创新精神,但它并不能替代演绎推理能力的培养。
在信息爆炸的当今社会,学生学习数学绝不仅仅是获取知识和技能,更为重要的是希望通过数学学习使学生成为运用数学进行思考和解决问题并适应未来社会发展的人。我们已经认识到了传统的“填鸭式”教学的弊端,现在教育界强调充分发挥学生主动性,但从目前的教学情况看并没能将学生主动性落实到实处。过分强调主动性,缺乏教师的有效控制和指导,反而使教学变成了放羊式、放任自流的教学。教师的教可以使学生“懂得”知识,可以使学生“会”;但要做到让学生真正“悟”得数学知识、数学规律和知识间的联系,则需要让学生真正的参与到教学活动中来,让学生在教学活动中去亲身实践。智能教育平台为培养学生的推理能力提供了一个平台。学生在教学活动中,思维得到锻炼,能够真正的帮助学生进行思考,使学生真正“悟”。信息技术手段作为学生的一种学习认知工具给教学带来了极大方便。
初中生处于推理能力发展初期,也是推理能力发展的关键时期。本研究首先对国内外关于信息技术支持数学教育、数学推理能力培养等进行了文献综述,并汲取了前人的一些研究成果。以初中生数学推理能力为研究论题,与任课教师沟通,并进行课堂观察,了解中学数学教学内容。笔者从有针对性的对中学生数学推理能力进行培养这个可操作的层面,对数学推理能力进行了重新归类,将数学推理能力划分为为直接推理能力、间接单层推理能力和间接多层推理能力三种类型。间接单层推理又可划分为间接单步推理、间接两步推理和间接多步推理。间接多层推理也可以划分为不同的类型。在此,本文并非仅仅强调演绎推理或者不认同将推理划分为演绎推理和合情推理;而是将演绎推理和合情推理融合到直接推理、间接单层推理、间接多层推理的培养过程之中。笔者认为,这种划分方法是适应中学生这种较低数学推理能力水平的,更有利于教师有针对性的教和学生有针对性的学。
本研究还依据初中生的数学认知特点和本研究数学推理能力的三层划分原 理,提出基于智能教育平台的“三段式”教学策略(情境创设的教学策略、小步调探究教学策略、“描述-反思”教学策略),并通过准实验研究进行验证其有效性。
本研究采用准实验研究法进行实证研究。结合本研究的需要,选取了广州市天河区天秀中学的两个初三教学班进行对比研究:实验班级采用在智能教育平台支持下的“三段式”教学策略进行教学,对照班级采用传统的常规教学策略进行教学,经过三个月后,对两个班级的数学推理能力水平进行测量。对收集的数据进行整理和统计,并利用统计软件SPSS11.5进行统计分析,对提出的假设进行逐一验证,并得出以下主要研究结论:
(1)验证了本研究所提出的数学推理能力层次划分的有效性。它能够适应学生数学认知水平和中学数学教学的需要,能够有针对性的在操作的层面上给教师和学生以指导。
(2)验证了智能教育平台作为一种数学认知工具有利于培养中学生的数学推理能力。智能教育平台中的自动推理功能能够促进中学生直接推理能力的提高,但效果不显著;能够促进间接单层推理、间接多层推理能力的提高,并且效果显著。
(3)验证了智能教育平台下的数学教学有利于促进不同数学推理能力层次水平的学生的发展。在数学推理能力的高层次上,智能教育平台下的男女学生成绩均有所提高,并且男生提高的幅度相比女生较大。
(4)验证了智能教育平台环境下“三段式”教学策略的有效性。
最后,在研究结论的基础上提出了在智能教育平台下的教学的几条教学建议,为智能教育平台在初中数学教学中的应用的提出了一些改进的措施。
本研究为探讨利用信息技术促进初中学生数学推理教学提供了一种新的视角,研究结果对于基础教育数学教学改革具有一定的借鉴意义,但是鉴于研究样本仍嫌不够大,研究周期短,因此本研究仍存在一定的局限性。