摘要:課題高中數(shù)學(xué)運(yùn)算能力一直受到數(shù)學(xué)教育學(xué)者的關(guān)注。已有研究涉及了高中數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的內(nèi)涵、結(jié)構(gòu)、特征、因素、現(xiàn)狀及實(shí)踐對(duì)策等,研究?jī)?nèi)容較很豐富,很有價(jià)值,特別是實(shí)踐策略為教師的課堂教學(xué)提供了有力的參考。而對(duì)于學(xué)生數(shù)學(xué)運(yùn)算能力水平的劃分相對(duì)簡(jiǎn)單,籠統(tǒng),也缺乏相對(duì)應(yīng)水平下可操作性強(qiáng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。反思已有研究,認(rèn)為今后在數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的研究中應(yīng)加大一線(xiàn)教師與高校教師及心理研究隊(duì)伍合作,大范圍、多層面、多視角進(jìn)行研究。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué)運(yùn)算;文獻(xiàn)綜述
普通高中數(shù)學(xué)《課標(biāo)》提出的六大核心素養(yǎng),其中包括了數(shù)學(xué)運(yùn)算這一基礎(chǔ)的核心素養(yǎng)。同時(shí)數(shù)學(xué)運(yùn)算能力是眾多數(shù)學(xué)能力中的基礎(chǔ)能力,它對(duì)于高中生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的重要性可想而知。高中運(yùn)算能力的提升是其他數(shù)學(xué)能力的有力保障但也是一大障礙,所以研究者非常重視數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的培養(yǎng)和落實(shí)。本文將對(duì)研究者在高中數(shù)學(xué)運(yùn)算能力方面的已有研究進(jìn)行綜與述,以期為之后的高中數(shù)學(xué)運(yùn)算能力研究提供借鑒意義。
一、我國(guó)高中數(shù)學(xué)運(yùn)算能力研究成果數(shù)量分析
對(duì)于數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的研究始于20世紀(jì)50年,而高中數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的研究晚了幾十年,始于20世紀(jì)末,開(kāi)始時(shí)研究者的關(guān)注點(diǎn)主要是數(shù)學(xué)運(yùn)算中的巧算,一題多解等,經(jīng)過(guò)多年的探索,設(shè)計(jì)內(nèi)容更廣泛。筆者在中國(guó)知網(wǎng)中以“高中 數(shù)學(xué)運(yùn)算”的主題,進(jìn)行檢索,檢索出與高中數(shù)學(xué)運(yùn)算相關(guān)的文獻(xiàn)共有360篇。其中按年份統(tǒng)計(jì)論文的發(fā)表數(shù)量,其趨勢(shì)圖見(jiàn)圖1:
從上圖中看出,文獻(xiàn)數(shù)量基本逐年上升,說(shuō)明研究者對(duì)高中數(shù)學(xué)運(yùn)算能力研究越來(lái)越關(guān)注及重視,這些研究成果不但為一線(xiàn)教師的教學(xué)提供了借鑒意義,也為研究者提供了研究方向。接下來(lái)進(jìn)一步對(duì)360篇文獻(xiàn)內(nèi)容進(jìn)行分類(lèi)整理。
二、研究成果的內(nèi)容分析
筆者結(jié)合文獻(xiàn)內(nèi)容,對(duì)我國(guó)高中數(shù)學(xué)運(yùn)算研究發(fā)展進(jìn)行了分析及概括。對(duì)360篇文獻(xiàn)內(nèi)容進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì),分類(lèi)匯總,分別涉及了高中數(shù)學(xué)運(yùn)算能的內(nèi)涵、結(jié)構(gòu)、因素、現(xiàn)狀、策略等方面,具體分布情況如下表:
1、高中數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的內(nèi)涵研究
在《中國(guó)中學(xué)教學(xué)百科全書(shū) 數(shù)學(xué)卷》中,指出數(shù)學(xué)運(yùn)算能力并非是單一的,它是運(yùn)算技能和邏輯思維能力等能力的融合。在《數(shù)學(xué)辭?!分?,指出運(yùn)算能力是通過(guò)公式、定理對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)推理運(yùn)算的能力。數(shù)學(xué)運(yùn)算是一個(gè)邏輯性推理的過(guò)程,需要學(xué)生具備推理、想象、類(lèi)比、表達(dá)、記憶等思維。
劉影等人認(rèn)為數(shù)學(xué)運(yùn)算能力是學(xué)生能選擇正確的運(yùn)算定律,同時(shí)根據(jù)自己的分析、推理能力進(jìn)一步進(jìn)行正確而迅速的運(yùn)算能力。要求有尋找到所考察的運(yùn)算定律,根據(jù)邏輯推理能尋找出簡(jiǎn)潔的途徑,并保證其準(zhǔn)確性。
章士藻認(rèn)為對(duì)于中學(xué)數(shù)學(xué)中的運(yùn)算不僅僅指的是狹義的數(shù)值運(yùn)算,它是一個(gè)廣義的概念,包括了數(shù)的計(jì)算,式的變形,以及數(shù)與式的相結(jié)合的運(yùn)算,當(dāng)然也包括高中數(shù)學(xué)中集合等抽象的運(yùn)算,要在運(yùn)算能力上有所提升,與之相對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)抽象的能力,邏輯推理能力的也是必不可少的。
林崇德認(rèn)為:數(shù)學(xué)運(yùn)算能力是在利用法則等進(jìn)行運(yùn)算中培養(yǎng)出來(lái)的一種能力,主要表現(xiàn)在運(yùn)算的途徑中,能夠通過(guò)比較、推理、推敲尋找出合理的算理。同時(shí)對(duì)準(zhǔn)確性、便捷性及估算能力等都有一定的要求。
簡(jiǎn)洪權(quán)認(rèn)為,數(shù)學(xué)運(yùn)算能力是能依據(jù)所學(xué)的運(yùn)算相關(guān)的知識(shí)對(duì)數(shù)與式進(jìn)行合理變形的能力,還能通過(guò)反復(fù)的正向和逆向的分析推理,探尋出合理簡(jiǎn)捷的運(yùn)算途徑的能力,有一定的口算和估算能力。
而《新課標(biāo)》中指出對(duì)高中階段學(xué)習(xí)中數(shù)學(xué)運(yùn)算核心素養(yǎng)要求,需要能根據(jù)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行數(shù)、式、方程的有效及正確整理,并能真正掌握其中的算理。
2、數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的結(jié)構(gòu)
2014年數(shù)學(xué)考試大綱中明確指數(shù)學(xué)運(yùn)算能力分為有五個(gè)部分:分析運(yùn)算條件的能力、探究運(yùn)算方向的能力、選擇運(yùn)算公式的能力、確定運(yùn)算程序的能力、實(shí)施運(yùn)算過(guò)程中遇到障礙而調(diào)整運(yùn)算的能力。
曹才翰將運(yùn)算能力也分為五個(gè)方面:對(duì)數(shù)學(xué)題目的概括能力;進(jìn)一步確定選擇公式的能力,并能熟練解決運(yùn)算的能力;運(yùn)算過(guò)程中心理活動(dòng)調(diào)整的能力;選擇合理解法的能力;記憶的能力。
簡(jiǎn)洪權(quán)將數(shù)學(xué)運(yùn)算能力也分為五個(gè)部分:準(zhǔn)確挖掘題目信息能力;對(duì)準(zhǔn)確運(yùn)用知識(shí)的能力;多種途徑下篩選的能力;結(jié)合其他數(shù)學(xué)思想和方法綜合運(yùn)用能力;合理估算能力。
王艷敏則是指出信息挖掘的第六感的感知力,合理選擇算理的能力,及其準(zhǔn)確運(yùn)用的能力,也提到了估算能力。
3、數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的特點(diǎn)
(一)綜合性
在《中國(guó)中學(xué)教學(xué)百科全書(shū)·數(shù)學(xué)卷》中曹才翰先生指出:數(shù)學(xué)運(yùn)算能力不是狹義的,單純的數(shù)的運(yùn)算,具有綜合性,是一種眾多能力的基礎(chǔ)但綜合性強(qiáng)的能力。
徐有表指出運(yùn)算能力是一種由淺入深,逐級(jí)發(fā)展的綜合能力,并且與六大能力密切相關(guān)(記憶能力、觀察能力、理解能力、推理能力、想象能力、表達(dá)能力)。
(二)層次性
在《中學(xué)生能力發(fā)展與培養(yǎng)》中林崇德初次提到了數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的水平劃分,籠統(tǒng)的分為:(1)了解與理解運(yùn)算的水平。(2)掌握應(yīng)用運(yùn)算的水平。(3)綜合評(píng)價(jià)運(yùn)算的水平。三個(gè)運(yùn)算水平由淺入深,層次逐級(jí)遞增,不可越級(jí)。
吳宏在《中小學(xué)生數(shù)學(xué)運(yùn)算能力表現(xiàn):結(jié)構(gòu)要素、水平層次與評(píng)價(jià)指標(biāo)》中把運(yùn)算能力的水平劃分也簡(jiǎn)單的劃分為:初級(jí)水平、中級(jí)水平、高級(jí)水平。
4、數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的發(fā)展現(xiàn)狀
數(shù)學(xué)運(yùn)算能力發(fā)展現(xiàn)狀的研究是非常重要且有價(jià)值的。教師可基于研究的現(xiàn)狀,調(diào)整教學(xué)方法,及時(shí)調(diào)整思路。教師對(duì)學(xué)生的運(yùn)算能力現(xiàn)狀的把握,才能對(duì)癥下藥,設(shè)計(jì)出有針對(duì)性的策略,才能準(zhǔn)確把握及把控學(xué)生數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的發(fā)展,同時(shí)開(kāi)展更深層次的相關(guān)研究,不斷突破。
詹長(zhǎng)青在《基于高中學(xué)生數(shù)學(xué)運(yùn)算的現(xiàn)狀調(diào)查與研究》中進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析:學(xué)生的總體運(yùn)算能力比較低;在性別上的差異(在興趣、運(yùn)算心理、運(yùn)算方法、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)四個(gè)維度上,男生好于女生;在運(yùn)算習(xí)慣及正確率維度上,女生好于男生),運(yùn)算能力在年級(jí)上有差異(高一階段數(shù)學(xué)運(yùn)算情況好于高二高三的運(yùn)算能力,原因是高年級(jí)的學(xué)生在思維上的付出的時(shí)間多于運(yùn)算時(shí)間),運(yùn)算能力在文理上有差異(理科好于文科)。
王偉華在《高中生數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)現(xiàn)狀及提升策略》中寫(xiě)道高中生數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)現(xiàn)狀:應(yīng)試教育的錯(cuò)誤引導(dǎo);外在環(huán)境的客觀限制;教學(xué)主客體的能動(dòng)性弱。
5、數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的影響因素
厘清影響數(shù)學(xué)運(yùn)算能力影響的因素,才能找準(zhǔn)切入口,準(zhǔn)確把控并培養(yǎng)學(xué)生的運(yùn)算能力。李香瑞在《影響學(xué)生運(yùn)算能力的成因與突破淺談》一文中提到數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的若干個(gè)的影響因素:學(xué)生的熟練程度影響著其準(zhǔn)確性;涉及到的數(shù)學(xué)思想方法的吸收情況也影響著數(shù)學(xué)運(yùn)算的能力;還特別提到了學(xué)生個(gè)體差異,個(gè)性品質(zhì)。
楊柳青在《高三學(xué)生數(shù)學(xué)運(yùn)算群體弱勢(shì)的成因及其對(duì)策分析》一文中,分別從學(xué)生學(xué)習(xí)外因((1)初中課改減低了對(duì)運(yùn)算的要求,(2)工具回歸課堂減少了手動(dòng)計(jì)算的機(jī)會(huì)),(3)課改中減負(fù)及快樂(lè)教育從心里上影響了學(xué)生對(duì)運(yùn)算能力的重視,(4)教師在課堂中對(duì)示范不到位等)、學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)因(懶惰、計(jì)算熟練度低,學(xué)習(xí)方法不當(dāng)、課堂中學(xué)習(xí)效率不佳)兩個(gè)方面呈現(xiàn)。
周宇劍在《新課程背景下高中生數(shù)學(xué)運(yùn)算技能水平調(diào)查分析》一文中,提出計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和普及對(duì)數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)的內(nèi)涵和要求逐漸發(fā)生了變化,與傳統(tǒng)對(duì)運(yùn)算能力的要求相比,目前計(jì)算器進(jìn)課堂后,對(duì)方程、指數(shù)對(duì)數(shù)、三角等運(yùn)算機(jī)會(huì)降低取,被是計(jì)算器直接計(jì)算所替代;進(jìn)去高中,與初中相比,教師和學(xué)生一致更偏向于思維的滲透,忽視了運(yùn)算技能的培養(yǎng)。
黃小寧在《造成學(xué)生運(yùn)算能力差的心理因素》一文中,指出高中數(shù)學(xué)的內(nèi)容多而深,加之課時(shí)的影響,在有限的時(shí)間內(nèi),教師更偏向于思維的滲透,對(duì)于基本的運(yùn)算課上所花時(shí)間一再被壓縮,因此影響學(xué)生的運(yùn)算能力;學(xué)生自身運(yùn)算習(xí)慣也會(huì)影響學(xué)生的運(yùn)算能力。
另外,也有研究者發(fā)現(xiàn)家庭氛圍、家庭經(jīng)濟(jì)背景等對(duì)此也有不同程度的影響。
6、數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的培養(yǎng)策略
簡(jiǎn)洪權(quán)在《高中數(shù)學(xué)運(yùn)算求解能力的組成及培養(yǎng)》中提出教師引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析題目的結(jié)構(gòu)特征,挖掘已知條件的顯性和隱性的信息;在教授新課時(shí)能創(chuàng)設(shè)情境,讓學(xué)生理解性記憶的同時(shí),分辨其適用的條件。在教師提供的良好氛圍,和學(xué)生自主探索,自主實(shí)踐的經(jīng)歷中,更深刻的體會(huì)進(jìn)入內(nèi)化為自己的知識(shí),才能在之后的應(yīng)用中合理并且靈活的使用。
石明榮在其一文中提到要始終不忘數(shù)學(xué)運(yùn)算的本質(zhì),運(yùn)用和計(jì)算。指出要在概念上能準(zhǔn)確理解,反復(fù)強(qiáng)調(diào),通過(guò)設(shè)計(jì)合理的題目,強(qiáng)化運(yùn)用。
值得注意的是,以上培養(yǎng)策略基本是教師多年教學(xué)下積累的經(jīng)驗(yàn),是否可以被復(fù)制還需漫長(zhǎng)的探索過(guò)程。
三、研究成果評(píng)述
通過(guò)對(duì)于高中數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的360篇文獻(xiàn)的梳理,看出已經(jīng)取得了豐富且有價(jià)值的研究成果,這些成果為未來(lái)的研究提供了大量的理論支持和教學(xué)依據(jù)。
從研究的內(nèi)容來(lái)看,目前的研究涉及內(nèi)涵、結(jié)構(gòu)、影響因素、培養(yǎng)策略等方面。在內(nèi)涵方面,研究者們雖略有不同,但又殊途同歸。認(rèn)為運(yùn)算能力不是一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)的計(jì)算,還有在運(yùn)算過(guò)程中所需要各種的其他數(shù)學(xué)能力的結(jié)合,是基礎(chǔ)又復(fù)雜的能力。然而關(guān)于數(shù)學(xué)運(yùn)算的內(nèi)涵、結(jié)構(gòu)等方面的研究卻比較少,且文章重在表述理論,缺乏必要的量化分析來(lái)客觀證明。同時(shí)在數(shù)學(xué)運(yùn)算能力水平劃分上比較籠統(tǒng),與運(yùn)算能力的內(nèi)涵與結(jié)構(gòu)聯(lián)系有脫節(jié),使得在對(duì)學(xué)生的水平能力的劃分是模糊不清的,真正實(shí)用性不強(qiáng)。教學(xué)實(shí)踐層面的培養(yǎng)策略及現(xiàn)狀分析的研究成果較多,涉及了高中教材中的各個(gè)章節(jié)中數(shù)學(xué)運(yùn)算的教學(xué)呈現(xiàn),但大多研究者為一線(xiàn)教師,所以研究的對(duì)象是小范圍的,且多是基于自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。在影響因素這方面,研究者的研究方向不一樣,非常多樣化,涉及了學(xué)生家庭的因素、學(xué)生心理方面的因素、教師的思維關(guān)注偏向、計(jì)算器的普及、初中課改的影響及對(duì)運(yùn)算知識(shí)點(diǎn)掌握情況幾個(gè)方面,更進(jìn)一步提醒教師注意個(gè)體差異。另外,除了這五個(gè)方面的研究外,仍然有許多方面值得研究,如水平劃分與內(nèi)涵的進(jìn)一步細(xì)化,及每一級(jí)水平下的評(píng)價(jià)方式及其相應(yīng)的指標(biāo),課改前,教學(xué)大綱對(duì)學(xué)生運(yùn)算能力的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是“快速、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便、靈活”,主要以準(zhǔn)確率和速度作為衡量運(yùn)算能力的標(biāo)準(zhǔn),與內(nèi)涵及結(jié)構(gòu)的幾個(gè)部分聯(lián)系不夠全面。課改后,與運(yùn)算能力密切相關(guān)的數(shù)感、符號(hào)感進(jìn)入數(shù)學(xué)教育者的視野。所以需要進(jìn)一步制定層次清晰的水平劃分,及相應(yīng)水平下可操作性強(qiáng)的,與運(yùn)算過(guò)程緊密聯(lián)系的評(píng)價(jià)指標(biāo)。這樣教師可通過(guò)這些內(nèi)涵及結(jié)構(gòu)、評(píng)價(jià)指標(biāo),將調(diào)整教師培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)算能力的策略及方式方法。
從研究的人員來(lái)看,主要是由兩大群體組成:一是教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的一線(xiàn)教師,二是從事學(xué)術(shù)研究的高校教師、研究生。一線(xiàn)教師從自己的教學(xué)實(shí)踐出發(fā),總結(jié)出了許多有效的教學(xué)策略來(lái)促進(jìn)學(xué)生運(yùn)算能力的發(fā)展,實(shí)踐性很強(qiáng),而高校研究者則從理論的角度對(duì)運(yùn)算能力進(jìn)行探討升華,學(xué)術(shù)性很強(qiáng)。然而,理論是實(shí)踐的基礎(chǔ),實(shí)踐是理論的延伸,因此需要將這兩類(lèi)群體結(jié)合在一起進(jìn)行共同研究,相互補(bǔ),發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)也需要專(zhuān)業(yè)研究者組織大范圍的研究者及大范圍的學(xué)生被參與研究,最終為提升中學(xué)生數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的研究更上一個(gè)臺(tái)階。
從研究的方法來(lái)看,研究者們所使用的研究方法是越來(lái)越多樣化,也越來(lái)越理性及規(guī)范化,不僅有傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),開(kāi)始有研究者利用問(wèn)卷調(diào)查,收集學(xué)生的錯(cuò)題等的大數(shù)據(jù)作為支撐,使得更有說(shuō)服性;越來(lái)越多的老師參與課例研究,通過(guò)對(duì)比課前測(cè)與課后測(cè),用數(shù)據(jù)進(jìn)一步說(shuō)明策略的有效性。這也說(shuō)明研究者的科研素養(yǎng)有了進(jìn)一步的提升。另外,我們研究的對(duì)象是學(xué)生,聽(tīng)聽(tīng)學(xué)生的聲音,讓研究者們的研究更加落地。
綜上所述,我國(guó)關(guān)于運(yùn)算能力這一大課題,首先需要拓寬和深刻理解運(yùn)算能力的內(nèi)涵,需要設(shè)定運(yùn)算能力的發(fā)展目標(biāo)應(yīng)遵照循序漸進(jìn)的原則,依據(jù)學(xué)生心理發(fā)展規(guī)律及過(guò)程要求,研究層次清晰的水平劃分,及相應(yīng)水平下可操作性強(qiáng)的評(píng)價(jià)指標(biāo),才能有效地將運(yùn)算能力內(nèi)隱的心理活動(dòng)轉(zhuǎn)化為外顯的行為表現(xiàn),有益于運(yùn)算能力發(fā)展目標(biāo)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn);其次,需要一線(xiàn)教師及高校教師結(jié)合在一起進(jìn)行共同研究,同時(shí)也需要數(shù)學(xué)教育研究專(zhuān)業(yè)研究者組織大范圍的量的研究,最終建立起中學(xué)生數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的常模,給一線(xiàn)的教師們推廣使用。
作者簡(jiǎn)介:姓名:宋麗麗 ?1985 年3 ?月 ? 籍貫:山西 ?性別 :女 ? 最高學(xué)歷:本科 ?職稱(chēng):二級(jí) 職務(wù):高中數(shù)學(xué)老師 ?研究方向:數(shù)學(xué)教學(xué) ?郵編:201615 ?畢業(yè)院校:華東師范大學(xué) ?單位:上海市文來(lái)中學(xué)(高中部)