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1.数学研究性学习的概念
什么叫研究性学习？至今学术界还没有一个公认的界定。有的认为研究性学习有广义和狭义之分。广义的研究性学习泛指学生主动探究的学习活动。它是一种学习的理念、策略、方法，适用于学生对所有学科的学习。狭义的研究性学习是作为一门独立的课程，研究性学习是指在教学过程中以问题为载体，创设一种类似于科学研究的情境和途径，让学生通过自己收集、分析和处理信息来实际感受和体验知识的生产过程，进而了解社会、学会学习，培养分析问题、解决问题的能力和创造能力。这里的研究性学习，是让学生模拟科学家研究过程，体验和感受科学研究的历程，获得研究的经验，因此，这里的研究性学习是一种发现学习。研究性学习的目的是为了让学生了解社会、学会学习，学会研究、学会交流与学习。学生参与通过研究学习过程，提高学生的分析问题、解决问题的能力和创造能力。但这种研究性学习是把他作为学校的一种选修课程来进行的。既然是一种课程，而且还是选修，学校就可以根据的自己师资力量和办学条件，可开可不开。因此，目前，我国的大部分学校基本上都没有把研究性学习课题认真开展起来，有的最多只是象征性的开展一两次。这样就有违研究性学习的初衷，打不到开设这门课程的目的。有的认为，研究性学习是学生在教师指导下，从自然、社会和生活中选择和确定专题进行研究，并在研究过程中主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。设置研究性学习，其目的在于改变学生以单纯地接受教师传授知识为主的学习方式，为学生构建开放的学习环境，提供多渠道获取知识，并将学到的知识应用于实践的机会，促进他们形成积极、主动的学习态度和良好的学习策略【2】。显而易见，在研究性学习中，教师和学生的角色都具有新的特色，特别是教师如何适应研究性学习的要求，将影响研究性学习的实施和收效。还有的认为，研究性学习就是探究式学习。研究性学习是指学生围绕着一定问题、文本或材料，在教师的帮助和指导下，自主寻求或自主建构答案、意义、理解或信息的活动过程，这里的研究性学习没有把它视为一种课程，而是一种学习方式，它可以有机地渗透到学生的平时学习活动之中。这种探究式学习与发现学习并不是同一概念。它可以是发现学习也可以是接受学习。它与接受学习、发现学习之间有以下关系：
数学研究性学习是指学生在数学学习的过程中，针对一定的数学问题、材料和文本，在教师的指导下，运用数学思想方法，从自然、社会和生活中选择和确定专题进行研究，以类似科学研究的方式主动地获取知识、应用知识、解决问题，并在自主探索、合作交流的研究过程中通过多种渠道主动地获取知识、应用知识、寻求和建构问题的意义与解决问题的并在亲历数学知识的发生、发展与应用的过程中增进自己的一般科学素养、数学文化修养，形成和发展自己的数学品质的创造性学习活动。
实施以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育，关键是改变教师的教学方式和学生的学习方式。设置研究性学习的目的在于改变学生以单纯地接受教师传授知识和单一的学习课本知识为主的学习方式，为学生构建开放的学习环境，提供多渠道获取知识、并将学到的知识加以综合应用于实践的机会，培养创新精神和实践能力。当前，受传统学科教学目标、内容、时间和教学方式的局限，在学科教学中普遍地实施研究性学习尚有一定的困难。因此，将研究性学习作为一项特别设立的教学活动作为必修课纳入《全日制普通高级中学课程计划（试验修订稿）》，这将会逐步推进研究性学习的开展，并从制度上保障这一活动的深化，满足学生在开放性的现实情境中主动探索研究、获得亲身体验、培养解决实际问题能力的需要。
2.数学研究性学习的意义
（1）实施以创新精神和实践能力为重点的素质教育，重要的着眼点是改变学生的学习方式。学生知识的获得、能力的提高、行为习惯的养成，归根到底是学生学习的结果。所以，学校教育需要关注的重要问题是要让我们的学生形成怎样的学习方式。在原有教育、教学条件下，许多学生的学习偏重于机械记忆、浅层理解和简单应用，仅仅立足于被动地接受教师的知识传输。这种学习方式十分不利于学生创新精神和实践能力的培养。针对这一状况，当前教学改革的一个重点是通过教学目标、内容和途径方法调整，帮助学生改变原有的单纯接受式的学习方式，在开展有效的接受学习的同时，形成一种对知识进行主动探求，并重视实际问题解决的主动积极的学习方式。在研究性学习的过程中，教师起了组织、指导作用，在时间安排上更多的是学生的自主性、探索性学习活动。这样的教学活动显然与被动接受教师知识传输的学习方式不同，对于学生创新精神实践能力的培养也较为有利。
（2）一种新的学习方式的掌握和运用，需要依托相应的课程载体。只要教学处理得当，原有的课程内容也能在一定程度上支持学生研究性学习的展开。我们的许多优秀教师，正是在原先的学科课程教学中，既有效地指导学生掌握了基础知识和基本技能，又培养了学生主动学习、积极探究的意识和能力。因此，在各科教学中重视学生探究精神和能力的培养，是可能的，也是必要的。而且，如果能在各科教学中都做到既打好基础，又培养创新精神，那是教学上的很高境界。但是，从目前情况看，更广泛做到这一点还有困难。第一，相当一部分教师的传统教学观念和教学行为形成定势，在教学内容和教学条件变化不大的情况下，要实现教学行为方式的重大转变从而指导学生改变学习方式，需要有一个较长过程。第二，基础性课程的教学中，如何处理好“打基础”（进行基础知识教学和基本技能训练）与培养探究能力、创新精神的关系，对于大多数教师来说，都是一个有待解决的新课题。因而，如果能开发出一种新的课程类型，它的实施主要地采取研究性学习方式，那么学生学习方式的改变，教师教学观念和教学方式的改变，就会比较容易实现。
（3）原有的活动课实践的发展需要新的生长点。近年来，活动课作为一种与学科课程相区别又相补充的课程类型，在学校教育中广泛实施，为素质教育的全面推进拓展了极其重要的阵地。活动课的内容和形式丰富多样，很受学生欢迎。但是在实践中，已有的活动课较多的还是着眼于学科教学内容的深化与拓展的知识类活动课，着眼于培养生活、职业技能和动手能力的技艺类活动课，着眼于陶冶性情、健体强身的文体类活动课等。普通高中的活动课相比，它应提高在何处？如何实现活动课在创新精神和实践能力培养上的独特的作用？这些都是有待于解决的问题。综合实践活动板块中研究性学习的设置，为高中阶段活动课实践的发展和水平的提升，找到了一个新的生长点。
（4）每一个高中生都具有发展创新精神、实践能力的很大潜能。以前也有不少科技小组，学生们在指导教师引导下，开展研究探索活动，取得了很好的成果。但这些小组往往只有少数成绩优秀的学生能够参加。我们能否为全体同学提供这种开放性研究活动的机会？已有的实践经验表明，每个高中生都具有充分的发展潜能，学习成绩差的同学探索欲望和解决实际问题的能力不见得就比别人差。
（5）各地学校都有开展研究性学习活动的可能性。研究性学习强调要结合学生生活和社会生活实际选择研究专题，同时要充分利用本校、本地的各种教育资源。各地学校的内、外部条件虽然有较大的差异，但都具有可供开发、利用的教育资源，学生也都能从本地实际出发，寻找到他们感兴趣和有探究价值的问题。从某种意义上说，越是困难的地区，对培养学生应用所学知识研究解决实际问题的意识和能力的需求越是迫切。
研究性学习具有开放性、探究性和实践性、自主建构性、问题性、合作性和多维性的特点，是师生共同探索新知的学习过程，是师生围绕着解决问题共同完成研究内容的确定、方法的选择以及为解决问题相互合作和交流的过程。
1.开放性
研究性学习的内容不是特定的知识体系，而是来源于学生的学习生活和社会生活，立足于研究、解决学生关注的一些社会问题或其他问题，涉及的范围很广泛。它可能是某学科的，也可能是多学科综合、交叉的；可能偏重于实践方法，也可能偏重于理论研究方面。
在同一主题下，由于个人兴趣、经验和研究活动的需要不同，研究视角的确定、研究目标的定位、切入口的选择、研究过程的设计、研究方法、手段的运用以及结果的表达等可以各不相同，具有很大的灵活性，为学习者、指导者发挥个性特长和才能提供了广阔的空间，从而形成一个开放的学习过程。
研究性学习，要求学生在确定课题后，通过媒体、网络、书刊等渠道，收集信息，加以筛选，开展社会调研，选用合理的研究方法，得出自己的结论，从而培养了学生的创新意识、科学精神和实践能力，它的最大特点是教学的开放性。
（1）教学内容是开放的。天文地理、古今中外，只要是学生感兴趣的题目，并有一定的可行性，都可作为研究课题。
（2）教学空间是开放的。强调理论联系实际，强调活动、体验的作用。学习地点不再限于教室、实验室和图书馆，要走出校门进行社会实践；实地勘察取证、走访专家、收集信息等等。
（3）学习方法、思维方式是开放的。针对不同目标，选择与之适应的学习形式，如问题探讨、课题设计、实验操作、社会调查等。要综合运用多门学科知识，分析问题、解决问题的能力增强了，思维方式从平面到立体，从单一到多元，从静态发展到动态，从被动发展到主动，从封闭到开放，增强了分析问题、解决问题的能力。
（4）收集信息的渠道是开放的。不是单纯从课本和参考书获取信息，而可以从课堂、讲座、因特网、媒体、人际交流等各种渠道收集信息。
（5）师生关系是开放的。学生在研究中始终处于主动的地位，教师扮演着知道者、合作者、服务者的角色。提倡师生的辩论，鼓励学生敢于否定。
2.探究性
在研究性学习过程中，学习的内容是在教师的指导下，学生自主确定的研究课题，发现问题，提出问题，然后积极地寻求解决方法，探求结论，是一个自主学习的过程。学习的方式不是被动地记忆、理解教师传授的知识，而是敏锐地发现问题，主动地提出问题，积极地寻求解决问题的方法，探求结论的自主学习的过程。因此，研究性学习的课题，不宜由教师指定某个材料让学生理解、记忆，而应引导、归纳、呈现一些需要学习、探究的问题。这个问题可以由展示一个案例、介绍某些背景或创设一种情景引出，也可以直接提出。可以自教师提出，也可以引导学生自己发现和提出。要鼓励学生自主探究解决问题的方法并自己得出结论。研究性是指学习过程的探索性和研究性。数学研究性学习遵循“人人学有价值的数学，”主张不（教）学现成的数学，而是学生在教师的帮助下，独立思考+合作交流+（运用数学发现的艺术）探索研究而建构出来。因此，数学研究性学习不是停留在对书本知识的直接接受、占有和复现上，而是要求学生带着质疑和批判的眼光去对书本提供的信息，利用已有的知识、经验，在一个真实自然、结构不良的问题情境脉络中主动发现问题、提出问题，并积极地寻求解决问题的策略和方法，通过独立思考，自主探索，合作交流，进行“再创造”，“再发现”去获取对所学数学知识意义的建构过程。这既是一个学习的过程，又是一个探索和研究的过程。
3.合作性
“合作性”是研究性学习的有效途径。要有效完成探究式学习的任务，在自己独立思考的而不得其解时需要与同伴进行合作与交流，一个没有探究共同体成员之间的交流与合作，学生仅靠个人的力量是难以孤立的承担起知识自主建构的责任的。
4.实践性
研究性学习强调理论与社会、科学和生活实际的联系，特别关注环境问题、现代科技对当代生活的影响以及社会发展密切相关的重大问题。要引导学生关注现实生活，亲身参与社会实践性活动。同时研究性学习的设计与实施应为学生参与社会实践活动提供条件和可能。
研究性学习是以学生的主体实践活动为主线展开教学过程的。学生借助于一定的手段，运用多种感官，通过自己的主体活动，在做中学，在学中做，教、学、做合而为一，融为一体，使得学生的实践活动贯穿于学习活动的始终。探究式学习，特别强调学生的感知、操作和语言等外部的实践活动，强调学生的直接经验和间接经验的交融、统一，使认知活动建立在实践活动的基础之上，用学习主体的实践活动促进学习者的发展。
5.自主建构性
“自主建构性”是研究性学习的前提、本质和灵魂。自主建构性表现在两个方面：一是自主性，二是建构性。没有学生知识的自主建构性就没有研究性。
6.问题性
问题是数学探究式学习的核心。数学探究式学习活动一般都是围绕问题而展开的，探究式学习的过程就是一个不断地提出问题、解决问题和反思问题的过程。
7.多维性
多维性包括：学习的途径和手段的多样性；交往方式的多向性；教育格局的开放性；学习评价的多元性。它是探究式学习的保障。
研究性学习特别注重学生的创新精神和社会性实践活动，它的目标定位与一般的学科教学目标既有一定联系，又有较大的差异。具体强调的是：
1.培养收集和处理的信息能力
从认知心理学信息加工理论的角度看，学生开展学习的过程，实质上就是信息处理的过程。与以记忆、理解为目标的一般学习方式相比，研究性学习过程围绕着一个需要研究解决的问题展开，以解决问题和表达、交流为结束。就研究性学习的过程而言，需要培养学生发现和提出问题的能力，提出解决问题设想的能力，收集资料的能力，分析资料和得出结论的能力，以及表述思想和交流成果的能力，并要掌握基本的科学方法，学会利用多种有效手段，通过多种途径获取信息。其中，在一个开放性环境中学生自主、主动性和加工处理信息能力的培养是个关键。
2.发展创新精神，获得亲自参与研究的积极体验
研究性学习的过程，也是情感活动的过程。一般而言，学生通过研究性学习所获得的成果，绝大多数只能是在自己或周围同学现有基础上的创新，还不大可能达到科学发现水平。研究性学习强调通过让学生自主参与、积极参与类似于科学家探索的活动，获得体验，逐步形成一种在日常学习与生活中喜爱质疑、乐于探究、努力求知的心理倾向。
3.学会沟通与合作
现代科学技术的发展都是人们合作探索的结果，社会的人文精神弘扬也把乐于合作、善于合作作为重要的基石。但是在以往的课堂教学中，培养学生合作精神的机会并不多，且较多停留在口头引导鼓励的层面，弄得不好，很多还是说教。研究性学习的过程，正是一个人际沟通与合作的过程，为了完成研究任务，一般都离不开课题组内的合作以及与课程组外人士（如指导教师、社会力量、研究对象）的沟通合作。所以，研究性学习也把学会合作作为重要的目标。
4.培养科学态度和科学道德
创新精神培养只有同科学态度、科学道德的培养统一起来，才会真正形成对社会、对个人发展有价值的结果。已有的实践告诉我们，同学们参与课题研究是饶有兴趣的，但是在实施过程中几乎都会碰到各种问题和困难。学生要在研究性学习的过程中，学会从实际出发，通过认真踏实的探究，求得结论的获得，并懂得尊重他人的成果。
5.发展对社会的责任心和使命感
联系社会实际开展研究活动，为学生的社会责任心和使命感的发展创造了有利条件。在研究性学习的过程中，学生不但要努力提高自己的创造性和认知能力，而且还要学会关心社会的进步、祖国的前途、人类的命运、经济的发展、环境的保护，争取使自己的精神境界得到升华。
6.激活各种学习中的知识储存，尝试相关知识的综合运用
高中学生已经具备了多门学科的知识积累，为他们今后的发展打下了有利的基础。但是，如果让这些知识长期处在相互分割和备用的状况之中，它们就会被遗忘，就会逐渐推动可能发挥的效用。研究性学生的重要目标是在综合运用中提高各科知识的价值。从研究性学习的上述目标看，它对于实施以德育为核心、创新精神和实践能力为重点的素质教育具有重要的积极意义，对于学生从事各门各学科的学习、打好基础、掌握方法、提高能力、培养积极性都是大有好处的。
研究性学习强调对所学知识、技能的实际运用，注重学习的过程和学生的实践与体验。需要注重以下几项具体目标：
1.获取亲身参与研究探索的体验
研究性学习强调学生通过自主参与类似于科学研究的学习活动，获得亲身体验，逐步形成善于质疑、乐于探究、勤于动手、努力求知的积极态度，产生积极情感，激发他们探索、创新的欲望。
2.培养发现问题和解决问题的能力
研究性学习通常围绕一个需要解决的实际问题展开。在学习的过程中，通过引导和鼓励学生自主地发现和提出问题，设计解决问题的方案，收集和分析资料，调查研究，得出结论并进行成果交流活动，引导学生应用已有的知识与经验，学习和掌握一些科学的研究方法，培养发现问题和解决问题的能力。
3.培养收集、分析和利用信息的能力
研究性学习是一个开放的学习过程。在学习中，培养学生围绕研究主题主动收集、加工处理和利用信息的能力是非常重要的。通过研究性学习，要帮助学生学会利用多种有效手段、通过多种途径获取信息，学会整理与归纳信息，学会判断和识别信息的价值，并恰当的利用信息，以培养收集、分析和利用信息的能力。
4.学会分享与合作
合作的意识和能力，是现代人所应具备的基本素质。研究性学习的开展将努力创设有利于人际沟通与合作的教育环境，使学生学会交流和分享研究的信息、创意及成果，发展乐于合作的团队精神。
5.培养科学态度和科学道德
在研究性学习的过程中，学生要认真、踏实的探究，实事求是地获得结论，尊重他人想法和成果，养成严谨、求实的科学态度和不断追求的进取精神，磨练不怕吃苦、勇于克服困难的意志品质。
6.培养对社会的责任心和使命感
在研究性学习的过程中，通过社会实践和调查研究，学生要深入了解科学对于自然、社会与人类的意义与价值，学会关心国家和社会的进步，学会关注人类与环境和谐发展，形成积极的人生态度。