高中生数学抽象能力的评价研究

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目前正在修订的普通高中数学课程标准提出了六大数学核心素养,并指出数学教育的最终目标在于发展学生的数学核心素养.数学抽象作为六大核心素养之首,在数学知识的形成和应用中起着至关重要的作用.通过抽象,我们获得了数学概念,数学模型,数学方法,甚至更高层次的数学结构与体系,一切数学对象都可以看成数学抽象的结果.因此,提升学生数学能力的重中之重,在于发展学生的数学抽象能力.而对于学生数学抽象能力的评价研究既能够更好地推动数学教育研究的进行,也能够对教学起到很好的指导和启示作用.本文采用定量与定性相结合的混合研究方法,包括文献法、测试法和访谈法.所做的主要工作包括以下三个方面:1.高中生数学抽象能力评价框架的设计.本研究首先采用文献分析的研究方法,界定数学抽象的内涵,类型及主要方式.并从内容、结构和水平三个维度构建高中生数学抽象能力评价框架,其中内容维度是指学科知识内容,包括函数、代数与几何、概率与统计;结构维度是指能力成分,包括情境抽象和理论抽象;水平维度是指学生数学抽象能力的水平层次,包括再现、联系、反思三个水平.2.根据能力评价框架编制相应的测试任务.本研究在一些数学教育专家和一线教师的帮助下,进一步细化了修订版普通高中课程标准中数学抽象能力的评价指标,并以此作为测试题分析的评价标准.以能力评价框架为导向,编制相应的测试题,根据学生在预测中的表现,对测试题进行修改与调整,形成最终用于评价数学抽象能力的测试任务.3.数学抽象能力评价框架的初步应用.本研究对苏州工业园区星海实验中学的全体高一学生进行了测试,通过对测试结果的整理分析,得到以下结论:(1)从被试学生达到各能力成分期望水平的百分比来看,多数学生处于数学抽象能力的水平二,即“联系”水平;从不同能力成分来看,被试学生的理论抽象能力明显高于情境抽象能力;(2)从性别上看,在水平三的所有任务中,男生的表现都要强于女生;但男生对于通性通法的抽象能力却明显低于女生;(3)从被试学生的具体解题情况来看,高中生在以下方面的抽象能力还有待提升:一是将实际问题抽象成数学问题的能力;二是从数据中抽象出函数模型的能力;三是从一类问题的解法中抽象出通性通法的能力;四是在具体的情境中抽象出数学概念的能力.基于被试学生在数学抽象过程中暴露出的问题,笔者给出了提升高中学生数学抽象能力的教学建议,以供参考.
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