小学数学问题式教学对学生自主学习能力的影响研究

在当今迅速变化的教育环境中，培养学生的自主学习能力已成为教育改革的重要目标。问题式教学，作为一种以学生为中心的教学方法，已被广泛应用于多个学科，旨在通过引导学生主动探索解决问题的方式，提高他们在小学数学教育领域的自学能力和批判性思维，这种教学模式被认为是提升学生抽象逻辑思维和数学应用能力的有效途径。然而，如何在实际教学过程中有效实施问题式教学、如何具体影响学生的自主学习能力，仍需系统的研究和深入的探讨。本研究旨在探讨小学数学问题式教学对学生自主学习能力的影响，并通过一系列的小学数学课程进行问题式教学实验，并结合案例分析，评估问题式教学法在提升学生解决问题能力、批判性思维及自我驱动学习等方面的有效性。

一、问题式教学法的理论基础

（一）问题式教学法的定义与特点

问题式教学法（Problem-Based Learning， PBL）最初源于医学教育领域，旨在通过解决实际问题来培养学生的综合能力。这种教学模式强调“学以致用”，通过设定与真实生活或学术研究紧密相关的问题情境，激发学生的学习兴趣和主动探索精神。学生在教师的引导和同伴的合作下，共同探讨问题，搜索资料，并提出解决方案。

问题式教学强调以问题为中心，教学活动围绕核心问题展开，这些问题通常具有开放性，需要学生进行深入分析和综合性思考。学生在学习过程中处于主动地位，教师则从传统的知识传授者转变为学习顾问和引导者。在问题式教学中，学生需要自主寻找问题的解决路径，与同伴合作，通过讨论和协作来深化理解和解决问题。此外，学生在问题解决过程中需不断反思自身的学习方法和问题解决策略，同时向教师和同伴提供反馈，共同评估解决方案的有效性。

（二）问题式教学与传统式教学的比较分析

问题式教学与传统教学模式存在显著差异，主要表现在教学目标、教学过程和学生角色上。

在教学目标方面，传统教学侧重于知识的传授和记忆，目标是确保学生掌握特定的知识点和技能，而问题式教学更注重于能力的培养，如解决问题能力、批判性思维能力以及自主学习能力。另外，在传统教学中，教师是知识的主要传递者，课堂上教师讲授占主导，学生以被动接受为主，而问题式教学则完全不同，课堂上学生通过自主探索和小组讨论来构建知识体系，教师则通过提问和适时的指导来促进学生的思考。传统教学中，学生通常是信息的接收者，对学习内容的掌握以记忆和重复为主。问题式教学中的学生则是问题解决者和知识的探索者，他们需要主动寻找信息、分析问题并提出解决方案。

通过这一对比，可以明确看出问题式教学法在激励学生主动学习、强化问题解决技能等方面展现出了显著优势，尤其适宜于诸如数学教学这类需要高度综合与创新能力的教育领域。

二、小学数学问题式教学的实施策略

（一）设计适宜的问题情境

在小学数学教学中，设计适宜的问题情境是提升教学质量和学生学习主动性的关键步骤。问题情境不仅需要吸引学生的注意力，还应激发他们的思考和探索欲望，愿意自主地解决问题。问题式教学法通过情境设置，让学生在解决问题的过程中，自然而然地掌握所需的数学知识与技能，有助于培养他们的独立思考与创新能力，提升自主学习能力。

问题情境的设计应基于以下原则：一是真实性，问题应来源于学生的现实生活经验或可感知的真实世界情境，使学生能够感受到学习内容的实用价值和现实意义；二是挑战性与可达性，设计的问题应具有适当的难度，既能挑战学生，又不至于让他们感到挫败。问题难度要与学生的实际能力和已有知识水平相匹配；三是开放性，优良的问题情境应允许多种解决方案和探索路径，鼓励学生从不同角度和方法解决问题，促进创造性思维。

以小学数学中的“有余数的除法”单元为例，教师可以围绕学生日常生活中的实际情境来设计问题，使学习内容与学生的实际生活紧密关联。例如，教师可以设置一个关于分配食物的场景：“如果一个班级有28个学生，班级里有85个苹果，每个学生平均分得若干个苹果，每人分得多少？会不会有剩余？剩余多少？”

然后，教师进一步延伸这个问题，增加情境的复杂性。例如：“如果有些学生因病缺席，只有25个学生在场，那么如何重新分配苹果？每人能分得更多的苹果吗？”在探讨这些问题时，教师应引导学生不仅关注除法的运算结果，还要思考背后的数学意义，如何通过实际操作来理解余数的概念，以及如何在现实生活中应用除法知识解决问题。

此外，教师还可以设计一系列相关的小问题，形成问题链，引导学生深入探索。例如，从“如何平均分配苹果”引出“如果苹果数量少于学生数怎么办？”“如果每组要求苹果数量不同，该如何分配？”这样的问题设置不仅增加了问题解决的实际应用场景，也使学生在解决问题的过程中，逐步掌握除法运算的基本技能和深层次思考。

通过这些实际的教学案例，教师可以有效地利用问题情境，驱动学生的独立思考，使他们在解决具体数学问题的同时，培养解决日常生活问题的能力，这对学生的全面发展具有积极的推动作用。

（二）教师角色的转变与策略

在问题式教学中，教师的角色从传统的知识传授者转变为学习的促进者和指导者。这种转变要求教师不仅要精通教学内容，还需要掌握引导学生探索、思考和解决问题的策略。教师的角色转变是实现有效问题式教学的核心要素，其目标是创造一个支持性的学习环境，让学生能够在探索中发展自主和协作学习的能力。

以“三角形的面积”为例，首先，教师可以通过一个具体且引人入胜的活动来启发学生的兴趣和思考。例如，教师可以准备几张大的彩色纸，上面画有各种三角形，并提出这样的问题：“如果我们使用剪刀将这些三角形剪下来，然后尝试用裁剪的正方形或长方形去覆盖它们，我们能否准确计算出这些三角形的面积呢？”在此过程中，教师指导学生探讨不同形状的三角形（如直角三角形、等腰三角形和不规则三角形）是否都能用相同的方法来测量面积，以及这种方法的准确性和局限性。学生可以小组合作，每组选择一种方法来覆盖并计算面积；如使用裁剪的正方形和长方形拼贴，或者在三角形纸片上画小格子来估算面积。

其次，教师可以挑战学生的思考，并提出这样的问题：“在三角形纸片上画小格子的方法，能否帮助我们更直观地理解面积的计算过程？这种方法有何优势和可能的问题？”通过问题鼓励学生进行实际操作，同时促进他们对数学概念的深入理解。在小组讨论和实践操作后，每个小组成员可以展示他们的计算方法和结果，分享他们在实际操作中遇到的挑战和解决策略。这不仅增强了学生对数学知识的理解，还激发了他们自主解决问题的能力和团队合作精神。

最后，教师可以引导学生反思各种方法的效率和准确性，讨论在现实生活中测量复杂形状面积的可能应用，如土地测量、艺术设计等。通过这种互动和探索活动，教师不仅教授了数学知识，还培养了学生的批判性思维和创造力。这种教学策略有效地支持了学生在问题式学习环境中的成长，使得整个学习过程更加丰富和有意义。

（三）学生互动学习与合作学习的促进

在问题式教学中，推动学生之间的互动与合作学习是至关重要的。通过合作，学生可以共享资源和思想，相互启发，达到知识和能力的共同提升。有效的学生互动不仅能够帮助学生发展必要的社交技能和团队合作能力，还能促进知识的深入理解。

例如，在探讨小学数学课程中的“平行和垂直”概念时，教师可以采用一种互动且富有启发性的教学方法，使学生通过实际的观察和小组合作来深入理解这些基本的几何概念。在教学中，教师可以利用日常生活中易于识别的图像，如建筑物的窗户、地板瓷砖等，展示平行线和垂直线。

首先，教师可以先展示一系列含有明显平行和垂直线条的图片。例如，道路的行车线（平行线示例）和电线杆与地面的交界（垂直线示例）。在展示图片前，教师提出问题：“观察这些图片，你能指出哪些是平行线，哪些是垂直线吗？你是如何判断的？”这些问题旨在激发学生的观察力和分析力。

其次，教师将学生分为小组，每组分配不同的图片进行观察和讨论。学生们需要确定图片中的线条是否平行或垂直，并讨论他们的判断依据。为了确保每位学生都能参与活动，教师可以指定轮流发言或小组内部先进行讨论后由代表总结小组观点。

最后，教师组织一个全班讨论会，让每个小组展示他们的发现和讨论结果。这一环节不仅让学生们展示了他们的工作，也提供了比较和学习他人观点的机会，通过同伴间的互动，学生可以更全面地理解平行和垂直的概念。教师在此过程中扮演的角色是一个协调者和引导者，确保讨论的有效性和深入性。此外，教师可以适时地提供反馈，指出学生讨论中的亮点和需要改进的地方，帮助他们修正理解上的偏差，并深化他们的几何知识。

通过这种基于实际图片的观察和小组讨论活动，学生不仅能够掌握平行和垂直线的识别技能，还能在真实的学习情境中发展他们的批判性思维和协作能力。这种教学策略有效地将抽象的数学概念与学生的实际生活联系起来，增强了学习的相关性和趣味性，促进了学生在问题式学习环境中的全面成长。

三、问题式教学对小学生自主学习能力的影响

（一）自主学习能力的构成要素

自主学习能力指的是学生在缺少直接教师指导的情况下，能够独立进行学习活动的能力。这种能力主要由学习动机、学习策略、元认知技能和批判性思维四个关键要素构成。学习动机作为内在的推动力，能激励学生积极探索新知识和技能；学习策略，包括设定具体学习目标以及有效管理时间和资源，是实现有效学习的重要手段；元认知技能让学生有能力监控和评估自己的学习过程和效果，使他们能够在遇到困难时及时调整学习方法；批判性思维则是分析和评价信息，有逻辑地解决问题的能力。问题式教学通过设计具有挑战性的问题和创建支持性的学习环境，能有效培养这些自主学习能力的要素，帮助学生在学术上和生活中成为更独立、自信的个体。

（二）问题式教学实施前后的对比研究—轴对称单元

本研究以《轴对称》为教学单元，对比分析了问题式教学（班级A）和传统式教学（班级B）对学生自主学习能力和总体学习成效的影响。问题式教学班级使用了以探索和创新为导向的教学方法，而传统教学班级则采用了标准的讲授和练习模式。教学实施结束后，通过专门设计的评估工具来测量学生的学习成果和自主学习能力。

在问题式教学班级中，教师介绍了轴对称的基本概念，并展示了多个现实生活中的轴对称实例，如蝴蝶和桥梁结构，然后，教师提出一个开放式问题：“如果设计一个轴对称的标志或图案，应该考虑哪些因素？”学生可以在小组内讨论，并设计自己的轴对称图案。

每个小组需要研究和提出解决方案，然后通过实际操作，如使用绘图软件或手工制作，来实现他们的设计。此过程不仅要求学生应用他们对轴对称的理解，还需要他们创造性地思考并解决问题。教师在整个过程中扮演顾问的角色，提供必要的指导，但尽量让学生自主完成任务。

在传统教学班级中，教师通过直接讲授的方式介绍轴对称的定义和性质，并通过展示图像和公式来解释概念。学生的主要任务是听讲并完成教师分发的练习册，这些练习主要包括识别和画出轴对称变形。教学侧重于记忆和理解概念，而非探索和应用。

评估主要包括两部分：一部分是创新性问题的得分，用于衡量学生的自主学习能力；另一部分是总体学习成效的得分，用于衡量学生对轴对称概念的掌握程度。测试包含了多项选择题、填空题和几道需要创造性解决问题的开放式问题。

在创新性问题的得分中，班级A的学生展示了更高的创新能力和问题解决技巧。例如，当被问及设计一个新的轴对称图案时，班级A的学生能够提出多种独特而实际的设计，显示出高度的创造性和理解深度。在总体学习成效上，两个班级的对比情况如表1所示。

结果表明，问题式教学班级在自主学习能力和总体学习成效上均显著优于传统教学班级。学生在问题式教学环境中表现出更高的参与度和动机，能够更好地理解和应用轴对称的概念。这证明了问题式教学在培养学生的自主学习能力和提高学习成效方面的有效性。

四、结语

综上所述，在此研究中，采用问题式教学法对小学生在数学学科中自主学习能力的提升显示出显著的正面效果。特别是在创新性问题解决和批判性思维方面，实施问题式教学的班级相较于传统教学方法的班级，学生展现了更高的能力和成效。通过小组合作与探索性学习，学生不仅提高了对数学概念的理解和应用，也在学习过程中发展了自主寻求知识的热情和能力。这种教学方法有效地激发了学生的学习兴趣，增强了他们解决实际问题的能力，对培养未来适应能力强、具备创新精神的学生具有重要意义。