《义务教育数学课程标准(2022年版)》指出,数学课程要培养的学生核心素养包括“会用数学的眼光观察现实世界”“会用数学的思维思考现实世界”“会用数学的语言表达现实世界”。在观察、思考到表达的进阶式素养形成中,课堂教学是基础,活动拓展是抓手。然而,当前,初中教育一些学校唯分数论、作业形式单一等现象较为明显,这些因素不利于素养落地和发展学生创新精神。笔者认为,要破解这一难题,指导青少年写作创新论文是一条行之有效的新路径。
以数学为例,科创写作一般要经历“观察数学现象→提出数学问题→探究思考问题→找到数学方法→解决数学问题→表达成果观点”研究过程,这为学生发展科研思维奠定了基础。基于此,指导初中生进行科创论文写作,以科创论文为切口培养中学生创新能力很有必要。
一、为什么要指导学生写作科创论文
1 .科创论文写作有助于扩展学生视野、提高认知能力,更好地指导教育教学实践。如在国庆、“五一”、寒暑假期间,教师可以布置实践型、长周期作业,提供学习支架和文献资料,引导学生在假期尝试用所学知识做事情。科创论文写作弥补了传统数学作业形式单一的不足,让学生从解题上升到写作,课堂转型的核心在于组织教学时将学生置于中心地位,教师应将学生科创论文写作作为一项长期实施的教学活动来开展。
2 .科创论文写作可以促进学生的个性化学习,培养学生的人文科学素养。例如,针对数学基础知识掌握一般的学生,安排调查统计类实践作业,学生可调查家庭无线网的收费情况、社区家庭生二胎的意愿、小区垃圾分类意识等,学生以小组分工合作。学生可能会制作问卷调查表、收集及整理数据,最后分析数据得出结论。在此过程中,能够促进学生转变数学学习态度。针对数学思维能力强的学生,安排如测量建筑物高度、河道的宽度,研究古代日晷仪的工作原理、二十四节气的计算等探究型作业。教师提供事先筛选的文献,给学生一些问题支架,帮助学生梳理文献并解释现有成果,引导学生探索,在整个过程中,教师全程指导。针对数学应用和创新能力强的学生,做计算鸡蛋表面积、测量学校不规则菜地面积、计算蜂巢体积、探究公交车站设置等有挑战性的问题,这类问题高于一般学生的认识,来源于生活中真实问题,教师要关注学生的需要,积极引导,给学生充分体验和反思的时间,帮助学生完善知识结构。
3 .科创论文写作助力学生核心素养的落地,有利于创新型拔尖人才的孵化。培养学生写作科创论文,可以从部分比较拔尖并专注的学生入手。特别是数学科创论文的写作需要学生在选题上有目标、有主张、有构思、有新意、小切口,需要学生自己去探索、观察、体会,经历和数学家相似的探究,从自己体会最深的地方开始写作。通过培养这部分学生数学论文的写作,增强语言表达能力,同时学会归纳、有条理地表达,引导学生形成独立思考、自主学习的能力,数学写作的过程中学生的数学建模、数学创新思维及创造力等得到发展,从解题的单一模式迈向解决实际问题的多元视角,激发他们刻苦钻研数学难题的兴趣,营造班级良好学习氛围,引领班级整体进步。
二、指导学生写作科创论文的方法
教师在指导学生科创论文写作中,带领学生经历和体验科研的全部环节,真正授人以渔,实现学生独立探索问题。
1 .教师要帮助学生选题。教师根据学生现有知识储备,选择明确、具体、视角精准、独特、小切口的课题进行凝练。数学写作本来就是一件难度较大的探索,教师要手把手“扶着学生走路”。比如前文所说以社区情况统计、公交站设置等问题为切口,引导学生发现问题,阅读相关文献,进行研究。
2 .教师要引导学生真实写作。学生探索真实的问题,把解决问题的过程写下来,才是从研究实践到理论表述的开始。学生以自己的新解法为切口尝试写作,真实记录自己思考的关键步骤,然后提炼和修改。写作的原则是重实践、重理论、重结构,强调结构化。
3 .教师要引导学生构建写作框架。学生写作前一定要构思文章框架,如脉络、问题、策略等,主要结构和次要结构要清晰,问题意识决定了写作的靶心,决定了写作者看问题的角度和回答问题的方式。文章要从头到尾贯穿一条主线——问题是什么,为什么研究这个问题,怎样研究,有何发现?指导学生围绕这条主线安排素材,不要就事论事、记流水账,要善于“小题大做”。让学生学会把研究对象范围缩小,即研究要聚焦。如诺贝尔物理学奖获得者恩里科·费米说,如果一个人专门做大题目的话,成功的可能性很小。
4 .教师要教会学生梳理成果。科创论文写作重在有问题意识,把实践上升到理论层面,体现出学生对知识的运用以及问题解决意识。笔者常告诉学生:“写作应该像律师一样思考,你吃了一种药后病好了,这不能证明药物有用,还需要证明如果没吃这个药,病就不会好(反事实)。”可以先让学生把最想写并且最重要的部分写下来,再引导学生规范论文格式。
5 .教师要耐心指导学生反复修改。好文章是反复修改出来的,科创论文写作中,要让学生先写出初稿、反复诵读、修改、润色、复盘、再修改。学生应清晰表达,而不能含糊其辞。观点应当明确,对问题直接回答,并进行推敲。如诺贝尔文学奖得主托卡尔丘克说,写作是一种拉伸运动,它拉伸着我们的经验,超越它们,建立起一个更广阔的意识。
相较于单纯的数学解题,数学的科创论文写作在培养数学核心素养方面具有显著优势。在急需创新性人才的时代,我们不仅需要学生掌握“专家结论”,更需要他们学会“专家思维”,在今后解决问题时学会融会贯通、流利表达。
【本文系“四川省高校人文社会科学重点研究基地·四川中小学教师专业发展研究中心”一般项目“专业写作对教师专业能力提升的影响研究”(PDTR2023-13)阶段性成果;成都市教育科学规划课题“基于深度体悟式的初中数学实验课堂教学设计与实施”(课题编号CY2023Y025)阶段性成果】