我校課題組開(kāi)展了基于網(wǎng)絡(luò)教室的交互式的“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式的探索,推出了初、高中若干個(gè)典型課例,通過(guò)選題、設(shè)計(jì)、施教、評(píng)價(jià)等一系列環(huán)節(jié),由典型課例的引導(dǎo)和提煉,初步構(gòu)建了基于網(wǎng)絡(luò)教室的“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式,并進(jìn)一步構(gòu)建了基于“校園局域網(wǎng)”的網(wǎng)站模式。
一、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的基本環(huán)節(jié)
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的基本思路是:從問(wèn)題情境(實(shí)際問(wèn)題或數(shù)學(xué)問(wèn)題)出發(fā),學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,設(shè)計(jì)研究步驟,在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)規(guī)律、提出猜想、進(jìn)行證明或驗(yàn)證。根據(jù)這一思想,教學(xué)模式一般主要包括以下五個(gè)環(huán)節(jié)。
1 創(chuàng)設(shè)情境
創(chuàng)設(shè)情境是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程的前提和條件,其目的是為學(xué)生創(chuàng)設(shè)思維場(chǎng)景,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。問(wèn)題隋境的創(chuàng)設(shè)要精心設(shè)計(jì)。要有助于喚起學(xué)生的積極思維。數(shù)學(xué)教學(xué)中,創(chuàng)設(shè)合適的問(wèn)題情境。創(chuàng)設(shè)情境不宜過(guò)多,過(guò)于展開(kāi),用時(shí)也不要太長(zhǎng),以免沖淡主題,甚至畫(huà)蛇添足。
2 活動(dòng)與實(shí)驗(yàn)
學(xué)習(xí)通過(guò)“做數(shù)學(xué)”來(lái)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),在教師的指導(dǎo)下,通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)去獲得感性認(rèn)識(shí),有利于學(xué)生以一個(gè)研究者的姿態(tài),在“實(shí)驗(yàn)空間”中觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的想象力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和數(shù)學(xué)情感。因此。開(kāi)展活動(dòng)和實(shí)驗(yàn)是這種教學(xué)模式的主體部分和核心環(huán)節(jié)。教師根據(jù)具體情況組織適當(dāng)?shù)幕顒?dòng)和實(shí)驗(yàn);數(shù)學(xué)活動(dòng)形式可根據(jù)具體情況而定,最好是以24人為一組的小組形式進(jìn)行。也可以是個(gè)人探索,或全班進(jìn)行。在此教師的主導(dǎo)作用仍然是必要的,教師給學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)要求,學(xué)生按照教師的要求,在計(jì)算機(jī)(器)上完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn),搜集、整理研究問(wèn)題的相關(guān)數(shù)據(jù),進(jìn)行分析、研究,對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果作出清楚的描述。這一環(huán)節(jié)對(duì)創(chuàng)設(shè)情境和提出猜想兩大環(huán)節(jié)起承上啟下的作用。
3 討論與交流
討論與交流是開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)必不可少的環(huán)節(jié),也是培養(yǎng)合作精神、進(jìn)行數(shù)學(xué)交流的重要環(huán)節(jié)。讓學(xué)生積極主動(dòng)地參與到數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中去,對(duì)知識(shí)的掌握,思維能力的發(fā)展,學(xué)業(yè)成績(jī)的提高以及學(xué)習(xí)興趣、態(tài)度、意志品質(zhì)都具有積極的意義。在學(xué)生積極參與小組或全班的數(shù)學(xué)交流和討論的過(guò)程中,通過(guò)發(fā)言、提問(wèn)和總結(jié)等多種機(jī)會(huì)培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的條理性。鼓勵(lì)學(xué)生把自己的數(shù)學(xué)思維活動(dòng)進(jìn)行整理,明確表達(dá)出來(lái)。這是培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力和語(yǔ)言表達(dá)能力的一個(gè)重要途徑。
4 歸蚋與猜想
歸納與猜想這一環(huán)節(jié)和活動(dòng)與實(shí)驗(yàn)、討論與交流密不可分,常常相互交融在一起,有時(shí)甚至是先提出猜想,再通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。提出猜想是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié),是實(shí)驗(yàn)的高潮階段;根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,尋找規(guī)律,通過(guò)合情推理、直覺(jué)猜想,得到結(jié)論是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)程度的體現(xiàn),是實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵環(huán)節(jié)。
5 驗(yàn)證與數(shù)學(xué)化。
提出猜想得出結(jié)論,并不代表實(shí)驗(yàn)結(jié)束,還需要驗(yàn)證,通常有實(shí)驗(yàn)法、演繹法和反例法。提出猜想是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一個(gè)重要步驟,開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能需要猜想。教師有必要引導(dǎo)學(xué)生證明猜想或舉反例否定猜想,讓學(xué)生明白。數(shù)學(xué)中只有經(jīng)過(guò)理論證明而得出的結(jié)論才是可信的。
二、開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)亟待解決的問(wèn)題
1 轉(zhuǎn)變觀念。對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué),數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)用時(shí)較多,而中學(xué)數(shù)學(xué)課程內(nèi)容多,學(xué)時(shí)少,為完成教學(xué)計(jì)劃及應(yīng)付中考、高考,時(shí)間寶貴,有人甚至認(rèn)為沒(méi)有時(shí)間進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)。事實(shí)上,開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),不僅在于對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)本身的探求,還在于數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是數(shù)學(xué)體系、內(nèi)容和方法改革的一項(xiàng)嘗試,有利于培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)性、創(chuàng)造性和協(xié)作精神,有利于促進(jìn)學(xué)生整體素質(zhì)的提高。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不是要取代其他教學(xué)模式。而是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的有益補(bǔ)充。在中學(xué)開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、研究性學(xué)習(xí)符合素質(zhì)教育的要求,具有長(zhǎng)效性。
2 提高教師素質(zhì)。在常規(guī)教學(xué)中,開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教師面臨來(lái)自專(zhuān)業(yè)素質(zhì)方面的挑戰(zhàn):一方面,對(duì)大多數(shù)教師來(lái)說(shuō)。對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)相對(duì)生疏,而利用計(jì)算機(jī)開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)需要較多計(jì)算機(jī)知識(shí),有時(shí)甚至要用到簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)知識(shí);另一方面,開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),需要教師具有更強(qiáng)的數(shù)學(xué)知識(shí)和科研能力,這就對(duì)教師素質(zhì)提出了更高的要求。
3 豐富教學(xué)資源。開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要計(jì)算機(jī)硬件的支持,由于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡,有些經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)的學(xué)校購(gòu)買(mǎi)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備還有一定的困難,這給推廣數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)造成了客觀上的障礙和阻力。值得高興的是,如今計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅猛,價(jià)格不斷下降,對(duì)創(chuàng)建數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供了便利條件。為適應(yīng)信息技術(shù)教育的需要,應(yīng)克服困難逐步建立數(shù)學(xué)(計(jì)算機(jī))實(shí)驗(yàn)室,開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),讓理論與實(shí)踐接軌。
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種新型的數(shù)學(xué)教學(xué)模式,這一教學(xué)模式的產(chǎn)生是現(xiàn)代數(shù)學(xué)發(fā)展的必然產(chǎn)物。數(shù)學(xué)本身的這種發(fā)展走向預(yù)示著在新的數(shù)學(xué)教學(xué)改革中,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式具有強(qiáng)勁的生命力。