李志紅
摘要:有效數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動不能單純地依賴模仿與記憶,動手實(shí)驗(yàn)、自主探索與合作交流是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要方式。由此,數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)恰當(dāng)?shù)匾霐?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生參與數(shù)學(xué)知識的構(gòu)建過程,親歷探索知識的樂趣,幫助他們在自主探索和合作交流中真正理解和掌握基本的數(shù)學(xué)知識與技能、數(shù)學(xué)思想和方法。本文就初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識、模式以及存在的問題作一些思考和探索。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)模式;思考
中圖分類號:G633.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1992-7711(2016)08-0111
《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:“讓學(xué)生經(jīng)歷觀察、實(shí)驗(yàn)、猜想、證明等數(shù)學(xué)活動過程,發(fā)展合情推理能力和初步的演繹推理能力”。由此,教師的教學(xué)觀念和方式都發(fā)生了很大的變化,合作學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)等現(xiàn)代教學(xué)方式已廣泛運(yùn)用于初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的出現(xiàn)是一種必然,也是一種需要。教學(xué)實(shí)踐表明,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)能創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境,使學(xué)生有興趣地、有信心地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。
一、對初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是為了探究數(shù)學(xué)知識、檢驗(yàn)數(shù)學(xué)結(jié)論(或假設(shè))而進(jìn)行的某種操作或思維活動。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是讓學(xué)生通過自己動手操作,進(jìn)行探究、發(fā)現(xiàn)、思考、分析、歸納等思維活動,最后獲得概念、理解或解決問題的一種教學(xué)活動。
在數(shù)學(xué)教學(xué)中開展實(shí)驗(yàn)顯得很有必要,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以使學(xué)生體驗(yàn)和感悟數(shù)學(xué)的兩個側(cè)面,可從某些方面讓學(xué)生親歷“數(shù)學(xué)發(fā)明創(chuàng)造的過程”,符合人的認(rèn)知規(guī)律,有助于學(xué)生對數(shù)學(xué)概念、規(guī)律及本質(zhì)產(chǎn)生過程的了解和掌握;有助于學(xué)生對“數(shù)學(xué)源于生活,高于生活,又指導(dǎo)生活”的理解;有助于培養(yǎng)學(xué)生自覺學(xué)習(xí)和運(yùn)用數(shù)學(xué)的意識;有助于學(xué)生進(jìn)入主動探究的狀態(tài)、變被動的接受學(xué)習(xí)為主動的建構(gòu)過程,同時培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、運(yùn)用數(shù)學(xué)的意識和能力。
二、初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式
與傳統(tǒng)的物理、化學(xué)、生物實(shí)驗(yàn)相同,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅需要學(xué)生動手,更需要動腦。即通過對情境資料的觀察、比較、分析、綜合、抽象和推理,得出或深層次理解數(shù)學(xué)概念、規(guī)律及本質(zhì)。根據(jù)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐和探索,我們可以把數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)歸納為以下三種模式:
1. 操作性數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
操作性數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是通過對一些工具、材料的動手操作,創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生自主探索數(shù)學(xué)知識、檢驗(yàn)數(shù)學(xué)結(jié)論(或假設(shè))的教學(xué)活動,這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式由以下環(huán)節(jié)組成:(1)實(shí)物準(zhǔn)備;(2)創(chuàng)設(shè)情境;(3)實(shí)驗(yàn)操作;(4)觀察猜想;(5)歸納結(jié)論。常用于與幾何圖形相關(guān)知識、定理、公式的探求或驗(yàn)證。
操作性實(shí)驗(yàn)教學(xué)不是把數(shù)學(xué)知識直接告訴學(xué)生,而是通過學(xué)生動手操作、合作探究獲得的,這是一個主動建構(gòu)的過程。在這一過程中,通過動手操作,把學(xué)生推到思維的前沿,把課堂交給了學(xué)生,給學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)、自主探索、合作交流的機(jī)會,讓學(xué)生在自主的思維活動中去構(gòu)建新的認(rèn)知結(jié)構(gòu),這樣既加強(qiáng)了數(shù)學(xué)交流,又培養(yǎng)了合作精神。
2. 思維性數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
思維性數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指通過對數(shù)學(xué)對象的不同變化形態(tài)的展示,創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用思維方式探究數(shù)學(xué)知識、檢驗(yàn)數(shù)學(xué)結(jié)論(或假設(shè))的教學(xué)活動。該教學(xué)模式由以下環(huán)節(jié)組成:(1)構(gòu)建基本情境;(2)想象變化過程;(3)猜想規(guī)律;(4)檢驗(yàn)結(jié)論。
3. 計算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
計算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指借助于計算機(jī)的快速運(yùn)算功能和圖形處理能力,模擬再現(xiàn)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生自主探索數(shù)學(xué)知識、檢驗(yàn)數(shù)學(xué)結(jié)論(或假設(shè))的數(shù)學(xué)活動.計算機(jī)多媒體技術(shù)能為教學(xué)活動提供并展示各種與教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)的情境,為抽象的數(shù)學(xué)思維提供了直觀模型,為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供了豐富多彩的學(xué)習(xí)情境和有力的學(xué)習(xí)工具。該教學(xué)模式包括以下環(huán)節(jié):(1)創(chuàng)設(shè)問題情境;(2)實(shí)驗(yàn)探索;(3)提出猜想;(4)驗(yàn)證猜想;問題拓展。
三、對初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考
1. 初中學(xué)生數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力較差
由于數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是個“年輕”的課題,以前的學(xué)習(xí)中很少涉及此類問題,現(xiàn)在要求讓學(xué)生自己進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)(教師指導(dǎo)下),學(xué)生往往表現(xiàn)出不知所措:第一是學(xué)生難以設(shè)計出一套完整的實(shí)驗(yàn)方案,實(shí)驗(yàn)的過程中也提不出問題,完成不了必要的歸納和總結(jié);第二是學(xué)生基本技能不足或遭遇挫折后容易放棄等一系列現(xiàn)象。因此,針對這些問題,教師在教學(xué)設(shè)計中可循序漸進(jìn)、因材施教。并積極倡導(dǎo)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),教學(xué)中無論是演示實(shí)驗(yàn)還是操作實(shí)驗(yàn),盡可能地給予學(xué)生設(shè)計、提問、猜想、操作、交流、評估的機(jī)會,創(chuàng)設(shè)問題情境,突出數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)在能力培養(yǎng)上的載體功能。
2. 選擇適當(dāng)?shù)膬?nèi)容開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
初中的數(shù)學(xué)知識是歷史上經(jīng)歷了數(shù)百年乃至上千年探索結(jié)果的匯編,顯然不可能逐一讓學(xué)生去體驗(yàn)、探索、發(fā)現(xiàn)。那么,應(yīng)當(dāng)依據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)篩選開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容呢?有調(diào)查顯示函數(shù)、平面幾何等是進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)最多的內(nèi)容。而大多數(shù)數(shù)學(xué)教師僅僅將數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)用來“激發(fā)興趣”和“客體感知”,而對“概念形成”“結(jié)論推理”和“復(fù)習(xí)鞏固”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的則微乎其微。但事實(shí)上,初中學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解很大的障礙恰恰在于上述幾個方面。因此,我們應(yīng)當(dāng)選擇適當(dāng)?shù)膬?nèi)容開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
3. 初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的“軟硬件”跟不上
所謂“硬件”是指計算機(jī)(包括圖形計算器)、測量工具等,由于長期以來沒有數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的意識,計算機(jī)房只是供上計算機(jī)課使用,數(shù)學(xué)課中不能方便地使用,計算機(jī)輔助教學(xué)難以開展;就“軟件”而言,就更加缺乏,教材中缺少實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,教學(xué)雜志上關(guān)于數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的信息量也很少,教師又缺乏設(shè)計“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)。這就要求學(xué)校加大數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)所需要的“軟硬件”的投入,確保數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的正常開展。
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種嶄新的教學(xué)模式,是現(xiàn)代數(shù)學(xué)發(fā)展的必然產(chǎn)物,也是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力的重要途徑。因此,我們應(yīng)當(dāng)注重在實(shí)際教學(xué)中進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的研究和深化,以使它具有更強(qiáng)的生命力。