【摘 要】《數學課程標準》強調:“好的數學教育應該從學習者的生活經驗和已有的知識背景出發(fā),提供給學生充分進行數學實踐活動和交流的機會。”事實上,在新課程背景下,許多教師都意識到數學課堂要“放”,要讓學生去進行數學實踐活動和交流,但在實際教學中卻又苦于沒有一個恰當的探究方式,不敢“放”。數學實驗就是一個非常適合“放”的載體,它可以借助一定的物質手段,創(chuàng)設問題情境,引導學生參與實踐,自主探索、合作交流,從而發(fā)現問題、提出猜想、驗證猜想和創(chuàng)造性解決問題。
【關鍵詞】數學實踐;數學課堂;數學實驗
引言
數學實驗是一種全新的教學活動,通過學生的操作、實驗或試驗,使學生從原有的知識中自然“生長”出新的知識,這一知識的生長過程是一種主動的探索過程,不僅使新知識找到了牢固的附著點,而且使認知結構在探索中得到發(fā)展。因此在一定程度上極大地促進了學生的有效學習,同時也提升了他們學習數學的能力。
一、數學實驗教學能有效促進學生的數學理解
數學實驗教學,可以超越傳統數學語言的表達形式,幫助學生建立直觀模型,加深學生對數學的體驗,有利于觀察和發(fā)現數學現象的本質,形成良好的知識結構。通過數學實驗能夠更好地揭示知識之間的內在聯系,有效地促進學生的數學理解。
案例1:《菱形復習》的公開課,主講老師發(fā)給每位學生一張2×4的矩形紙片,要求學生將紙片折成一個菱形。整堂課以學生圍繞如何折菱形?如何判斷所折的是菱形?怎樣計算所折菱形的面積?如何比較菱形面積的大小?等等問題將學生的思維一步步引入深處。當一個問題解決后,新的問題又產生了,使學生的學習活動得以保持和繼續(xù)。
這位老師設計這個實驗操作的目的不正是想通過學生的實踐、探索、思考和交流,將菱形的系統知識加以梳理,加以復習嗎?我認為,這樣符合由淺入深、由易到難的原則,能夠更好地揭示平行四邊形、菱形等知識之間的內在聯系,使學生對相關知識的理解更為深刻。而教學中留足了空白,由空白而探究而創(chuàng)新,學生興趣濃厚,而不同基礎的學生也有不同的收獲,學生的個性得到了尊重。
二、數學實驗教學能培養(yǎng)學生的非邏輯思維能力
在數學實驗中,由于學生是通過自己動手實驗、充分嘗試,并通過各種途徑去思考、探索問題的,所以這樣所獲得的知識比起單靠教師講解所獲得的要深刻得多。在這個知識的形成過程中,學生非邏輯思維能力(猜想、合情推理、直覺等)也得到了非同一般的發(fā)展,這也完全符合現代數學教育以學生發(fā)展為主體目標的教育觀念。
案例2:在《認識函數》教學中,可以讓學生做一個鐘擺實驗,來體驗函數的一一對應關系。課前準備:若干組實驗器材,每組是一米長的擺線(每10cm一個結),一個單擺及記錄單;提出問題,合作動手操作:教師把班級分為若干小組,每組四人,兩人計數,一人操作,一人記錄;讓學生動手實驗:(1)先固定擺線長為10厘米,把擺錘拉到任意位置放開(擺線拉直),讓擺錘自由擺動,數出半分鐘內擺錘擺動的次數(一個來回記作2次)。(2)改變擺線長度(每次增加10厘米),重復以上動作。(3)設計表格,把得到的數據整理到表格內,整理數據,由數據進行推理、猜想,得出屬于自己的結論。(4)展示試驗結果,交流感受體會。
在本例中,學生由于親自動手操作,從一個旁觀者和聽眾變成了一個參與者,因此更容易對實驗結果、產生結果的原因、新的知識、新的學科以及新的方法等產生強烈的好奇心。而抽象性是函數教學的一個最顯著特點,通過類似數學實驗,就可以把抽象的結論寓于其中,使學生經歷一個從具體到抽象的過程,對于學生理解有關數學知識是非常重要的。
三、數學實驗教學能促進學生學習方式的轉變
數學實驗是學生根據教師布置的某些內容,在選定要學習或要解決的問題后,通過動手操作、實驗或試驗,主動探索后得到結論。這是一個變被動的接受學習為主動的建構過程,使學生在各種情境中進行建構學習、發(fā)現學習,為轉變學生的數學學習方式提供了良好的環(huán)境。
案例3:在《三角形相似的判定》教學中,教師將其與信息技術整合。上課前,教師發(fā)給學生需要在課堂填寫的數學實驗報告,明確探究任務:判定兩個三角形相似需要幾個條件、什么條件?然后讓學生分小組通過幾何畫板進行實驗研究。課堂的大部分時間由學生在計算機上動手實驗,按實驗報告中的要求與實驗步驟測算各個角度、各邊的長并驗證對應角是否相等,對應邊是否成比例。所有的學生都全神貫注地進行實驗、觀察,之后填寫實驗報告。學生們在實驗后進行交流,并要求學生用當堂得到的結果畫兩個相似三角形。學生對這項任務非常積極,當堂有好幾位同學用不同的方法畫出了不同位置的相似三角形。這節(jié)課的突出特點是學生的學習方式變了,他們不再像過去一樣聽教師講“現成”的幾何,而是通過活動自己獲取知識。學生從“聽”數學的學習方式,改變成在教師的指導下“做”數學。數學學習方式的轉變使他們不僅形成對數學新的理解,而且學習能力得到了提高。
由此可見,數學實驗是一種活動化教學,它能滿足不同學生的需求,使不同學生在各自的能力基礎上都得到較充分的發(fā)展。所以在教學實踐中,我們要多多開展實驗教學,以促進學生的有效數學學習。但需要指出的是:無論在數學實驗中使用的教學媒體多么先進,不管它的功能如何完善,都不可能完全取代常規(guī)的講授教學,數學實驗的開展要合理、合情,不能為上數學實驗課而設計數學實驗。
【參考文獻】
[1] 馬玉斌.TI圖形計算器讓數學實驗進入課堂教學[J].數學教育學報,2004年8月
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