一、引言
数学实验教学是为了帮助学生建构某种数学理论,或检验某个数学猜想,或解决某类数学问题,借助于一定的技术手段或实践操作,通过对实验素材进行实际操作来理解、解释或建构数学的学习活动。实验教学更能满足学生学习需求,让学生学习动力、学习潜能得到激发,最终实现学生数学核心素养的培育,及其数学水平和学习能力得到提升。
二、初中数学实验教学的现状
初中老师受升学和考核制度的压力,平日里的课堂教学总是想尽一切办法把更多知识传授给学生,急功尽利,满堂灌,还要把知识拓展延伸,搞题海战术,总认为讲了做了学生就能听懂、记住、会做,自己心里就平衡了。在这种教育方式下数学课上学生基本都在静静的听,师生互动、生生互动很少,课堂上以老师讲授为主,学生缺乏自主学习的兴趣和能力,忽视了课堂教学中学生的主体地位。数学实验活动设计简单、模式化。 一些老师为了应付公开课,在课堂上设计了实验、动手操作、分组合作讨论,但缺乏有效组织,出现问题时束手无策,不能及时引导。这样的课堂看似热闹,事实上学生始终停留于实验活动的表层,不能在实验活动中获得系统的知识,也不利于能力的提高,不能发展任何真正的数学思维。
二、数学实验教学的意义
(一)数学实验是培养学生核心素养的有效途径
学生的核心素养是通过数学学习所表现出来的思考方式和解决问题的能力,而数学实验可以通过观察、操作、合作实践等活动提高学生的数学核心素养。由于数学实验有操作性和实践性,注重实测与直观,所以学生在活动过程中有从具体到抽象、从感性到理性的体验,通过实验将实际问题数学化,并根据问题来建立数学模型,从而解决问题。不仅能让学生主动建构数学知识,而且能激发学生的求知欲和好奇心,培养学生的学习兴趣,提升学生的创新思维。
(二)数学实验是实现数学“再创造”的有效途径
“再创造”思想的核心就是数学过程再现,它颠覆了传统的学习模式,让学生学习“活动”的数学。让学生体验数学的发现过程,在教师的指导下实现对数学的“再创造”,从而学会数学思维的方法,掌握知识规律,培养理性思考的习惯。好的“数学实验”一定注重学生的自主探究,一定注重学生的深度思维。教师要为学生的数学实验打造时空、发掘素材资源、提供相应的方法,从而助推学生数学实验成效的提升。
三、开展数学实验教学的策略
(一)丰富数学实验的形式,让数学实验生动有趣
兴趣是调动学生积极性的原动力,也是学生自主学习的调味剂。为了让学生主动参与教学活动,教师应利用数学实验将理论知识和实践操作相结合,来培养学生学习数学的兴趣。这样不仅能帮助学生轻松理解和掌握数学知识,还能锻炼其动手能力,使其发现数学的魅力与趣味,进而实现学生学习兴趣的培养,提升其数学学习自主性。例如,在学习《轴对称图形》一课时,教师应设计剪纸数学实验。学生在日常学习生活中已经接触一些具有对称性的物体,同时也对对称现象有一定的感性认知,若选择一些正方形、圆形、长方形来例举,难以吸引学生的注意力,激发其学习兴趣,而剪纸具有复杂化、多样化的特色,不同的剪法都可以得到不一样的图案,同时大多数剪纸图案兼具对称性,更容易吸引学生,还能为开展轴对称图形教学做好铺垫。通过教师的演示教学,最后,学生都能快速剪出一个十字形,也对轴对称图形的概念和特征有了深入的了解。通过设计一个具有趣味性的数学实验,可以吸引学生的注意力,让学生投入实验活动中,有利于培养其学习自主能力。
(二)借助课堂教学导学案,让数学实验易于操作
数学实验教学往往需要学生经历探究、猜想、验证的过程,很多时候可以借助导学案完成这一实验教学的。例如:在教授“多边形的内角和”时笔者事先制作导学案,将多边形以表格的形式呈现出来,学生通过分割、转化、从特殊到一般,推理得出多边形的内角和公式,并鼓励他们用不同的方法进行分割,拓展他们的思维。又如在教授“幂的运算”时也是通过大量的同类计算推导出最终的结论。探索发现型实验教学,既能将验证型的实验继续深入,又能将操作思考型的实验教学的效果移植到实验结论的应用上,还能在模拟实验的基础上进一步探究。这种实验教学通常从某种数学原理出发,又回到这一数学原理。实验教学的最终目的是使学生在应用这一原理时,认识数学本质,通过“探索发现”达到建构数学知识结构的目的。
(三)通过学生的深度学习,让数学实验落到实处
数学实验离不开学生的深度学习。例如,教学“概率”这一部分内容,教师可以组织学生开展数学实验,但绝不能让学生沦落为机械的、盲目的操作工,而是要引导学生深度思考。教师要少限制,引导学生多思维、多想象。笔者在教学中让学生分小组进行数学实验。学生主动地分工、合作,一位学生负责装球、摇球,一位学生负责摸球,一位学生负责记录。在经过了若干次实验之后,负责记录的学生对摸球的数据进行汇总,全组学生对摸球实验进行分析、推理:总实验次数是多少?摸到黑球的频数是多少?摸到白球的频数是多少?估计袋子里放了多少个黑球、多少个白球。在经过学生分析、推理之后,放球的学生公布放球的个数,并让全体学生将自己小组的实验结果进行推理、分析、计算,并且与事实进行比较,在比较中引导学生反思:黑球出现的频率和白球出现的概率是否一致?为什么会有差异?通过深度学习,不仅让学生学会分析,更重要的是让学生感受、体验等可能性的概率事件。
四、结语
在初中数学教学中,教师要充分发掘数学实验的育人功能,拓展数学实验的育人价值,敞亮数学实验的育人路径,以数学实验作为学生数学学习的载体,有效地提升学生的数学学习能力,发展学生的数学核心素养。
参考文献:
[1]刘朝军,陈梦康.数学实验在中学数学课堂教学中的应用[J].科技视界,2020(01):54-56.
[2]齐琳丽.谈数学实验教学对学生能力的培养[J].科技资讯,2019,17(31):138-139.