關(guān)注初中數(shù)學(xué)“實(shí)驗(yàn)”教學(xué)構(gòu)建學(xué)生自主探究課堂

李雅妮

（山西省交口縣教育科技局 山西呂梁 032400）

關(guān)注初中數(shù)學(xué)“實(shí)驗(yàn)”教學(xué)構(gòu)建學(xué)生自主探究課堂

李雅妮

（山西省交口縣教育科技局 山西呂梁 032400）

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是數(shù)學(xué)教學(xué)的一條全新的思路，是一種十分有效的再創(chuàng)造式數(shù)學(xué)教學(xué)，它為學(xué)生提供了主體參與、積極探索、大膽實(shí)踐的學(xué)習(xí)環(huán)境，提供了一條解決數(shù)學(xué)問題的全新思路，在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生通過自主參與發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)，應(yīng)用數(shù)學(xué)，獲得數(shù)學(xué)知識，提高應(yīng)用技能，提升數(shù)學(xué)素養(yǎng)，形成基本的數(shù)學(xué)能力。

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn) 動(dòng)手操作 實(shí)踐能力

提起實(shí)驗(yàn)，大部分人都會很自然地想到物理實(shí)驗(yàn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)和生物實(shí)驗(yàn)；說數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，他們都會表現(xiàn)出茫然和困惑。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)雖然不是一種主導(dǎo)作用的方法，但在數(shù)學(xué)研究及數(shù)學(xué)教學(xué)中仍然有著舉足輕重的作用。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課中讓學(xué)生經(jīng)歷主動(dòng)參與、動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，進(jìn)而分析問題、解決問題，獲得基本的數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，對學(xué)生理解和掌握基本的數(shù)學(xué)知識與技能，體會和運(yùn)用數(shù)學(xué)思想與方法，提升合作交流、數(shù)學(xué)建模、終身學(xué)習(xí)等能力方面都有不可替代的作用。

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)學(xué)生動(dòng)手操作，自主探究的實(shí)踐過程，也是一個(gè)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的思維過程。在此過程中，教師要通過隨機(jī)提問引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生完成探究過程，因此教師始終處于主導(dǎo)地位，學(xué)生仍然處于學(xué)習(xí)的主體地位。這也符合了新《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的教學(xué)理念：學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)生動(dòng)活潑的、主動(dòng)的和富有個(gè)性的過程。其次，強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)活動(dòng)要建立在學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，體現(xiàn)建構(gòu)主義，建模主義等新的課堂教學(xué)觀。

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與物理實(shí)驗(yàn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、生物實(shí)驗(yàn)相比，不僅需要?jiǎng)邮?，更需要?jiǎng)幽X，思維量大是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本特征。根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐和探究，我把它歸納為以下幾種形式：

一、操作型數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

所謂操作型數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指通過對一些工具、材料的動(dòng)手操作，創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生自主探究數(shù)學(xué)知識，檢驗(yàn)數(shù)學(xué)結(jié)論的教學(xué)活動(dòng)。這種實(shí)驗(yàn)常具有誘發(fā)疑問，激發(fā)欲望的特征，常運(yùn)用于圖形運(yùn)動(dòng)等動(dòng)態(tài)類知識的探究。偉大的物理學(xué)家愛因斯坦曾說過“興趣是最好的老師”，初中生的好奇心理由他們的年齡特點(diǎn)所決定。吸引學(xué)生注意力，偶爾需要打破上課的常規(guī)方法。我在上 《正方形》一課的時(shí)，就創(chuàng)設(shè)了實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入情境：讓每位學(xué)生拿出一個(gè)矩形的紙片，自己動(dòng)手盡可能快又準(zhǔn)確地剪出一個(gè)大正方形。學(xué)生很快想到用矩形的寬邊對折到矩形的長邊，使長邊與寬邊重合，然后把重合的部分剪下來即為正方形。簡單的實(shí)驗(yàn)，印象卻很深刻，比抽象的說教效果要好出幾倍。在此基礎(chǔ)上，再讓學(xué)生運(yùn)用手頭工具，繼續(xù)通過折疊、測量等實(shí)驗(yàn)手段，發(fā)現(xiàn)正方形的其他性質(zhì)，再回歸理論研究，這樣的課堂設(shè)計(jì)，引發(fā)了絕大部分同學(xué)的興趣，提高了課堂質(zhì)量，又凸顯了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位。

當(dāng)然在該操作型數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中，選素材很關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)課的素材均來自于生活，要有深入聯(lián)系生活的意識。在課堂中，教師要做好組織者、引導(dǎo)者、合作者的角色。要引導(dǎo)學(xué)生自覺地把數(shù)學(xué)知識與生產(chǎn)生活實(shí)際聯(lián)系起來，通過選材、實(shí)驗(yàn)、建模等環(huán)節(jié)完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，教師不要有控制欲，不能做過多干預(yù)，要讓學(xué)生有一定的自主權(quán)，親自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、親自選擇實(shí)驗(yàn)器材、親自動(dòng)手進(jìn)行操作、積極主動(dòng)思維、合理構(gòu)建模型，體驗(yàn)解決問題的全過程，一句話即要充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

二、思維建模型數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

所謂思維型數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是按照真實(shí)實(shí)驗(yàn)方式，展開的一種復(fù)雜的思維活動(dòng)，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)用科學(xué)方式探究數(shù)學(xué)知識，體驗(yàn)數(shù)學(xué)結(jié)論（或假設(shè)）的數(shù)學(xué)活動(dòng)。此類型實(shí)驗(yàn)課就是讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，即如何把生活，生產(chǎn)中的實(shí)際問題，經(jīng)過適當(dāng)?shù)臈l件限制加工抽象成一個(gè)數(shù)學(xué)問題，并進(jìn)而選擇適當(dāng)?shù)恼_的數(shù)學(xué)方法來求解。這類實(shí)驗(yàn)課可分為五個(gè)階段：收集整理素材、進(jìn)行模型假設(shè)、建立數(shù)學(xué)模型、分析求解模型、模型化歸研究。

三、計(jì)算機(jī)的模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)

計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)指借助于計(jì)算機(jī)的快速運(yùn)算功能和圖文處理能力，模擬再現(xiàn)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生自主探究數(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(dòng)。計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)能為教學(xué)活動(dòng)提供并展示各種所需的圖文資料，創(chuàng)設(shè)、模擬各種與教學(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。此類型實(shí)驗(yàn)課協(xié)助學(xué)生利用計(jì)算機(jī)與數(shù)學(xué)軟件包來完成一些典型的習(xí)題。一方面可以逐步培養(yǎng)學(xué)生用計(jì)算機(jī)及數(shù)學(xué)軟件包處理數(shù)學(xué)問題的能力；另一方面，可以提高對有關(guān)問題的感性認(rèn)識，加深對數(shù)學(xué)概念及方法的理解。如在學(xué)習(xí)《一次函數(shù)的圖像與性質(zhì)》時(shí)，我讓學(xué)生通過“幾何畫板”研究系數(shù)k與b的取值與圖像的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生對圖像進(jìn)行觀察、分析、比較，歸納出圖像的性質(zhì)，學(xué)生經(jīng)歷“實(shí)驗(yàn)——觀察——猜想——?dú)w納——證明”的過程，加深了對所學(xué)知識的印象，增強(qiáng)了幾何直觀，內(nèi)化了數(shù)形結(jié)合思想。而在教學(xué)中使用幾何畫板軟件的優(yōu)勢是將教學(xué)內(nèi)容形象化、空間化、具體化，化靜為動(dòng)，有利于加深學(xué)生的感性認(rèn)識，培養(yǎng)他們的綜合能力。

在實(shí)驗(yàn)課中應(yīng)用計(jì)算機(jī)結(jié)合數(shù)學(xué)軟件，不僅能方便進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，而且能方便進(jìn)進(jìn)行數(shù)學(xué)表達(dá)式的化簡、畫圖等工作。讓學(xué)生用現(xiàn)代化的方法發(fā)現(xiàn)并提出問題，處理數(shù)學(xué)問題。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生獲得真實(shí)、鮮明、生動(dòng)的具體過程，促使學(xué)生動(dòng)腦，動(dòng)手，動(dòng)口，積極主動(dòng)參與，成為知識的發(fā)現(xiàn)者，從而主動(dòng)建構(gòu)數(shù)學(xué)概念，探索和驗(yàn)證數(shù)學(xué)規(guī)律，進(jìn)而提升勇于探索的人文素養(yǎng)。

正所謂“實(shí)踐出真知”，觀念的建立需要親力親為。要使學(xué)生逐步建立數(shù)學(xué)觀念，最有效的方法是讓他們真正經(jīng)歷數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的全過程，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，用思維貫穿數(shù)學(xué)活動(dòng)的始終。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以切實(shí)提高教學(xué)效果，有事半功倍之妙，是數(shù)學(xué)與生活實(shí)踐的巧妙結(jié)合。在課改的過程中，勞技操作、信息技術(shù)等逐步融入到了日常的數(shù)學(xué)課堂，我們應(yīng)以教材中“數(shù)學(xué)活動(dòng)”、“課題學(xué)習(xí)”、“實(shí)驗(yàn)與探究”等內(nèi)容為載體，切實(shí)重視學(xué)生動(dòng)手能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，借助數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的開展，進(jìn)一步深化課程改革，將素質(zhì)教育理念真正落實(shí)到日常教學(xué)中。筆者認(rèn)為，我們開展初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的探究是十分必要的，也是迫在眉睫的，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)因其不可替代的作用必將植根于義務(wù)教育階段的數(shù)學(xué)課堂，也必將會枝繁葉茂，不斷發(fā)展，日臻完善。