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問題的提出
現(xiàn)在的數(shù)學(xué)課堂教學(xué),學(xué)生不能舉一反三的原因:首先是由于一些數(shù)學(xué)概念、數(shù)量關(guān)系太抽象,信息技術(shù)無法表現(xiàn)出來,而生活中也找不到原型,限制了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,但是大部分原因是由于課時(shí)的限制、考試的壓力等等,很多教師過于重視如何培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力,課堂基本以數(shù)學(xué)家的思維方式讓學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)、研究。導(dǎo)致很多學(xué)生認(rèn)為數(shù)學(xué)太難、太枯燥,所以不愿學(xué)、也不愿做。
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(2011年版)提出:“課程內(nèi)容的組織要重視過程,處理好過程與結(jié)果的關(guān)系;要重視直觀,處理好直觀與抽象的關(guān)系;要重視直接經(jīng)驗(yàn),處理好直接經(jīng)驗(yàn)和間接經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系?!薄皩W(xué)生應(yīng)當(dāng)有足夠的時(shí)間和空間經(jīng)歷觀察、實(shí)驗(yàn)、猜測(cè)、計(jì)算、推理、驗(yàn)證等活動(dòng)過程?!币虼?,在小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)過程中,教要合理地開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),開展數(shù)學(xué)的發(fā)現(xiàn)探索活動(dòng),提高學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,增強(qiáng)學(xué)好數(shù)學(xué)的信心,能夠了解數(shù)學(xué)的價(jià)值,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)態(tài)度。
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)涵
在我們的數(shù)學(xué)課堂中,經(jīng)常會(huì)有操作活動(dòng),那數(shù)學(xué)操作活動(dòng)就是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)嗎?筆者認(rèn)為:不是。數(shù)學(xué)操作活動(dòng)是學(xué)生動(dòng)手活動(dòng)的一種行為,它是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的其中一個(gè)步驟。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生為了獲得一種數(shù)學(xué)理論,或者檢驗(yàn)一個(gè)數(shù)學(xué)思想,或者解決一類數(shù)學(xué)問題,通過他們自己動(dòng)手操作、自主探索,發(fā)現(xiàn)、思考、分析、歸納等思維活動(dòng),最后獲得概念、解決問題的教學(xué)過程。在這個(gè)過程中,教師處于引導(dǎo)地位,他們通過一些問題引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng),而學(xué)生處于主體地位,他們能夠主動(dòng)地參與探索活動(dòng)。
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的基本步驟
創(chuàng)設(shè)情境,提出問題 為了開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),課堂上教師要精心設(shè)計(jì)問題情境,幫助學(xué)生創(chuàng)設(shè)思維場(chǎng)景,激發(fā)他們學(xué)習(xí)新知的興趣。
例如,在教學(xué)《長方體的體積計(jì)算》時(shí),筆者就創(chuàng)設(shè)了體積相近的一塊橡皮和一個(gè)火柴盒比大小的故事。通過多媒體課件播放:橡皮和火柴盒為了比大小,爭(zhēng)得面紅耳赤。然后拋出問題:同學(xué)們,你們能幫我們想想辦法嗎,到底誰大誰?。窟@時(shí),筆者提問:要幫它們比什么呀?你們有什么辦法比出它們的體積大小嗎?
這一情境運(yùn)用文字和動(dòng)畫的組合,方便學(xué)生進(jìn)行觀察、思考。筆者又適時(shí)提問,成功激起學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望,喚起學(xué)生的積極思維。
實(shí)驗(yàn)活動(dòng),動(dòng)手操作 實(shí)驗(yàn)活動(dòng)是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要部分和核心環(huán)節(jié),它在情境創(chuàng)設(shè)的問題中展開。學(xué)生根據(jù)老師的實(shí)驗(yàn)要求,動(dòng)手操作,完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn),并搜集、整理相關(guān)數(shù)據(jù),能清楚地描述出實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
例如,在教學(xué)《長方體的體積計(jì)算》時(shí),筆者安排了以下的實(shí)驗(yàn)活動(dòng):第一,用若干個(gè)1立方厘米的正方體擺成一個(gè)長方體,要求四人小組內(nèi)每人擺出的長方體各不相同。然后將擺出的長方體放在桌子上,并編號(hào)。第二,觀察物體,記錄數(shù)據(jù)(如下表)。
①出示表格,并提問:你能看出這些長方體的長、寬、高各是多少嗎?②提問:怎樣才能知道這些由1立方厘米的正方體擺成的長方體的體積?(數(shù)每個(gè)長方體中包含了多少個(gè)1立方厘米的正方體的個(gè)數(shù))
依次出示后半部分表格:
③先在小組內(nèi)互相說說,然后將這些數(shù)據(jù)依次記錄在表格中。④填完表格,出示:“通過以上實(shí)驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn) 。”第三,觀察數(shù)據(jù),溝通聯(lián)系。①選一組到實(shí)物投影上交流,學(xué)生介紹表格里的數(shù)據(jù)。②提問:你們是怎么看出這些長方體的長、寬、高的?小結(jié):因?yàn)槊總€(gè)小正方體的棱長是1厘米,所以每排個(gè)數(shù)就是長方體長所含厘米數(shù),排數(shù)就是寬所含厘米數(shù),層數(shù)就是高所含的厘米數(shù)。③再問:你們又是怎樣數(shù)出每個(gè)長方體里包含的正方體的個(gè)數(shù)的?小結(jié):先數(shù)一排有幾個(gè),再數(shù)一共有幾排;算出一層有幾個(gè),再數(shù)一共有幾層;最后算出一共有幾個(gè)正方體。④三問:小正方體的個(gè)數(shù)可以怎樣求?小結(jié):正方體的個(gè)數(shù)可以這樣求: 長×寬×高=正方體的個(gè)數(shù)
在這個(gè)環(huán)節(jié)中,在筆者的引導(dǎo)下,學(xué)生通過動(dòng)手操作,填寫表格,觀察數(shù)據(jù),逐步發(fā)現(xiàn)長方體的長、寬、高和小正方體個(gè)數(shù)的關(guān)系,為進(jìn)一步猜想提供依據(jù)。在這個(gè)過程中,學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)者,在實(shí)驗(yàn)過程中觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問題并解決問題,有利于培養(yǎng)他們解決問題的能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
提出猜想,討論交流 提出猜想是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的階段,是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,在數(shù)據(jù)中尋求規(guī)律,通過合情推理、直覺猜想,從而得到初步的結(jié)論。提出猜想是數(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臉?biāo)志。
例如,在教學(xué)《長方體的體積計(jì)算》時(shí),當(dāng)學(xué)生明確長×寬×高=正方體的個(gè)數(shù)這個(gè)關(guān)系式時(shí),筆者適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生分析,讓他們大膽猜想公式。在引導(dǎo)時(shí),提出問題:擺成的長方體的體積與小正方體的個(gè)數(shù)有什么關(guān)系?等學(xué)生們思考后,接著追問:“那么,長方體的體積怎么求?我們來做個(gè)大膽的猜想!”因?yàn)檫@一步非常的難,所以讓學(xué)生討論交流。提出猜想:長方體的體積=長×寬×高?學(xué)生們?cè)谶@個(gè)過程中,通過獨(dú)立思考,合情推理,提出猜想,培養(yǎng)了他們的合作推理的能力;另外,在學(xué)生討論交流的過程中,學(xué)生對(duì)猜想進(jìn)一步修改補(bǔ)充,不僅鍛煉了學(xué)生的口頭表達(dá)能力,也使學(xué)生的表達(dá)更具條理性和邏輯性。
驗(yàn)證猜想,得出結(jié)論 猜想提出以后,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)并沒有結(jié)束,還需要進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證猜想是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié),它是獲得正確結(jié)論的關(guān)鍵步驟,它鑒定了數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的成功與否。
例如,在教學(xué)《長方體的體積計(jì)算》時(shí),學(xué)生提出長方體的體積=長×寬×高這個(gè)猜想以后,筆者問:這個(gè)猜想對(duì)不對(duì)呢,還需要進(jìn)一步的研究。
第一,多媒體出示例10三個(gè)長方體,提問:老師也擺了三個(gè)長方體,它們的長、寬、高各是多少?你知道我分別用了多少個(gè)1立方厘米的正方體嗎?你能根據(jù)每個(gè)長方體的長、寬、高來思考這個(gè)問題嗎?先想一想,你怎樣擺?
再說一說:沿著長每排擺幾個(gè)?沿著寬每層擺幾排?這樣一層就用了幾個(gè)正方體?沿著高擺幾層?再擺一擺:你能擺一擺,驗(yàn)證一下剛才的想法嗎?明確:擺出的長方體的長、寬、高分別是多少?體積是多少?這個(gè)結(jié)果與你剛才的猜想是否一致?
第二,筆者引導(dǎo)學(xué)生想象,加深理解。提問:如果要擺一個(gè)長5厘米、寬4厘米、高3厘米的長方體,你能想象出怎樣用1立方厘米的正方體擺出來嗎?
引導(dǎo):先閉上眼睛想象一下: 一排擺幾個(gè)?擺幾排?這樣一層就有幾個(gè)了?擺幾層?一共要用幾個(gè)1立方厘米的小正方w?演示驗(yàn)證:學(xué)生邊說,屏幕邊演示。
第三,引導(dǎo)概括,得出公式。提問:在剛才的操作中,你發(fā)現(xiàn)了長方體的體積與它的長、寬、高有什么關(guān)系?如何求長方體的體積?擦去剛才猜想時(shí)公式后面的問號(hào)。
教師問:這個(gè)公式對(duì)所有的長方體都適用嗎?自己再搭一個(gè)長方體驗(yàn)證。學(xué)生操作。教師出示長方體立體圖,提問:想一想,如果用V表示長方體的體積,用a、b、h分別表示長方體的長、寬、高,你能用字母表示長方體的體積公式嗎?交流后得出:V=abh
在這個(gè)驗(yàn)證的過程中,教師啟發(fā)誘導(dǎo)學(xué)生舉例來證明猜想,學(xué)生將從實(shí)驗(yàn)獲得的知識(shí)進(jìn)行整合,使它更加條理化、系統(tǒng)化,使獲得的感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí),使具體的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)得到“升華”。
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí) 布魯納說:“最好的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)莫過于學(xué)生對(duì)所學(xué)材料本身具有內(nèi)在的興趣?!薄堕L方體的體積計(jì)算》這節(jié)課充分利用學(xué)生熟悉的生活事例,為學(xué)生精心創(chuàng)設(shè)了火柴盒和綠豆糕比大小的數(shù)學(xué)情境,架起了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與現(xiàn)實(shí)生活,抽象數(shù)學(xué)與具體問題之間的橋梁,學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望一下被引發(fā)出來,每個(gè)人都處于亢奮狀態(tài),充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性,這時(shí)探索新知也是水到渠成的。
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生從“聽數(shù)學(xué)”變成“做數(shù)學(xué)”,轉(zhuǎn)變他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的方式 《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(2011年版)提出:“要重視學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的主體地位,他們是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的主體?!眰鹘y(tǒng)的課堂一般是“教師講學(xué)生聽”,而這節(jié)《長方體的體積計(jì)算》,筆者精心設(shè)計(jì)了教學(xué)活動(dòng),學(xué)生親身參與實(shí)驗(yàn),讓他們有了“做數(shù)學(xué)”的機(jī)會(huì),從自己的實(shí)踐中獲得了長方體的體積計(jì)算公式。在這個(gè)過程中,學(xué)生提出的問題和猜想不是筆者給予的,而是學(xué)生主動(dòng)探索發(fā)現(xiàn)的,與被動(dòng)的告知長方體的體積計(jì)算公式,這樣的學(xué)習(xí)方式學(xué)生更樂于接受。
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和合作精神 動(dòng)手操作、合作交流都是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要方式。《長方體的體積計(jì)算》這節(jié)課,學(xué)生在筆者的引導(dǎo)下,通過擺長方體,記錄長方體的長、寬、高,數(shù)小正方體的個(gè)數(shù),和同桌交流討論,猜想長方體的體積計(jì)算公式,最后再次擺長方體驗(yàn)證公式。在整節(jié)課中,筆者有效組織學(xué)生實(shí)驗(yàn),每個(gè)學(xué)生圍繞實(shí)驗(yàn)要求,動(dòng)手、動(dòng)腦、動(dòng)口,在操作中、在交流中自主探索長方體的體積計(jì)算的產(chǎn)生發(fā)展過程。
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于幫助學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的記憶和理解,掌握解決問題的方法和策略,提高解決問題的能力 學(xué)生掌握數(shù)學(xué)知識(shí),不能依賴死記硬背,而應(yīng)以理解為基礎(chǔ),并在知識(shí)的應(yīng)用中不斷鞏固和深化。《長方體的體積計(jì)算》這節(jié)課,為了幫助學(xué)生真正理解長方體的體積計(jì)算公式,筆者組織學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)、操作、嘗試等活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、分析,嘗試探究出長方體的體積計(jì)算公式。
結(jié)束語
在初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中恰當(dāng)?shù)匾霐?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),是引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出猜想,驗(yàn)證猜想和創(chuàng)造性地解決問題的有效途徑,也是完善學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu),提高學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng),并使其全面認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)兩個(gè)側(cè)面的重要途徑。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚴箤W(xué)生順利進(jìn)行數(shù)學(xué)化并實(shí)現(xiàn)再創(chuàng)造,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)可以借助現(xiàn)代技術(shù)和手段設(shè)計(jì)出“再創(chuàng)造”的教學(xué)環(huán)境,使學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程似乎置身于一個(gè)“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室”之中,學(xué)生可以觀察并嘗試錯(cuò)誤,可以進(jìn)行發(fā)現(xiàn)并做出猜想。本人在新課程理念指導(dǎo)下,對(duì)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了嘗試和探索。以下是本人對(duì)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的粗淺認(rèn)識(shí)。
一、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)了良好的教學(xué)情境,激發(fā)了學(xué)生的興趣
創(chuàng)設(shè)良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境可從兩方面進(jìn)行,創(chuàng)設(shè)輕松和諧的教學(xué)氛圍,創(chuàng)設(shè)有挑戰(zhàn)性的數(shù)學(xué)問題情境,進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。畢竟動(dòng)手操作活動(dòng)是一種主動(dòng)學(xué)習(xí)活動(dòng),它具有具體形象,易于促進(jìn)興趣,便于建立表象,有利于理解知識(shí)的特點(diǎn),從而可充分引起學(xué)生態(tài)度和個(gè)性情緒的良好變化與學(xué)習(xí)方式的最佳狀態(tài)。如教“軸對(duì)稱圖形”時(shí),可通過組織學(xué)生進(jìn)行小組剪紙實(shí)驗(yàn),展示給全班同學(xué),這時(shí)學(xué)生往往會(huì)產(chǎn)生一種喜悅的心情,富有成就感,產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情。
二、運(yùn)用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),揭示知識(shí)形成過程
中學(xué)階段的學(xué)生對(duì)一些抽象的定理和概念通過講解很難明白,只有把概念吃透了才有利于問題解決。而定理和概念講解需要輔助直觀的教學(xué)方法,教師在備課時(shí)提前準(zhǔn)備一些直觀化的教具設(shè)置問題情境,根據(jù)情境設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)?、易懂的、直觀的“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”。因?yàn)閿?shù)學(xué)這門學(xué)科具有較強(qiáng)的嚴(yán)謹(jǐn)性和抽象性,短時(shí)間很難理解和掌握.在數(shù)學(xué)規(guī)則的學(xué)習(xí)中,可以根據(jù)情況創(chuàng)設(shè)直觀的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生的親自動(dòng)手操作來觀察、猜想、實(shí)驗(yàn)、討論、探究其中的規(guī)則,會(huì)取得較好的教學(xué)效果。新的教學(xué)理念提倡重視過程教學(xué),在揭示知識(shí)生成規(guī)律上,讓學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn),自己去發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律,而數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)恰恰符合了這一特點(diǎn)。
例:探究“直線和圓的位置關(guān)系”――在教“直線和圓的位置關(guān)系”時(shí),利用身邊準(zhǔn)備的一根線和一枚硬幣,將線先固定,讓圓從遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)靠近這條線的實(shí)驗(yàn),通過觀察、比較,學(xué)生會(huì)很自然地歸納直線和圓的交點(diǎn)特征,從而總結(jié)出直線和圓的三種位置關(guān)系,對(duì)相關(guān)知識(shí)的形成有了較深的了解。
三、精心設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維
數(shù)學(xué)理論的抽象性,通常都有某種“直觀”的想法為背景。如果我們能利用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)中就能更深入、更扎實(shí)的掌握它們的本質(zhì)數(shù)學(xué)知識(shí)。如:在教學(xué)“三角形三邊關(guān)系”一課內(nèi)容時(shí),課前先請(qǐng)同學(xué)們準(zhǔn)備三根長度不等的細(xì)繩和一把剪刀,讓同學(xué)們首尾順次連接圍成一個(gè)三角形。提問:是否任意長度的三條線段都能首尾順次連接組成一個(gè)三角形?接著請(qǐng)同學(xué)們各自量出三角形三條邊的長度,并記錄下來,然后把最短的邊剪去一小段,再去圍三角形,觀察會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?測(cè)量三邊并記錄,再剪去一小段,觀察又會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?再測(cè)量記錄,這樣重復(fù)到不能組成三角形為止。根據(jù)實(shí)驗(yàn)和記錄,教師可引導(dǎo)學(xué)生思考:三邊長度的變化是怎樣影響三角形的變化的,在教師的誘導(dǎo)下,大部分同學(xué)會(huì)很自然地導(dǎo)出“三角形任何兩邊之和大于第三邊”的三角形三邊關(guān)系。這是學(xué)生動(dòng)手、觀察、想象、歸納和論證等各方面能力的集中訓(xùn)練,是學(xué)生再現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)結(jié)論的全過程。通過實(shí)驗(yàn),手腦并用,既體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的教學(xué)程序,又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
四、運(yùn)用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),有助于解決數(shù)學(xué)中的現(xiàn)實(shí)問題
數(shù)學(xué)與生活息息相關(guān),有些數(shù)學(xué)問題就在我們身邊,可以用我們?nèi)粘I钪械男?shí)驗(yàn)來幫助理解數(shù)學(xué)知識(shí)。比如,在學(xué)習(xí)“相似形的比例線段”的知識(shí)時(shí),我們可以利用太陽的影子來測(cè)量學(xué)校的旗桿高度;再如,學(xué)習(xí)“數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)”這一知識(shí)時(shí),可以讓學(xué)生嘗試去統(tǒng)計(jì)某一小區(qū)的住戶情況;在學(xué)習(xí)“函數(shù)”知識(shí)時(shí),讓學(xué)生去尋找最佳方案,如何最省等問題,讓學(xué)生感受到生活中的實(shí)際問題都要用到數(shù)學(xué)知識(shí)和原理。讓學(xué)生把數(shù)學(xué)問題生活化,相信學(xué)生會(huì)有更大的興趣去學(xué)習(xí),再把現(xiàn)實(shí)生活中的問題數(shù)學(xué)化,讓學(xué)生從數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中直接獲得生活的解決方案,極大的提高了學(xué)習(xí)的效率。
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課是一個(gè)過程課,在這個(gè)過程中,學(xué)生進(jìn)行探究和發(fā)現(xiàn)的活動(dòng),要給學(xué)生充足的時(shí)間。其實(shí),知識(shí)是發(fā)現(xiàn)的對(duì)象,是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),方法的載體,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的“做”中學(xué),對(duì)知識(shí)的形成過程,對(duì)問題的發(fā)現(xiàn),探索,討論,解決,總結(jié)等,都可以幫助學(xué)生理解知識(shí)的形成。
教學(xué)原則是教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的概括總結(jié)和指導(dǎo)教學(xué)工作的一般原理。從教學(xué)原則的角度出發(fā),中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)原則主要以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性為主,探討適合中學(xué)生的教學(xué)原則。1.1量力性原則。在教學(xué)中,中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)知識(shí)應(yīng)該適應(yīng)學(xué)生的現(xiàn)有的知識(shí)水平,一般在不需要學(xué)量新知識(shí),又符合學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)的認(rèn)知水平的前提下,就可以精設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行教學(xué)。1.2實(shí)用性原則。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)目的之一即為培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中,應(yīng)盡可能的選編實(shí)際應(yīng)用的數(shù)學(xué)問題,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,給予學(xué)生創(chuàng)造的機(jī)會(huì)。1.3開放性原則。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的一大功能。在日常教學(xué)中,選擇的實(shí)驗(yàn)課題以有多種求解方法為宜。學(xué)生在對(duì)實(shí)驗(yàn)課題的研究的過程中,可提高思維的發(fā)散性,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。
2中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)類型
因?qū)嶒?yàn)?zāi)康?、涉及的知識(shí)、應(yīng)用的技術(shù)手段等不完全相同,因此,中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型的分類也迥然不同。常規(guī)上,將中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型分為以下四類:第一類,依據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)素材劃分,有幾何、解析幾何、代數(shù)、三角實(shí)驗(yàn)以及概率統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)等。例如:用多個(gè)矩形面積逼近不規(guī)則多邊形面積的過程可劃為幾何實(shí)驗(yàn),解析幾何實(shí)驗(yàn)有求圓錐曲線中的軌跡方程,圓周率的計(jì)算實(shí)驗(yàn)可以作為代數(shù)實(shí)驗(yàn)。第二類,按照數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的任務(wù)不同,可分為體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算實(shí)驗(yàn)、計(jì)算實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用實(shí)驗(yàn),進(jìn)行弧度概念測(cè)量實(shí)驗(yàn)、球面距離概念實(shí)驗(yàn)都是體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)。第三類,按照實(shí)驗(yàn)中使用的不同實(shí)驗(yàn)工具,可以分為色字實(shí)驗(yàn)、折紙實(shí)驗(yàn)、算法實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)等。比如用計(jì)算機(jī)軟件的測(cè)量、繪圖和演示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。第四類,依據(jù)需求不同來區(qū)分。依據(jù)實(shí)驗(yàn)所用數(shù)學(xué)原理、思想方法的不同可將數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型分為邏輯確定型、隨機(jī)模擬型等。如:簡(jiǎn)單高次不等式解法的探索可視為邏輯確定型的實(shí)驗(yàn),而對(duì)冪函數(shù)圖象性質(zhì)研究的實(shí)驗(yàn)即為隨機(jī)模擬型的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)。
3中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容選取
中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)有別于物理、化學(xué)等實(shí)驗(yàn)。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)以思想為主要材料,而不是物質(zhì)。作為專門研究課程的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),主要強(qiáng)調(diào)自主探索和應(yīng)用實(shí)踐,以學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法,培養(yǎng)發(fā)散思維,提高創(chuàng)新能力為根本目的。而作為數(shù)學(xué)教學(xué)輔助工具對(duì)的中學(xué)生數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),其主要目的為采用相關(guān)數(shù)學(xué)技術(shù)和數(shù)學(xué)知識(shí),來突破在傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。然而,無論是作為專門研究課程的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),還是作為數(shù)學(xué)教學(xué)輔助工具的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),在其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選取上都應(yīng)該注重典型性、啟發(fā)性、針對(duì)性、趣味性、實(shí)用性和可擴(kuò)展性,克服傳統(tǒng)數(shù)學(xué)課程中只注重?cái)?shù)學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)性、連續(xù)性和層次性的弊端。3.1典型性:數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)不可能涵蓋所有的數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)。在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)選取具有典型性的點(diǎn),并進(jìn)行舉一反三,達(dá)到觸類旁通的效果。而對(duì)于典型問題的處理上,也應(yīng)采用“與之相適宜”實(shí)驗(yàn)方法,如數(shù)形結(jié)合問題中,采用《幾何畫板》進(jìn)行數(shù)學(xué)教學(xué),化靜為動(dòng),在動(dòng)中觀察并體會(huì),使學(xué)生對(duì)于知識(shí)的認(rèn)識(shí)更鮮活深刻。3.2啟發(fā)性:啟發(fā)性是各科教學(xué)的靈魂,啟發(fā)性在數(shù)學(xué)上的作用尤為突出。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中,采用計(jì)算機(jī)技術(shù),可創(chuàng)設(shè)各種問題情境。并采用多種手段,啟發(fā)學(xué)生的思維。如在學(xué)習(xí)對(duì)稱圖形和中心對(duì)稱時(shí),利用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)艹浞终宫F(xiàn)具備對(duì)稱性的圖形的特征,通過動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)過程可將軸對(duì)稱和中心對(duì)稱的特點(diǎn)充分展示,具有啟發(fā)性。3.3針對(duì)性:在中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,極限、漸近等問題非常抽象,針對(duì)此類實(shí)驗(yàn),可利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì),針對(duì)研究的問題,設(shè)計(jì)專業(yè)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)方案,不僅增強(qiáng)了問題的目標(biāo)性,也可使抽象問題形象化。在形象理解的基礎(chǔ)上,再實(shí)現(xiàn)更多的問題的抽象,從而建立起對(duì)抽象概念的理解。此外,因?qū)W生的個(gè)體差異性,也可針對(duì)不同的學(xué)生群體,設(shè)計(jì)適合該群體的實(shí)驗(yàn),因材施教。3.4趣味性:折疊、旋轉(zhuǎn)、截面、展開、空間等問題是傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)的難點(diǎn),但通過數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),特別是在計(jì)算機(jī)環(huán)境下,利用《幾何畫板》等軟件,則能調(diào)動(dòng)課堂氣氛,增強(qiáng)學(xué)習(xí)的趣味性,實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí),進(jìn)而較容易的突破難點(diǎn)。一個(gè)好的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)題目是關(guān)鍵。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中教師最重要的任務(wù)就是綜合上述原則,選取好實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。此外,需要注意的是,雖然近幾年中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)已得到部分教育工作者的重視,但對(duì)于中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究與推廣遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此,數(shù)學(xué)教育工作者有義務(wù)也有責(zé)任不斷深入研究中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)問題,并將理論研究應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)中,讓學(xué)生從中收益。
作者:沈林 龐留勇 單位:黃淮學(xué)院
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn) 激發(fā)興趣 自主探索 發(fā)展思維 創(chuàng)新意識(shí)
新課標(biāo)提出數(shù)學(xué)教學(xué)是數(shù)學(xué)活動(dòng)的教學(xué),而數(shù)學(xué)活動(dòng)應(yīng)是學(xué)生自己建構(gòu)知識(shí)的活動(dòng)。因此,教師要從“以學(xué)論教”的理念出發(fā),精心設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)活動(dòng),讓學(xué)生“在參與中體驗(yàn),在活動(dòng)中發(fā)展”,真正體現(xiàn)以學(xué)生主體活動(dòng)為基礎(chǔ)的有效課堂教學(xué)。小學(xué)低年級(jí)階段多數(shù)小學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)輕而易舉,主要是因?yàn)閿?shù)和數(shù)的加減乘除等知識(shí)與生活中的實(shí)例息息相關(guān),學(xué)生可以從生活中獲得經(jīng)驗(yàn)。但隨著知識(shí)的深入,代數(shù)、幾何的出現(xiàn),學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)顯得明顯缺乏,給學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)帶來困難。因此,在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中恰當(dāng)?shù)匾霐?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),是符合學(xué)生的年齡特點(diǎn)的;同時(shí)恰當(dāng)?shù)匾霐?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)多方面能力起著重要的作用。
一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
興趣是推動(dòng)學(xué)習(xí)的一種最實(shí)際的內(nèi)部動(dòng)力,是學(xué)生學(xué)習(xí)的一種最實(shí)際的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)力,是學(xué)生學(xué)習(xí)積極性中最現(xiàn)實(shí)、最活躍的因素。人們一旦對(duì)某一事物發(fā)生興趣,就會(huì)產(chǎn)生一種尋求知識(shí)、探索真理的精神力量,甚至達(dá)到樂此不疲、廢寢忘食的地步。在教學(xué)中恰當(dāng)?shù)匾雽?shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)中有所發(fā)現(xiàn),從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,使他們主動(dòng)地投入到學(xué)習(xí)活動(dòng)中去。教材非常注重學(xué)生操作活動(dòng)的設(shè)計(jì)并提供了大量的素材,教師從“生動(dòng)的直觀到抽象的思維”的認(rèn)識(shí)規(guī)律來設(shè)計(jì)、組織操作活動(dòng),并擔(dān)當(dāng)好組織者和引導(dǎo)者的角色。引導(dǎo)學(xué)生把直觀形象與抽象概括相結(jié)合,采取邊說邊操作,邊討論邊操作等方式,讓手、腦、口并用,在操作和直觀教學(xué)的基礎(chǔ)上及時(shí)對(duì)概念、規(guī)律等的本質(zhì)屬性進(jìn)行抽象概括。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于促進(jìn)學(xué)生的自主探索和合作交流
教師不僅要傳授知識(shí),更要教給學(xué)生探索知識(shí)的方法,讓學(xué)生學(xué)會(huì)觀察、操作、歸納、類比、猜測(cè)、交流、反思等,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生經(jīng)歷和體驗(yàn)探究知識(shí)的過程,不斷摸索和完善探究的方法,在探索的過程中,培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、善于發(fā)現(xiàn)、敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的探索精神。自主探索與合作交流從形式走向?qū)嵸|(zhì)。學(xué)生的學(xué)習(xí)過程從某種意義上說,是對(duì)人類社會(huì)文明發(fā)展過程中的一種認(rèn)識(shí)意義上的重演。讓學(xué)生踏著前人的足跡部分地重新發(fā)現(xiàn)他們學(xué)習(xí)的內(nèi)容,對(duì)于學(xué)生的發(fā)展具有多方面的意義。教師要有目的地選擇這些重演或再現(xiàn)的教學(xué)內(nèi)容,給學(xué)生提供自主探索的空間和時(shí)間,讓學(xué)生主動(dòng)地進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)、猜測(cè)、驗(yàn)證等數(shù)學(xué)活動(dòng)。自主探索是在教師引導(dǎo)下的探索,教師不僅要精心設(shè)計(jì)自主探索的情境,而且要關(guān)注學(xué)生探索的過程和方法。學(xué)之道在于“悟”,教之道在于“度”,教師要處理好自主與引導(dǎo)、放與收、過程與結(jié)果之間的辨證關(guān)系。對(duì)于那些估計(jì)學(xué)生通過努力能探索求得解決的問題,應(yīng)大膽地放,放得真心、實(shí)在,收要收得及時(shí)、自然。如果只放不收,只是表面上的熱鬧,收效甚微。如果失去教師有價(jià)值的引導(dǎo),學(xué)生的主體性也不會(huì)得到充分的發(fā)揮。
合作交流是新課程倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式之一,課改以來,廣大教師都在積極探索合作學(xué)習(xí)的方式,并取得了初步成效。但有的合作學(xué)習(xí)只流于形式,把“合作”變成了“合坐”。實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)現(xiàn)了真正意義上的合作交流,通過認(rèn)真分組、組內(nèi)分工、明確各自的任務(wù)職責(zé)等工作外,學(xué)生要在進(jìn)行了較充分的自主探索、獨(dú)立思考的基礎(chǔ)上進(jìn)行。
三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于發(fā)展學(xué)生的思維
動(dòng)手實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)思維,思維又服務(wù)于動(dòng)手實(shí)驗(yàn),動(dòng)手實(shí)驗(yàn)是學(xué)生由具體形象思維向抽象思維過渡的必要手段,并以最佳方式使抽象的知識(shí)轉(zhuǎn)化為看得見、摸得著、容易理解的知識(shí)。如:在教學(xué)“體積的概念時(shí)”,學(xué)生對(duì)所占空間大小難以理解,此時(shí)恰當(dāng)引入分組實(shí)驗(yàn)教學(xué),每小組發(fā)兩個(gè)大小完全相同帶刻度的玻璃燒杯,兩個(gè)大小不同的物體(完全可以浸沒于水中)然后往兩只杯子里倒水到一定刻度,讓學(xué)生觀察兩只杯子里的水的上升情況,當(dāng)杯子里水的高度完全相同時(shí),然后讓學(xué)生把其中小一些的物體沉入第一只燒杯中,讓學(xué)生觀察討論,為什么水面升高了?接著讓學(xué)生把另一個(gè)大些的物體放入第二只燒杯中,讓學(xué)生觀察,小組討論,第二杯的水平面為什么會(huì)超過第一杯的水平面。通過以上的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)和討論,學(xué)生已經(jīng)有了初步的感性認(rèn)識(shí),物體不僅要占據(jù)空間,而且所占空間還有大小之別,到此時(shí)再出示課本結(jié)語,體積的概念水到渠成了。這樣把一個(gè)十分抽象的數(shù)學(xué)概念變?yōu)閷W(xué)生自己可感受的形式呈現(xiàn)出來,然后再內(nèi)化為自己的認(rèn)識(shí),從而掌握數(shù)學(xué)知識(shí)。
四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)
思維往往是從動(dòng)作開始的,切斷活動(dòng)與思維的聯(lián)系,思維就不能得到發(fā)展。而動(dòng)手實(shí)驗(yàn)是最易于激發(fā)兒童的思維和想象的一種活動(dòng),在這個(gè)過程中,學(xué)生的求知欲和探索精神一旦被激發(fā),學(xué)生的思維就會(huì)有創(chuàng)新的火花閃動(dòng)。教師恰當(dāng)?shù)匾雽?shí)驗(yàn)教學(xué)可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。
關(guān)鍵詞 數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn) 高等數(shù)學(xué) 實(shí)踐教學(xué)
中圖分類號(hào):G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
工科大學(xué)教育的目標(biāo)是培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新型技術(shù)人才, 而高校高等數(shù)學(xué)教育是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要保障, 對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的各種能力起著非常重要的作用。①然而數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題和創(chuàng)新能力的一個(gè)非常重要的途徑,已成為我國當(dāng)前工科數(shù)學(xué)教學(xué)改革的一個(gè)熱點(diǎn)。伴隨工科數(shù)學(xué)教學(xué)改革的深入,由傳統(tǒng)的傳授知識(shí)為主體的知識(shí)教育轉(zhuǎn)向以培養(yǎng)能力為主的素質(zhì)教育是必然的趨勢(shì)。以知識(shí)為載體,在傳授知識(shí)的同時(shí),更加注重能力的培育和素質(zhì)的提高,這正是素質(zhì)教育的基本思想。但是,在高等數(shù)學(xué)中如何進(jìn)行素質(zhì)教育,如何提高學(xué)生的素質(zhì)是廣大數(shù)學(xué)教育工作者不斷探索的課題之一。本文對(duì)高等數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀、高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革目的以及課程改革內(nèi)容等問題進(jìn)行探討,以便更好地解決高等數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的問題。
1 高等數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀
眾所周知學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的目的是為了利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題,而不是研究數(shù)學(xué)問題。以溫州大學(xué)高等數(shù)學(xué)教學(xué)為例,溫州大學(xué)是一所地方性綜合性大學(xué),本科專業(yè)涵蓋了文學(xué)、理學(xué)、工學(xué)、法學(xué)、教育學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、歷史學(xué)、管理學(xué)、藝術(shù)學(xué)、哲學(xué)等十大學(xué)科門類。高等數(shù)學(xué)的學(xué)生主要是除數(shù)學(xué)外的理科專業(yè)和工科專業(yè)。從工科專業(yè)的學(xué)生來看, 要求學(xué)生具有一定的創(chuàng)新精神和能力, 而創(chuàng)新精神和能力的培養(yǎng)主要通過應(yīng)用數(shù)學(xué)實(shí)現(xiàn),但是傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)教材內(nèi)容老化,教材重理論輕應(yīng)用、重推理輕計(jì)算,以致教學(xué)內(nèi)容抽象、乏味,從而導(dǎo)致部分學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性不夠;而且在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中理論脫離實(shí)際問題一直存在,高等數(shù)學(xué)作為一種基礎(chǔ)科學(xué)語言,是工科專業(yè)課闡述具體專業(yè)知識(shí)的語言工具,數(shù)學(xué)的思維和方法是解決工科專業(yè)科學(xué)技術(shù)問題的重要工具,它的廣泛應(yīng)用對(duì)工科學(xué)生的影響越來越深遠(yuǎn)。高等數(shù)學(xué)是工科專業(yè)學(xué)生的重要基礎(chǔ)課程。然而,由于學(xué)生的認(rèn)識(shí)不足,教材內(nèi)容的相對(duì)單薄,教學(xué)方法的單一化等因素影響,工科專業(yè)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)面臨著如何貼近工科專業(yè)的發(fā)展需要的問題。這些問題也直接導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)了高等數(shù)學(xué)后,不知道怎么去用數(shù)學(xué)知識(shí)。對(duì)于存在的這些問題,我們認(rèn)為在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程是解決這些問題的一種好的形式。近年來,我們國家的一些高等院校已經(jīng)開始進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的探索工作。例如清華大學(xué)、中國科技大學(xué)、杭州師范大學(xué)等高校已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教改試點(diǎn), 并且各自編出了富有特色的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教材。②中國科技大學(xué)李尚志教授所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有一定的代表性,其實(shí)驗(yàn)教學(xué)思路:讓學(xué)生通過動(dòng)手去體驗(yàn)數(shù)學(xué)的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用,去觀察、分析、解決問題、獲得知識(shí)、提高能力和素質(zhì)。③
2 高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教改目的
隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展,培養(yǎng)跨世紀(jì)的工科人才對(duì)數(shù)學(xué)教育提出了新的要求, 怎樣使教學(xué)更好地為科學(xué)技術(shù)服務(wù)?為專業(yè)服務(wù)?“以應(yīng)用為主”的思想貫穿于整個(gè)教學(xué)過程。 在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程是解決這個(gè)矛盾的一種有效方法。高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以應(yīng)用現(xiàn)代科技手段解決實(shí)際領(lǐng)域復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題為目的的新型教學(xué)模式。它以數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ),以應(yīng)用軟件為工具,通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)學(xué)問題的研究,涉及到數(shù)學(xué)領(lǐng)域的許多方面。開設(shè)高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程可以提高學(xué)生分析處理實(shí)際問題的能力,充分利用計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)軟件包多、快、好、省地處理精度要求較高運(yùn)算復(fù)雜的工程問題。同時(shí),把高等數(shù)學(xué)中一部分費(fèi)時(shí)、計(jì)算復(fù)雜及極具有價(jià)值的近似計(jì)算問題設(shè)計(jì)成數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課,讓學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)軟件加以解決。這樣大大地減輕了學(xué)生的計(jì)算工作,又把教師從繁雜的計(jì)算中解放出來,用更多的時(shí)間加強(qiáng)基本概念和應(yīng)用的教學(xué),大大地簡(jiǎn)化了繁瑣的運(yùn)算過程,提高了工作效率。
3 高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教改主要內(nèi)容
新增的高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要內(nèi)容是將其數(shù)學(xué)理論知識(shí)、實(shí)際專業(yè)問題、數(shù)學(xué)軟件相結(jié)合的交叉實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。其主要從兩方面進(jìn)行考慮:
(1)將工科專業(yè)問題應(yīng)用到高等數(shù)學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中:結(jié)合工科專業(yè)的專業(yè)知識(shí),對(duì)工科專業(yè)高等數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行探索性改革,將“物理化學(xué)”、“化學(xué)熱力學(xué)”、“化工基礎(chǔ)”以及“普通生態(tài)學(xué)”等課程中數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用貫穿在整個(gè)高等數(shù)學(xué)的教學(xué)過程,例如:在定積分的應(yīng)用中,采用定積分的微元法,求解化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)中反應(yīng)器基本原理的分布函數(shù)問題;應(yīng)用一階線性常微分方程的解法,求解化學(xué)動(dòng)力學(xué)中連串反應(yīng)的速率方程;應(yīng)用常微分方程的解法,求解普通生態(tài)學(xué)中種群生態(tài)學(xué)問題;應(yīng)用多元函數(shù)微積分中的拉格朗日乘數(shù)法,求解物理化學(xué)中的玻爾茲曼分布問題。
(2)通過計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)軟件(Matlab、Maple等)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如:運(yùn)用Maple軟件, 完成定積分的近似求解。運(yùn)用Matlab或Maple軟件, 畫出微分方程的相圖。運(yùn)用Maple軟件的符號(hào)計(jì)算功能,對(duì)中值定理的證明等。
4 高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教改預(yù)期結(jié)果
通過對(duì)理論知識(shí)的計(jì)算機(jī)演示,提高學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的更深入理解;通過求解實(shí)際問題,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;通過對(duì)數(shù)學(xué)理論知識(shí)和數(shù)學(xué)軟件的交叉學(xué)習(xí),培養(yǎng)了學(xué)生用計(jì)算機(jī)進(jìn)行微積分運(yùn)算的能力,為他們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí)和工作中越來越多地用計(jì)算機(jī)處理科學(xué)計(jì)算中的數(shù)學(xué)問題打下扎實(shí)的基礎(chǔ),也為理工科學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模等相關(guān)競(jìng)賽打好基礎(chǔ)。
基金項(xiàng)目:面向?qū)I(yè)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革(JW20121001)
注釋
① 孟義平,蔣磊.工科大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索.江蘇教育學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)),2012.28(1):23-25.
關(guān)鍵詞:初中數(shù)學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);基本要求
中圖分類號(hào):G622.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 收稿日期:2016-01-14
一、遵循數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本原則
1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)既要突出過程性,又要落實(shí)教學(xué)目標(biāo)
任何教學(xué)活動(dòng)都有特定的教學(xué)目標(biāo),而該教學(xué)目標(biāo)又是在具體的教學(xué)過程中完成的。因此,實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須要考慮到兩者的結(jié)合,既要體現(xiàn)過程的探究性和趣味性,又要圍繞著教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行。一方面,老師要充分考慮到學(xué)生的可接受能力和實(shí)驗(yàn)過程的直觀性和趣味性,盡量選取學(xué)生熟悉且感興趣的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和內(nèi)容,讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程感興趣,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生足夠的期待,從而提高其參與學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性;另一方面,任何教學(xué)設(shè)計(jì)都要圍繞一定的教學(xué)目標(biāo)來進(jìn)行。
2.既要讓學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí),又要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理性思考,從而獲得知識(shí)
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)絕不僅僅在于具體的實(shí)驗(yàn)過程,還在于對(duì)實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果及由此總結(jié)出的數(shù)學(xué)定理、公式等的掌握及運(yùn)用的理性思考,從個(gè)性中總結(jié)出數(shù)學(xué)規(guī)律。對(duì)于初中生來說,其理性思維能力相對(duì)欠缺,對(duì)具體的操作比較感興趣,但在科學(xué)總結(jié)和歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)果、促進(jìn)自身的數(shù)學(xué)思維水平提高等方面的能力則相對(duì)欠缺。因此,教師設(shè)計(jì)和實(shí)施數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)要盡量實(shí)現(xiàn)兩者的統(tǒng)一。一方面,為了激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,老師要鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)過程,真正讓學(xué)生“動(dòng)”起來,參與到課堂中來,讓學(xué)生通過自己的親身操作,對(duì)某一數(shù)學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生興趣和探究的動(dòng)力;另一方面,許多數(shù)學(xué)知識(shí)如負(fù)數(shù),點(diǎn)線面的抽象空間的構(gòu)架,數(shù)學(xué)定理、公式的總結(jié)等,僅僅靠直觀的動(dòng)手操作不可能真正完成,還需要發(fā)揮抽象思維能力。因此,數(shù)學(xué)老師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),除盡量創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生動(dòng)手操作,更重要的是引導(dǎo)和訓(xùn)練學(xué)生從具體實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出一般性的數(shù)學(xué)規(guī)律。筆者曾經(jīng)觀摩過一位老師運(yùn)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)給學(xué)生展示無理數(shù)的“無限不循環(huán)”性質(zhì)。他先是設(shè)定了一個(gè)小數(shù),然后準(zhǔn)備了一個(gè)麻將骰子,讓學(xué)生隨機(jī)扔,并將多位學(xué)生得出的數(shù)字依次寫在該小數(shù)后面。最后,這位老師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納這些數(shù)字的特點(diǎn),從而得出無理數(shù)的概念和數(shù)學(xué)性質(zhì)。從中可以看出,這位老師該教學(xué)環(huán)節(jié)比較好地做到了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)過程和最后進(jìn)行數(shù)學(xué)歸納和總結(jié)的統(tǒng)一。通過教學(xué),學(xué)生對(duì)無理數(shù)的數(shù)學(xué)性質(zhì)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。
筆者在講授“多邊形的內(nèi)角和”知識(shí)點(diǎn)時(shí),也采用了實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式。在教學(xué)過程中,我提前考慮到了實(shí)驗(yàn)的感性結(jié)果與理性歸納的關(guān)系:前一教學(xué)環(huán)節(jié),我基于學(xué)生的小學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ),簡(jiǎn)單講授完了三角形內(nèi)角之和的計(jì)算。此時(shí),我提前準(zhǔn)備了分別為四邊形、五邊形、六邊形的較大紙片3張和3把剪刀;課程導(dǎo)入完成引入新課后,我隨機(jī)挑選了3位學(xué)生上來分別用量角器量這些多邊形的內(nèi)角并相加,分別算出這3個(gè)多邊形內(nèi)角之和;再選取3位學(xué)生上來嘗試用剪刀將這些多邊形分割成若干三角形,讓他們自己找出這3種多邊形內(nèi)角之和與三角形內(nèi)角之和的關(guān)系,并以此讓他們猜猜七邊形、八邊形、九邊形與三角形之和的關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)中,許多學(xué)生都能順利猜出七邊形、八邊形、九邊形之和。應(yīng)該說,此時(shí)的學(xué)生已經(jīng)對(duì)多邊形內(nèi)角之和與三角形內(nèi)角之和的關(guān)系有了一個(gè)感性認(rèn)知,但尚未形成科學(xué)的理性歸納與總結(jié)方法。最后,我再引導(dǎo)他們運(yùn)用證明去推導(dǎo)多邊形的內(nèi)角和公式。實(shí)踐證明,通過這種實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生對(duì)多邊形內(nèi)角之和的計(jì)算方法有了更深認(rèn)識(shí),從而能熟練地掌握。
二、規(guī)范完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施的主要步驟
1.做好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作
做好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作是所有實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前提。老師在這個(gè)階段主要做好三件事:一是按照具體的教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際情況選擇好實(shí)驗(yàn)課題。一個(gè)合適的實(shí)驗(yàn)課題,可以激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)熱情,可以更有效地突破重難點(diǎn),實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。實(shí)際上并不是所有教學(xué)內(nèi)容都適合采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)。一般來說,老師在選擇實(shí)驗(yàn)課題時(shí)必須考慮到操作性強(qiáng)和探究性強(qiáng)的要求,選擇切合初中生年齡特點(diǎn)、生活環(huán)境,且適合學(xué)生觀察、動(dòng)手操作的內(nèi)容。教材中如“試一試”“做一做”“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室”等僅僅是實(shí)驗(yàn)素材,沒有詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和流程,并不能直接采用,需要老師進(jìn)行選擇和加工。二是要按照教學(xué)大綱和具體的教學(xué)內(nèi)容,明確本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)所要達(dá)到的目標(biāo),做到心中有數(shù)。只有確定好了教學(xué)目標(biāo),所有的實(shí)驗(yàn)過程才不會(huì)亂。三是具體的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作,準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)必需的物質(zhì)條件。
2.合理組織、引導(dǎo),師生共同完成實(shí)驗(yàn)展示過程
這個(gè)步驟是整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體部分,它的成敗直接決定著教學(xué)目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)。首先,教師要按照預(yù)定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),從總體上保證整個(gè)教學(xué)過程的層次性。從簡(jiǎn)單的直觀演示到最后的理論歸納總結(jié),都應(yīng)該按照學(xué)生的認(rèn)識(shí)發(fā)展規(guī)律,從簡(jiǎn)到繁,從具體到抽象的順序,做到有條不紊。其次,對(duì)于一些稍微復(fù)雜一點(diǎn),又必須要做的實(shí)驗(yàn),老師可以事先將其分解成若干子步驟。每個(gè)子步驟都要考慮到學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)操作的難易程度,選擇不同的展示方式。一些由老師演示完成,一些由學(xué)生單獨(dú)完成,還有一些可以由師生共同參與完成。最后,課堂教學(xué)設(shè)計(jì)也要視具體的教學(xué)設(shè)計(jì)執(zhí)行情況做必要的調(diào)整。老師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作或講解時(shí),必須隨時(shí)跟蹤學(xué)生的實(shí)際反應(yīng),做必要的微調(diào)。最后,根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)類型,選擇不同的展示教學(xué)方法。按照不同的標(biāo)準(zhǔn),數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)也可分為多種類型,本文主要按照實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的來考慮,將初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)大致分為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、理解型實(shí)驗(yàn)和探究型實(shí)驗(yàn)三類。不同類型的實(shí)驗(yàn)實(shí)施的時(shí)間、方式及實(shí)施要求都不一樣。如驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)一般是在學(xué)習(xí)完概念、原理之后進(jìn)行,其目的是為了用直觀的方式證明某一數(shù)學(xué)概念或數(shù)學(xué)原理;而探究型實(shí)驗(yàn)一般安排在難度較大、較為抽象的概念和原理新授之前,為了創(chuàng)設(shè)一個(gè)真實(shí)、直觀的教學(xué)情境以激發(fā)學(xué)生的求知主動(dòng)性和積極性,鼓勵(lì)學(xué)生以探究的方式完成對(duì)某一概念或原理的掌握和運(yùn)用。
3.實(shí)驗(yàn)完成后的總結(jié)與反思
任何教學(xué)活動(dòng)都要了解學(xué)生對(duì)所講授知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際掌握與運(yùn)用情況。優(yōu)秀的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)是通過不斷完善才得以形成的,每一次數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)的一次檢驗(yàn)和提升。因此,老師不僅要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中隨時(shí)根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)調(diào)整實(shí)驗(yàn)展示;在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,老師還要通過課堂提問、作業(yè)布置、單元測(cè)驗(yàn)等方式綜合評(píng)估學(xué)生的整體情況,并根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況對(duì)已經(jīng)完成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行總結(jié)與反思,以達(dá)到既查漏補(bǔ)缺,又為下一次實(shí)驗(yàn)教學(xué)積累經(jīng)驗(yàn)的目的。
總之,初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)具有直觀性、趣味性和探究性等特點(diǎn),對(duì)于幫助學(xué)生更好地理解和運(yùn)用某一數(shù)學(xué)概念或原理有極大的幫助,同時(shí)也是培養(yǎng)和提高學(xué)生探究性學(xué)習(xí)能力的必要條件。因此,數(shù)學(xué)老師都充分重視初中數(shù)學(xué)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),發(fā)揮主觀能動(dòng)性,積極實(shí)施數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
參考文獻(xiàn):
摘 要 為了幫助學(xué)生突破數(shù)學(xué)難點(diǎn)、解決數(shù)學(xué)疑難問題,提高學(xué)生的綜合能力,可以在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
關(guān)鍵詞 小學(xué)數(shù)學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);自主學(xué)習(xí)
中圖分類號(hào):G623.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1671-489X(2016)11-0135-02
1 前言
小學(xué)數(shù)學(xué)是小學(xué)階段最重要的學(xué)科之一,同時(shí)也是最難的。為了幫助學(xué)生高效地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí),教師可以進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,學(xué)生能夠親身參與實(shí)驗(yàn)操作,自己用雙手把復(fù)雜抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)變成直觀具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這能夠很好地貼合小學(xué)生的思維認(rèn)知,在一定程度上降低學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的難度。同時(shí),學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中需要不斷地對(duì)問題進(jìn)行思考探究,能夠有效鍛煉思維探究能力和自主學(xué)習(xí)能力。
2 實(shí)驗(yàn)教學(xué),增加數(shù)學(xué)趣味
無論在什么學(xué)科的學(xué)習(xí)中,興趣都是學(xué)生最好的老師。小學(xué)是學(xué)生真正開始進(jìn)行數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的時(shí)期,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣是非常重要的,對(duì)學(xué)生未來數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)有很大的影響。數(shù)學(xué)本就是一門嚴(yán)謹(jǐn)而抽象的學(xué)科,人們很難將興趣與之聯(lián)系在一起。而且,小學(xué)生尚且薄弱的思維能力,讓他們?cè)跀?shù)學(xué)學(xué)習(xí)中往往會(huì)遇到很多問題,如果不能及時(shí)解決,就很有可能會(huì)挫傷學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)積極性,這讓學(xué)生難以在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中找到樂趣,更不用說把數(shù)學(xué)當(dāng)作自己的興趣了。對(duì)此,教師可以在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂中應(yīng)用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),借助有趣的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行講解。小學(xué)生年齡很小,大多好玩好動(dòng),有趣的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚝芎玫匚龑W(xué)生的注意力。同時(shí),數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)可以把抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)直觀地表達(dá)出來,不僅吸引學(xué)生在課堂上集中精神于實(shí)驗(yàn),還大大降低了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的難度,能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的對(duì)于數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的效率。
如在教學(xué)除法內(nèi)容時(shí),教師可以在課上引入除法運(yùn)算的習(xí)題,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生進(jìn)行理解。對(duì)于“12/4=”這樣的數(shù)字較小的題目,教師可以設(shè)計(jì)這樣的實(shí)驗(yàn):選出12名學(xué)生,讓他們?cè)谥v臺(tái)前四人一列站好。學(xué)生會(huì)很好奇:選中他們要做什么?為什么要這樣站?這樣學(xué)生的興趣自然就會(huì)被調(diào)動(dòng)起來。這時(shí)教師再問大家每排有幾個(gè)人?學(xué)生一眼就能看到一排站了3個(gè)人。教師可以先告訴大家3就是題目答案,但不要告訴他們?yōu)槭裁?,再進(jìn)行延伸讓學(xué)生三人一列站好,這樣一來,一排又變成了4個(gè)人。然后教師就可以引導(dǎo)大家發(fā)現(xiàn)規(guī)律:每次變換,每排人數(shù)都不相等。學(xué)生很快發(fā)現(xiàn),所謂除法,就是把被除數(shù)均等的分為數(shù)量等于除數(shù)的若干份。
雖然只是12/4這樣的簡(jiǎn)單問題,但學(xué)生能夠在變化隊(duì)形、組合不同結(jié)果這樣的有趣數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)數(shù)學(xué)趣味,同時(shí)能透徹理解除法的意義,吸引學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣。
3 實(shí)驗(yàn)教學(xué),突破數(shù)學(xué)難點(diǎn)
在數(shù)學(xué)中常常會(huì)出現(xiàn)一些難點(diǎn),對(duì)于這些難點(diǎn)的教學(xué),教師如果只是進(jìn)行理論教學(xué),往往需要花費(fèi)很多時(shí)間,進(jìn)行大量講解,讓學(xué)生練量的習(xí)題。這樣不只費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且往往無法取到很好的教學(xué)效果。對(duì)此,教師可以通過設(shè)計(jì)一定的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生對(duì)這些難點(diǎn)進(jìn)行理解。
如在教學(xué)余數(shù)時(shí),學(xué)生往往會(huì)感到理解上有困難,因?yàn)檫@是比除法運(yùn)算更深入的數(shù)學(xué)知識(shí),相對(duì)而言自然也更不好理解。教師在教學(xué)過程中可以設(shè)計(jì)這樣的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn):選擇幾個(gè)學(xué)生到講臺(tái)前和教師一起做實(shí)驗(yàn),用一定數(shù)量的粉筆構(gòu)建正方形。學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)很容易發(fā)現(xiàn),每次如果拿出的粉筆不是4的倍數(shù),就不能把拿出的所有粉筆都用來構(gòu)建正方形:拿出5根粉筆只能構(gòu)建1個(gè)正方形,剩下1根粉筆;拿出9根可以構(gòu)建2個(gè)正方形,剩下1根;拿出6根則構(gòu)建1個(gè)正方形,剩余2根。就這樣,通過不斷的實(shí)驗(yàn),學(xué)生很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律:剩余的粉筆數(shù)加上4乘以構(gòu)建的正方形數(shù)就是拿出的粉筆數(shù)。這時(shí),教師可以及時(shí)進(jìn)行切入,為學(xué)生講解余數(shù)的定義,結(jié)合之前所做的實(shí)驗(yàn),就能夠理解:余數(shù),就是被除數(shù)減去除數(shù),所得的差再減去除數(shù),直到差比除數(shù)小時(shí)停止,最終的差就是余數(shù),減的次數(shù)就是商。用數(shù)字表示,就是5-4=5-4*1=1,9-4-4=9-4*2=1。
又比如在教學(xué)角時(shí),學(xué)生常常會(huì)對(duì)角的各個(gè)性質(zhì)感到不易理解。在之前的教學(xué)中,如果一個(gè)三角形的邊長變大,它的面積一定會(huì)跟著變大;而角不同,無論怎么拉長三角形的邊長,它的夾角永遠(yuǎn)都是那么大。學(xué)生在學(xué)習(xí)之初是肯定不會(huì)信的,這時(shí),教師就可以拿出放大鏡和量尺,讓學(xué)生親自動(dòng)手量放大后的角。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)之后,學(xué)生會(huì)最終得出結(jié)論:角的大小無論怎么放大,都是不變的。教師再進(jìn)行解釋,點(diǎn)明學(xué)生要注意角的定義:由一個(gè)點(diǎn)出發(fā)的兩條射線所組成的圖形。既然是射線,自然就無視長度,說明角的固定性,除非角的邊繞著頂點(diǎn)旋轉(zhuǎn),否則就不會(huì)變化。
在實(shí)驗(yàn)時(shí)還能一并講解角的運(yùn)算:角的相加,45°+
30°,拿出兩個(gè)三角板,把30°和45°尖端相觸并在一起。學(xué)生在這一實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)角的相加就是兩角的頂點(diǎn)和一邊重合,另外兩邊和頂點(diǎn)組成的新的角就是兩角之和[1]。
4 實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高學(xué)生能力
在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂中引入數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),可以培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維。比如在講到統(tǒng)計(jì)時(shí),對(duì)于平均的定義,教師可以在講解問題時(shí)設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn):商店批發(fā)了一批蘋果,總共有20公斤,現(xiàn)需要將這20公斤蘋果平均裝入10個(gè)箱子里,問應(yīng)該如何裝?教師在講解這道題時(shí),可以拿出20支筆,用以代表20公斤蘋果,然后讓學(xué)生用文具盒代替箱子,把代表蘋果的筆平均裝入其中。在做實(shí)驗(yàn)時(shí)可以這樣提醒學(xué)生:“平均,就是每個(gè)箱子都一樣。”這樣一來,學(xué)生順著這一出發(fā)點(diǎn),能夠很快進(jìn)行思維延伸,設(shè)計(jì)方案把筆平均裝入10個(gè)文具盒里。很顯然,最簡(jiǎn)單也最直接的方案就是每次在一個(gè)文具盒里放一支筆,把10個(gè)文具盒都放一次后,再從第一個(gè)文具盒開始,再放入筆,直到所有筆都放入文具盒中。用數(shù)字表達(dá)出來就是20÷10=2,即每個(gè)文具盒有2支筆,每箱蘋果有2公斤。在這樣簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生能夠很快理解平均的定義,并且在設(shè)計(jì)分配的實(shí)驗(yàn)方案時(shí),能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維。
小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)還能培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。實(shí)驗(yàn)是根據(jù)一定的理論知識(shí),通過一定的操作,表現(xiàn)某種結(jié)果,本就具有一定的探究性質(zhì)。教師通過帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),可以有效培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。如在教學(xué)可能性時(shí),教師可以問學(xué)生一個(gè)問題:拋擲兩個(gè)骰子,得到兩個(gè)點(diǎn)數(shù)之和,這些數(shù)哪些可能性最大呢?學(xué)生只是思考肯定難以得出結(jié)果,可以為他們提供兩個(gè)骰子進(jìn)行多次拋擲,探究各個(gè)點(diǎn)數(shù)之和出現(xiàn)的可能性的大小關(guān)系。用數(shù)字來計(jì)算需要較高的數(shù)學(xué)水平,2和12的可能性是1/6*1/6=1/36,3和11的可能性是1/6*1/6*2=1/18……學(xué)生要想得出結(jié)論,就要進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)探究,就能夠有效鍛煉探究能力。
5 結(jié)語
在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂中應(yīng)用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣,高效快速地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn),培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維和探究能力,為學(xué)生未來更加深入地進(jìn)行數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)打下深厚的基礎(chǔ)。同時(shí),數(shù)學(xué)本就是一門服務(wù)于生活的學(xué)科,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的引入能夠很好地幫助學(xué)生學(xué)會(huì)在生活實(shí)際中應(yīng)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí),達(dá)到學(xué)以致用的效果。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);應(yīng)用創(chuàng)新
新課程改革指出,高中數(shù)學(xué)教學(xué)不僅要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,還要理論聯(lián)系實(shí)際,提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的有效性和實(shí)用性。與初中數(shù)學(xué)課程相比,高中數(shù)學(xué)課程對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)抽象思維能力的要求更高,這也給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了更多的困難。因此,教師要采用合適的教學(xué)方法,將抽象的高中數(shù)學(xué)知識(shí)具體化,深化學(xué)生對(duì)概念、原理等知識(shí)的理解。實(shí)驗(yàn)教學(xué)法不僅滿足這一條件,同時(shí)還能有效提高學(xué)生的動(dòng)手應(yīng)用創(chuàng)新能力,切實(shí)提高其學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的有效性。
一、轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)觀念
隨著新課程改革的不斷發(fā)展,高中數(shù)學(xué)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法有了一定的了解。但是從本質(zhì)上來說,我國高中數(shù)學(xué)教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用仍然是以教師為主,對(duì)學(xué)生的關(guān)注度較低。許多數(shù)學(xué)教師所采用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)法是教師進(jìn)行完整的演練,然后讓學(xué)生按照教師的實(shí)驗(yàn)手法重新演示一遍即可。師生、生生交流較少,導(dǎo)致教學(xué)效率不高,甚至少數(shù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過后仍然不明白“為什么”。這樣的教學(xué)方法只是形式上的創(chuàng)新,說明教師以學(xué)生為中心的觀念意識(shí)還有待加強(qiáng)。針對(duì)這一點(diǎn),學(xué)校應(yīng)該通過講座、培訓(xùn)等形式轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)觀,使教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中能夠重視學(xué)生的全面發(fā)展。
二、善用多媒體技術(shù)
高中數(shù)學(xué)知識(shí)較為抽象,其與高中化學(xué)、物理知識(shí)有著很大的不同。高中化學(xué)、物理屬于純粹的實(shí)驗(yàn)科學(xué),實(shí)驗(yàn)教學(xué)法在該學(xué)科中的應(yīng)用較為廣泛,實(shí)驗(yàn)器材和設(shè)備較為齊全。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不是單純的實(shí)驗(yàn)科學(xué),其教材內(nèi)容中許多知識(shí)無法用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備完成,如集合知識(shí)、函數(shù)知識(shí)等。但是對(duì)于部分知識(shí)的原理、公式的推導(dǎo),需要教師將抽象知識(shí)具體化。此時(shí),多媒體技術(shù)的應(yīng)用能夠提高數(shù)學(xué)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。因此,高中數(shù)學(xué)教師應(yīng)善于利用多媒體技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。例如,數(shù)學(xué)幾何知識(shí)中需要從原有的幾何圖形中截取一段曲線。此時(shí),利用多媒體技術(shù)就能將截取曲線的情況清晰明了地呈現(xiàn)出來,幫助學(xué)生更好地理解題型。
三、以學(xué)生和教材為中心,做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
實(shí)驗(yàn)教學(xué)法需要教師利用教材和實(shí)際情況,充分做好課前準(zhǔn)備工作。首先,從教材分析情況來看,實(shí)驗(yàn)教學(xué)法需要教師充分挖掘教材內(nèi)容,將教材內(nèi)容與學(xué)生的實(shí)際情況相聯(lián)系,做好教學(xué)設(shè)計(jì);其次,教師在備課過程中需要堅(jiān)持以學(xué)生為中心,根據(jù)學(xué)生的性格等特征合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)類型;第三,課前教師應(yīng)該將教學(xué)中需要用到的道具或者教學(xué)資源等準(zhǔn)備好,方便教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有直觀性等特征,貼近學(xué)生的實(shí)際情況,挖掘教材中的重點(diǎn)和難點(diǎn),并利用生動(dòng)的信息技術(shù)等手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué),有效提供學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。例如,在椎體的體積公式教學(xué)中,教師備課時(shí)可以考慮學(xué)生比較熟悉的椎體幾何體,事先將各種椎體物體準(zhǔn)備好,然后根據(jù)學(xué)生對(duì)椎體知識(shí)的了解確定本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn),合理設(shè)計(jì)教案。
四、給予學(xué)生更多的思考和解決問題的時(shí)間
部分高中教師在教學(xué)過程中喜歡先向?qū)W生演示,再進(jìn)行原理講解。這種教學(xué)方式其實(shí)就是在傳統(tǒng)教學(xué)方法的基礎(chǔ)上增加了實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),其教學(xué)本質(zhì)并沒有改變。教師依舊是教學(xué)的主體,學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)。教師在應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)必須要認(rèn)識(shí)到給學(xué)生自主思考問題、解決問題的時(shí)間,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。當(dāng)然,這種教學(xué)模式的實(shí)行需要教師將提問教學(xué)法和實(shí)驗(yàn)教學(xué)法相結(jié)合,以提問的形式促使學(xué)生進(jìn)行積極的思考。例如,在圓柱體的截面實(shí)驗(yàn)研究課程中,教師可以向?qū)W生提問:“如果我想要在圓柱體中截取一個(gè)長方體,請(qǐng)問可以有幾種方法?”這個(gè)問題較為簡(jiǎn)單,學(xué)生可以在較短的時(shí)間內(nèi)回答出來,教師給學(xué)生較少的時(shí)間就會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自信心已經(jīng)被調(diào)動(dòng)起來。然后,教師又問:“如果我想要在圓柱體中截取一個(gè)體積為30立方厘米的長方體,請(qǐng)問可以有幾種方法?”問題難度逐漸加大,教師可以安排4個(gè)學(xué)生為小組進(jìn)行合作學(xué)習(xí),給予學(xué)生15分鐘時(shí)間進(jìn)行思考。
綜上所述,高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索及實(shí)踐要求教師采取有效的措施,轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念。多媒體技術(shù)對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果有著重要的作用,因此教師在教學(xué)中要善用多媒體技術(shù),堅(jiān)持以學(xué)生和教材為中心,做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師必須給予學(xué)生更多思考和解決問題的時(shí)間。
參考文獻(xiàn):
[1]楊家穩(wěn),王正萍,楊穎穎.高職院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的探索與應(yīng)用創(chuàng)新[J].滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2015(2):62-63.
新教材改變了以往教材注重?cái)?shù)學(xué)理論知識(shí)、脫離生活實(shí)際的缺點(diǎn),體現(xiàn)了數(shù)學(xué)知識(shí)源于生活又服務(wù)于生活的新理念。新教材編寫中,巧妙地把數(shù)學(xué)知識(shí)融入到社會(huì)生活場(chǎng)景,教材中許多有趣且富有挑戰(zhàn)性的問題,也激發(fā)了學(xué)生好奇心和興趣,縮短了學(xué)生和數(shù)學(xué)理論的距離。
由于數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是個(gè)“年輕”的課題,以前的學(xué)習(xí)中很少涉及此類問題,現(xiàn)在要求學(xué)生在教師指導(dǎo)下自己進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),學(xué)生往往不知所措,第一是學(xué)生難以設(shè)計(jì)出一套完整的實(shí)驗(yàn)方案,在實(shí)驗(yàn)中提不出問題,不善于歸納和形成猜想;第二是學(xué)生數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)基本技能不足――這足以影響數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果。因此,為培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素質(zhì),首先要做到在教學(xué)中無論是演示實(shí)驗(yàn)還是操作實(shí)驗(yàn)都盡可能給予學(xué)生設(shè)計(jì)、提問、猜想、操作、交流、評(píng)估的機(jī)會(huì),突出數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)在能力培養(yǎng)中的載體功能;其次對(duì)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)的演示操作過程、實(shí)驗(yàn)的歸納和總結(jié)都要有意識(shí)地增加學(xué)生參與的程度;再次是將課堂問題“問答”變換為問題的“設(shè)計(jì)解決應(yīng)用再設(shè)計(jì)再解決再應(yīng)用”的不斷總結(jié)提高的過程。
那么在數(shù)學(xué)教學(xué)中如何更好地運(yùn)用實(shí)驗(yàn)來輔助教學(xué)過程呢?筆者以為以計(jì)算機(jī)為核心的信息技術(shù)在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用,正是對(duì)初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一種大膽突破。說到計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué),其實(shí)并不陌生,只是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)三種形式之一,其它兩種是操作性數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、思維性數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),在傳統(tǒng)教學(xué)中比較常見。下面就以計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例說說其對(duì)初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的影響。
1. 為數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)提供有力的支持。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展,相繼出現(xiàn)了許多功能強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件平臺(tái),為數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了有力的支持,使得數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)有了質(zhì)的飛躍。其中《幾何畫板》更以其強(qiáng)大的功能,把較為抽象的數(shù)學(xué)對(duì)象形象生動(dòng)化,使學(xué)生在動(dòng)態(tài)中認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)對(duì)象的不變關(guān)系,為學(xué)生提供了一個(gè)“做數(shù)學(xué)”的虛擬實(shí)驗(yàn)室,在其中實(shí)現(xiàn)觀察、實(shí)驗(yàn)、猜測(cè)、驗(yàn)證、推理與交流等數(shù)學(xué)活動(dòng)。
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):中國優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫
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