《九年制义务教育数学课程标准》(实验稿)指出:“数学教学应从学生实际出发,创设有助于学生自己学习的问题情境,引导学生通过实践、思考、探索、交流,获得知识,形成技能,发展思维,学会学习。”情境创设教学对于学生的兴趣、好奇心、求知欲的调动,情感和思维的参与,以及对数学问题的思考和探究的培养等具有重要的意义。有的教师过于追求教学的情境化,所创设的情境脱离学生的生活实际和经验;或是为创设情境而创设情境,与教学内容无关的背景太多、太杂,不利于学生的观察、感知、抽象和概括;还存在情境创设脱离学生的年龄特点和心理特点;情境创设的过程太长,内容堆积,要求不具体等问题。我结合自己的具体教学实践,对如何创设有效的情境提出建议。
一、设计有效情境创设的教学艺术
张奠宙、赵小平先生在《当心“去数学化”》一文中特别谈到了数学教育中的“去数学化”倾向。他们认为:数学教育,自然是以“数学”内容为核心。数学课堂教学的优劣应该以学生是否能学好“数学”为依归。也就是说,教育手段必须为数学内容服务。
1.针对时事创设情境
师生作为社会的一员,有必要了解国际、国内所发生的重大事件,而且对社会问题应有所思考,而教师在数学教学中,应尽可能联系时事,创设教学情境,鼓励学生主动学习,激发学生学习热情。
例如,在教学《统计初步》中有关总体、样本问题时,要考察炮弹的杀伤半径,进而用样本估计总体的例子中,我采用多媒体显示美英联军入侵伊拉克的战争画面。其中有很多美英联军轰炸伊拉克的场面,学生观看完后,流露出对入侵者的憎恨,对伊拉克人民所遭遇的战争灾难同情,体现他们对这一重大国际事件的关注。接着提出问题:如何考察一批炮弹的杀伤半径?如何用样本的某种特性去估计总体的相应特性?在此情境下,学生对所提问题的思考表现出了积极和主动;回答问题也有较完整的表述,最后通过讨论,学生代表做总结:要考察一批炮弹的杀伤半径,就得通过试验收集数据,考虑到炮弹的价值性和爆炸的破坏性,应从同一批炮弹中随机抽取部分炮弹(样本)进行试验,并收集相关的数据,通过计算,得到样本平均数,从而达到估计整批炮弹的杀伤半径。通过这一问题的讨论,不仅能够激起学生主动参与分析和解决问题的热情,同时也使学生学会了从部分估计整体的数学思想方法。
2.联系生活创设情境
教材中学习素材的呈现力求体现“问题情境、建立数学模型的解释、应用与拓展”的模式,那么如何体现教材的潜在意义,关键是教师对教材的处理,教师若能围绕所要学习的数学内容,根据学生的年龄特点和生活体验,选择有现实意义的,对学生具有一定挑战性的具体的问题进行情境创设,那么不仅能增强学生学好数学的信心,而且能培养学生良好的数学思维习惯和应用意识。
例如教学“角”的概念时,我借助同学们熟悉的钟表、张开的圆规等生活题材,启发学生在熟悉的生活情景中自主地提出数学问题:角有几个顶点?什么叫做角的边?如何表示角?……让学生体验自己生活中存在的数学,加深对所学的内容的理解,从而培养学生从实际生活中提出问题并解决问题的能力。
例如在教学一元二次方程知识时,可以从生活中常见的问题出发,引导学生进行讨论,从而使学生获得“一元二次方程”的模型和近似解。例如为美化我校环境,学生活动中心前面有一块长为80米,宽为60米的矩形空地,现要在空地上建造一个花园,要求种植花草的面积是整块空地的面积的1/2,请展示你的设计。此问题的参与性很强,每个学生都展开想象的翅膀,按照自己思考的设计思路,设计出不同的图案,并经过努力,使自己的方案定量化。通过方案的定量化,学生体会到一元二次方程不是一个机械的计算,同时明确了解得到的结果必须对具体情况要有意义,即应适当选择“解”和检验“解”。通过以上问题,教师可进一步鼓励学生注意在日常生活、社会实践中发现问题,并自编数学题,努力提高自己的创新能力。
3.设置问题创设情境
问题是数学的灵魂。课堂上,教师创设问题情境,以激励学生解决问题的动机,通过探索,解决问题,获得心理上的满足,只有感受真切,才能入境。要做到这一点,我利用设置问题创设课堂情境来激发学生的求知欲。问题情境的创设力求有的放矢、新颖有趣、具有启发性、难易适度,与课本内容保持相对一致,不滥用比喻,不误导牵强。教师要善于将所要解决的问题寓于学生实际掌握的知识基础之中,设置悬念,把问题作为教学过程的出发点,以问题情境激发学生的积极性,让学生迫切要求学习新知识。
例如在教学去括号时,可以设置这样的问题:你能在10秒钟之内计算出式子1-(1-1/2)-(1/2-1/3)-(1/3-1/4)…-(1/2005-1/2006)吗?有的学生马上在练习本上演算,有的学生马上拿出了计算器,但10秒后学生还没有得到答案,这时我告诉学生要想轻松地解决这个问题,只要认真学习今天的内容——去括号,你就能在10秒钟之内口算得出结论。学生听了之后热情高涨,迫切要求学习新知识。
例如在教学有理数的乘方时,可设置这样的问题作为引入:你喜欢吃拉面吗?兰州有许多拉面馆,师傅能用一根很粗的面条把两头捏合在一起拉伸,再两头捏合,再拉伸,反复几次,就能把这根很粗的面条拉成了许多根细面条。(有条件的话,教师可用课件演示给学生看。)问:(1)当拉出64根细面条时,师傅要捏合几次?(2)请你猜一猜,若捏合到第n次后可拉出多少根细面条?要想解决这个问题,就应好好学习今天的内容——有理数的乘方。
4.投身实践创设情境
情境教学既注重“情感”,又提倡“学以致用”,努力使二者有机地统一起来,在特定的情境中和热烈的情感驱动下进行实际应用,同时还通过实际应用来强化学习成功所带来的欢乐。数学教学也应以训练学生能力为手段,让学生投身实践,把现在的学习和未来的应用联系起来,注重学生的应用操作和能力的培养。我们充分利用情境教学特有的功能,拓展数学教学的空间,创设既带有情感色彩,又富有实际价值的操作情境,让学生扮演测量员,统计员进行实地调查,收集数据,制统计图,写调查报告,其教学效果可谓“百问不如一做”,学生触发感悟,求知欲得到满足,乐意投入新的学习。培养了学生思维能力、表达能力、动手能力,提高了解决问题、社会交际及应变能力。
例如,在“等腰三角形的性质”教学中,可设计这样的课堂活动:把学生分成几个小组,每个小组都把自己所带来的硬纸片,剪成两个三角形,其中一个等腰三角形,另一个是非等腰三角形(即一般三角形)。各小组完成之后,我引导学生把两种三角形各自任意两边叠在一起,然后把活动过程中的结果写下来,各小组派代表进行讲述。通过这一活动,同学们很快就发现只有把等腰三角形的两腰叠在一起时,等腰三角形的两个底角能互相重合,从而得出等腰三角形的性质。这时教师可引导学生把活动中得到的性质加以证明。
教师也可带领学生到校外进行社会调查,从中获取相关资料,进行数学探索,例如:在建立函数概念时,教师可把学生分成几个小组,到就近市场进行鱼类、肉类、青菜类等的市场调查,要求学生:(1)调查过程中,各小组应找到各自调查目标,了解它们的市场单价,并记下至少两笔销售的数量和金额。(2)观察销售过程中,单价、数量与金额之间有什么变化规律。(3)整理材料,以表格形式提交给老师。通过以上活动,学生对自变量,函数的定义有了较为深刻的理解,为进一步学习函数知识打下了良好的基础。
5.利用媒体创设情境
现代信息技术的高速发展对数学教育的价值、数学教育的理念、目标,以及教与学的方式都产生了重大影响。通过多媒体创设情境,可以化静为动,化难为易,化抽象为直观,使学生能从多角度感受数学,探索问题,从而调动学生学习的积极性、主动性,提高学习效率。
例如,在学习轴对称内容时,可以设计这样的情境:教师搜集风景名胜(如公园里的八角亭)、特色建筑(如北京天安门城楼)、日常实物(如喜庆的灯笼)、商标(如桑塔纳轿车)、卡通图案等立体图片,通过多媒体展示,让学生感受生活中对称的美,激发学生学习数学的热情。又如:在学习圆柱、圆锥的侧面展开图内容时,设置这样的情境:动画展示圆柱、圆锥的侧面展开图过程,然后引导学生通过观察、理解、探究圆柱和圆锥分别与矩形和扇形之间的关系。显然,这种动态的直观的情境有利于学生对问题的理解,使他们能更加主动地参与到数学探究活动中去。
二、对情境创设教学的思考
数学是所有学科中抽象程度相对较高的一门课程,一方面,初中生的心理发展特点决定了其数学学习在很长的一个时段仍需要相对具体形象的材料来支撑。另一方面,教育的传承性、学校教育班级授课制的模式,决定了我们不可以让学生进行绝对真实情景中的所谓自主学习。例如在教学圆的概念时,教师引用了编竹盘的事例,但学生中很少有人知道竹盘是怎样编的。有鉴于此,教师应该运用自己学科上相对于学生而言的绝对优势,高屋建瓴地对教学内容进行优化设计,充当好学生数学学习的导师。课堂教学情境的创设,既要求“真”,更重求“实”。
1.情境创设要有目的性
在数学教学中,情境的创设必须有明确的目的,必须能围绕本节课的教学内容,学习任务来进行。否则,再好的问题情境,如果对教学没有帮助,或是偏离了教学目标,那么,它就是无效的,甚至是有害的。“情境只在为教学服务的时候才能叫做好情境,不能为教学服务,一切花哨都是多余的。”这其中的意思,也是突现情境创设的目的性原则。贯彻这一原则,要求教师在创设数学问题情境时,要先考虑到所情境创设是否有必要性,是否有价值。
例如:七(上)《数轴》教学中的情境创设:
情景1:(实物加多媒体演示)观察生活中的杆秤特点:拿根杆秤称物体,移动秤砣使秤杆平衡时,秤杆上的对应星点表示的数字即为所称物体的重量。显然秤砣越往右移,所称的物体越重。
情景2:(实物演示)观察温度计,将温度计靠近热源(如酒精灯),在靠近冷源(如冰水),观察水银柱的变化。
引出问题:
问题l:能否抽象出杆秤和温度计的一些相同的本质属性?
问题2:秤砣的重量和杆秤的刻度之间、温度的大小和温度计的刻度之间有对应关系吗?
你能找到对应的规律吗?
问题3:我们能否用一个更加简单形象的图示方法来描述上述现象呢?
由此启发学生用直线上的点表示数,从而引进“数轴”的概念。这样做的目的就很明确,创设这样一个数学问题情境,就使得“数轴”这个抽象的概念和生活联系起来,符合学生的认识规律,给学生留下深刻的印象,同时也有助于激发学生的学习兴趣,促使学生积极参与教学活动,有助于学生思维能力的培养和素质的提高,这样的情境创设是有价值的。
2.情境创设要有现实性
“数学学习的内容应当是现实的、有意义的、富有挑战性的”。因此,数学教学应以现实材料激起学生的探索兴趣,激活学习经验,使学生有可能在现实的、逼真的活动中,通过观察、分析、概括等手段,从而形成科学家、数学家等看待世界的方式和解决问题的能力。选用情境的现实性素材要贴切学生的生活与学习实际的问题,把学生学习新知前在生活中碰到的事出来给学生认识。创设的情境越真实,学生构建的知识就越可靠,且越容易向实际生活迁移。因此,教师在结合相应课题设计情境时,应避免那些脱离现实的情境,而盲目地为用情境而用情境。因为对于脱离现实情境的教学,学生往往只能获得对数学知识的刻板的、机械的、不完整的、肤浅的理解,从而使得课堂丧失应有的“数学味”,造成学生应用能力的欠缺。在课堂教学中,教师应通过综合、优化各种社会、自然因素,以现实逼真的情境引入课题,尽量地把数学知识与现实情境合理融合,使数学真正地融入情境。
例如在七年级(上)《合并同类项》教学中,可以这样创设情境:准备了一袋装有1角、5角和1元的硬币,问:哪位同学能帮老师数一下这里一共有多少钱?学生争先恐后地举手。第一位学生把硬币一个一个从口袋里拿出来,边拿边数,计时3分钟。第二位学生把1角的硬币10个10个地拿出来,把5角的2个2个地拿出来……计时2分钟。而第三位学生把桌上的硬币分堆,一堆全是1元的,一堆全是5角的,一堆全是1角的,然后分别数出每一堆的数量,记时1分30秒。然后问其他学生:应怎么数,选择哪位同学的数法?学生异口同声地说:选择第三位同学的数法。又问:为什么呢?从而引出在数学中,对整式也有一种类似的分类,这就是——同类项。学生明白了:原来合并同类项和数钱是一个道理。
上面的情境创设就来自于“换零钱”的真实生活中,而不是凭空捏造出来的。它把合并同类项的知识内容与现实生活情景合理融合,不仅消除了学生对合并同类项这一知识的距离感,而且增强了学生理解和应用合并同类项的主动性,有力地激发了学生思维和学习的主动性,有利于提高学生的具体问题解决能力,有利于学生良好数学观的形成,这样的情境创设是现实的、有意义的。
3.情境创设要有积极性
要将“激发学生的学习积极性和主动性”放在第一位,力求吸引每个学生,引发其认知冲突,使其产生学习心向和需求,处于“愤、徘”状态,从而乐于主动学习,主动探究,并获得积极的体验和感受。建构主义认为,学习是学生主动的意义建构过程和主动的再创造行为。有意义的学习应是学生以积极的心态调动原有知识经验,认识新问题,平衡新知识,并构建他们自己的意义。因此,问题设计的首要任务便是调动学生的学习积极性,以使学生积极主动地“进入”情境,主动提出问题,探究问题,解决问题。而主动的学习活动又可以促进和强化学习动机,形成良性循环。苏霍姆林斯基认为:如果教师不想方设法使学生产生情绪高昂和智力振奋的内心状态,就急于传授知识,那么,这种知识就只能使人产生淡漠的态度,而不动感情的脑力劳动就会带来疲倦。可见,若情境创设不能引发学生的学习积极性,则学生的学习活动处于被动状态,缺乏探究欲望,缺少创造性,学习效率低下,易产生消极体验和厌学情绪,从而容易形成恶性循环。要创设有积极性的情境应具备以下三个特点:一是要具备趣味性。数学问题情境的创设和表现形式必须新颖、奇特、生动,对学生要能产生吸引力,能激起学生对此事的关注和兴趣。二是要具有针对性。数学问题情境的创设和表现形式要根据学生的年龄特征,因人而异。要根据低年段学生天真、爱幻想的天性和心理情境,可设计一些美丽生动的童话,活泼有趣的游戏,直观形象的模拟等情境问题;要根据高年段学生乐于接受自主合作、交流的情境,可设计一些能激起学生好奇、好胜心理的问题情境。三是要具备挑战性。情境创设所蕴涵的数学问题要落在学生的“最近发展区”,使学生“跳一跳,够得着”,能促使学生主动有效地思考、质疑、探究、发现,以求得学生认知上的平衡。
例如:七(上)《字母表示数》中的情境创设:(放录音)一首永远唱不完的儿歌,你能用字母表示这首儿歌吗?
1只青蛙,l张嘴,2只眼睛,4条腿,1声扑通跳下水。
2只青蛙,2张嘴,4只眼睛,8条腿,2声扑通跳下水。
3只青蛙,3张嘴,6只眼睛,12条腿,3声扑通跳下水。
师问:如果是四只、五只……跳下水呢?也像上面那样唱,就会觉得啰唆,能不能用什么作代表,无论多少只青蛙跳下水都能唱得出来呢?
生回答:用字母“n”表示青蛙的只数,其唱法是:“n只青蛙n张嘴,2n只眼睛4n条腿,n声扑通跳下水。”
以一首富有童趣的儿歌作为问题,既体现了情境创设的趣味性,又符合了七年级学生的心理特征,让学生体验现实生活的规律性,以及用字母表示数字的简明性和一般性,突出思维过程的流畅性,使学生带着新奇和求知的欲望跨进代数的大门,体现了情境创设的挑战性,这样的情境创设应是积极的、有效的。
总之,教学情境的创设要注重目的性、现实性、积极性。培养数学思想,学会数学地思考是我们数学教学的终极目标。因此,教学情境的创设要与学生的实际相符合,突出教学实质,不能喧宾夺主,画蛇添足。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.全日制义务教育数学课程标准(实验稿).北京师范大学出版社,2001.7.
[2]杨慧,张维忠.呼唤“求真”的数学教学情境.中小学数学(中学版),2008,(7、8).
[3]张奠宙,赵小平.当心“去数学化”.数学教学,2005,(6).
[4]金妹奇.浅谈初中数学教学中问题情境的创设策略和方法.中学教研,2004,(7).
[5]龙启锦.关于在数学课堂教学中创设问题情境的思考.教学研究,2006.8.
[6]张伟平.数学问题情境创设的有效性.中学数学月刊,2005,(11).