初中数学实验室的价值与实施要求*

安徽省淮北市濉溪县城关中心学校(235100) 张 森

背景2017年11月,学校配置一口数学实验室,经过近两年来的使用,感悟如下.

一、初中数学实验室的教学价值

1.转变教师思想观念

在数学教学中,传统的数学教学,总是教师按照知识系统、知识结构进行津津乐道的讲解,而学生只是听,偶尔做一下笔记,似乎老师讲解完以后,任务就完成,老师就心安理得,但是学生呢,被动的接受知识,不知道不明白知识怎么产生的,如何形成的,正所谓：知其然,不知其所以然.初中数学实验室能够使教师的教学观念又专注数学知识,注重数学结果的同时转化为“注重数学发现的过程,注重知识的形成过程的展示”,在这种观念的支配下,教师在教学过程中要用再创造的方法去进行教学,处理好传授知识与发展能力的关系,引领学生在“操作”中发现问题,学习知识,获得数学思想方法提升技能.从而在“实践”中归纳经验与演绎推理的有机组合,提高自主探索与合作交流的的深度,教师在教学中进一步明确与学生的地位关系.

2.改变学生的学习方式

数学实验是学生利用图形计算器对现实问题数学化,是现实中的思维训练,是激发学生创造思维的源泉.是学生在实际操作中学习数学,经历知识的形成过程,从而积累经验和提升思想方法.杜威说过：“你告诉我,我可能会忘记;你给我看,我可能记得住;你让我做,我才能真正理解.”在动手动脑的同时,逐步形成认知和运用数学的方法解决实际问题的能力,增强创新意识.特别是数学实验室开创了师生共同参与、相互交流的多边活动给予学生更多的探究、实验、思考及交流的时间和空间,打破学生的传统的学习方式,可以说是学生学习的革命,有利于形成学生学习个性品质.

3.有利于核心素养落实

数学是思维的体操,已经被广泛认可,但是传统观念认,数学就是处理数据,数学就是计算、推理和证明,没有充分认识到数学是一切技术发明的基础,没有认识到,用数学的思维去思考问题、发现问题.特别是大数据的今天,数学实验室更能够一小时的学习为主体,改变学生学习方式的同时,更能够激发学生的学习兴趣,挖掘学生的潜在创造力,在师生交流、生生交流合作和互相促进方面都比传统的教学起到无可比拟的作用.对促进学生的全面发展培养学生的德智体美劳方面都有重要的意义.特别是落实中共中央《关于深化教育教学改革全面提升义务教育质量》里提出的“五育”并举,有着重要的意义.数学实验室的使用更有利于学生自身成长和社会发展的需要,因此,更有利于核心素养的落地.

4.时代发展的需求

在当今信息时代,互联网已经与人们的生活密不可分,数学实验室已经担负着学生综合素养的培养的重任,同时奠定了数学教学中学生的主体地位,实现李数学知道再创造.促进教学模式和学习模式的彻底改变.满足学生的主体意识的要求.“充分考虑信息技术对数学学习内容和方式的影响,开发并向学生提供丰富的学习资源,把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的有力工具,有效迪改进教育学的方式,使学生乐意并有可能投入到现实的、探索性的数学活动中”

5.实现教育的价值

从常规的数学课堂的角度看,学生是被动的接受新的知识.而数学实验教学在,学生已有的知识、经验的基础上,通过观察、实验、操作、计算把整体感觉和理解融为一体,改变了在学习过程中认知事物的过程和方式,有助于对数学中的概念、定理、公式的理解,有助于学生提升思想方法的学习和领悟.

例如,在学生学习反比例图像的性质时,每一位学生通过操作图像计算器,动态观察图像的变化,从而总结反比例函数的性质,直观、形象更重要的是学生自己实际操作等到的,体现知识的经历过程.

因此、数学实验室在验证数学结论、发现数学规律以及解决特殊数学问题方面都有着重要的意义.

二、初中数学实验室教学的要求

1.以学生为主体

“有效的教学活动是学生的学与教师的教的统一,学生是学习的主体,教师是学习的组织者、引导者与合作者”.这就说明课堂教学中要充分发挥在认知活动中学生的主观能动性的作用级学生的主人翁的的精神.教师要明白,在数学实验室的使用方面学生是实验的主角,是和一支粉笔一块黑板由教师的主讲是有本质的区别.

2.内容针对性强

数学实验室极大地提高学生的参与程度和动手能力.但是并不是每一节课的内容都能够适合使用数学实验室进行教学,因此使用实验室进行课堂教学首先必须是在内容上是学生难以理解把握,需要经历探究的过程,需要学自己动手操作,便于学生积累思想方法,比如《二次函数图像的性质》的研究,学生通过操作探究、观察、归纳出抛物线的性质,便于学生理解、掌握;还比如《有理数的加法法则》的教学,学生自己通过图形计算器设计蜗牛爬行的图形,规定方向,通过运动总结出有理数的加法法则,提高数学课堂的效率,增强直观性,便于理解掌握有历史的加法法则,打破传统的演示实验,从而学生从内心理解承认了法则.其次,利用数学实验室教学,必须以学生的生活经验和知识储备为基础,学生方便理解.

对于可做可不做,做与不做效果没有明显的差距,或者实验传统的教学方法可以达到目的的则可以不适用实验室.

3.实验教学设计要求

3.1 教育思想要端正

要辩证地看待现代的学习理论,要把现代学习理论与信息化结合一块,同时教育理论的发展要与时俱进,要把教学内容和教学理论有机结合,做到优势互补.其次“课程内容的组织要重视过程,处理好过程与结果的关系：要重视直观,处理好直观与抽象的关系：要重视直接经验,处理好自己经验与间接经验的关系”

3.2 实验的目的要明确

数实验室最大的特点是每一位学生都能够参与进去,但是需要花费较长的时间,同时数学实验必须服务于教学,满足于课程标准的要求,所以,数学实验室实验的内容要结合学情,紧紧扣住课程标准和教材,目标要明确,明确实验的目的,学生清楚是干什么,为什么实验,问题难易要适中,不能够是贪图热闹.同时要和做物理、化学实验一样,要有实验报告.

3.3 实验贵在开放与探索

实验内容的选取与设计要开放,除了教材的内容、日常生活、及自然界的一些内容都可以作为素材来源.设计的内容最好有多种求解思路和解决思路,能够给学生留下的思考空间比较大,能够激发学生的学习数学的兴趣和探究的欲望,有利于提升学生学习数学的应用意识,让学生自己经历探究的的过程.数学实验给学生提供一个动手、动脑的一个平台,让学生在探究活动中掌握数学学习和研究的一般方法.当然,实验的突破口要选择恰当,探究的的内容要有价值,能够引导学生充分的思考,同时能够大胆质疑.

例如：综合实践课“中点四边形”的问题的探究：

你能利用图形计算器画出四边形ABCD的中点四边形吗?试一试.

你能确定这个中点四边形的形状吗?猜一猜.

你能利用图形计算器验证你的猜想吗?做一做.

归纳：任意一个四边形的中点四边形是_____.

图1

3.4 注重学生操作

操作是数学实验的的必不可少的环节,也是使用数学实验室的突出特点,更是体现课程标准李提到：“学生在学习的主体,教师是组织者、合作者与引导者”.在实验的过程中,切记老师不能够包办学生的一切,更不能够为了节省时间剥夺了学生的发现、探究级总结的权力.因此,数学实验的设计一定要有较强的操作性,才能够方便学生去发现和再创造.以综合实践课《中点四边形的探究》为例：

一年多来,摸索数学实验室的教学价值及实施要求,促进教师和学生的全面发展,调动学生的多种感官,从而更好地培养学生的动手能力、创新意识.