基于认知工具的初中数学实验教学的研究

吴长银

摘 要：在新课标课程改革的标准下，新时代对数学课程标准提出了越来越高的要求，为了使初中数学实验教学能够更好的发展，教师在教学过程中不断寻求更加高效的教学模式和方式，来推动课堂时效的提升，对此学校和教师选择在初中数学教学中采取认知工具的教学模式，希望通过认知工具来帮助学习者完成对信息的收集、整理、处理以及创造和表达，以期能够更好的完成初中数学的教学目标，使课堂效率更加高效，促进学生数学思维能力和水平的提高。

关键词：初中数学;认知工具;实验

【中图分类号】G 633.6 【文献标识码】A 【文章编号】1005-8877（2020）13-0110-01

1.认知工具的含义

一切工具的作用，都是为了辅助人们完成其他工作，从某种概念上来说，认知工具就是指在人们进行思维过程当中，一切能够起到支持、引导和扩展作用的事物，以及在活动过程当中的智力方法和技术设备。对于认知工具认知目的的不同，可以大体将其分为具体的工具和无形的工具两种。

对于有形的认知工具来说，结合在初中数学实验教学课堂当中，就是指一些能够帮助教师完成教学任务的工具，以及学生学习的具体设备，例如，铅笔、黑板、投影等一些具体存在的实用物体。另外一种无形的认知工具就是指在初中数学课堂当中用于解决数学问题的智力方法，它所包含的是对于事物的解决策略，对问题的思维方式，以及在解决问题过程当中进行的网络检索和学习资料库的查询。不管是有形的认知工具还是无形的认知工具，其最主要的特点就是帮助人们更好的简化和掌握学习任务，使教学者和学习者都能够更加有效的对知识进行一个系统的掌握。例如，在学习七年级上册第一章丰富的图形世界，第1课“生活中的立体图形”时，教师可以采用投影的形式，将一些生活中的立体图形生动形象地展示在学生面前，另外还可以借助一些具体的实物，比如，讲台、粉笔，让学生真正理解立体图形的概念，并对自己生活当中的立体图形进行描述，以便于更好地对知识进行掌握。

2.目前数学实验教学中存在的不足

对于初中数学实验教学来说，目的在于学生对于课堂所学知识进行实际操作，使学生能够更好的对课本当中出现的理论知识或是公式进行理解和掌握。最主要的特点是具有较强的趣味性和实践性能够更好地激发学生的学习兴趣，促进学生学习能力的提高，但对目前的数学实验教学来看，其中还存在着一些亟待处理的问题：

（1）实验教学受传统教学思想的影响。在传统的教学模式中，数学往往是以课堂教学为主，而实践教学课时很少，为了达成教学任务以及应对中考和高考等一系列考试，一般并没有设置充裕的时间去开展数学实践，而数学实验是教学内容，教学系统以及教学模式革新的一项重大程序，能够更好地提高学生的学习主动性，培养学生的合作能力，让学生在数学学习方面更加富有创造力。

（2）学校缺乏相应的数学实验设备。由于一些学校和老师对数学实验的重视程度不够，导致学校很少会准备资金去购买数学实验设备，导致学校数学实验设备缺失，很难开展数学实验。另外在一些乡村及其较贫困的地区，他们更是缺乏资金去购入这些设备，导致了数学实验教学，很难发展，学生的实践能力也很难提高。

3.基于认知工具的数学实验教学模式

从数学层面上来说，数学实验教学同生物化学物理科目不同，在传统的数学教学中并没有引入实验教学的思想，由于是新引进的思想概念，所以要想实施下去就必须转变学校和教师的教学观念。将认知工具的概念真正应用到初中数学实验教学当中，通过对实验教学方法进行研究和讨论制定符合学生发展的实验教学，通过探讨研究得出实验教学主要分为以下几个过程。

（1）创建问题氛围。例如，在学习七年级下册，第二章相交线与平行线第1课“两条直线的位置关系”时，教师在课堂任务开展之前，可以利用投影等认知工具将问题抛出，以供同学们思考，通过这种问题的氛围，让学生能够积极主动的对问题进行探讨思考使课堂更加高效。

（2）设计实验研究的步骤。对于数学问题的学习，一个问题可能有多种的解题方法和步骤，通过对解题步骤进行合理分析，能够让学生更加清晰有脉络去进行问题的解答。例如，在学习七年级上册第2章有理数及其运算第11课有理数的混合运算时，教师可以帮助学生制定合理的解题步骤，通过对有理数混合运算式当中的基础运算进行拆分，将加减法，乘除法以及乘方分离开来分步解答，能够让学生更加清晰的了解问题的解答办法，利于学生解题能力的提升。

（3）实际操作发现规律。对于初中数学实验教学最重要的就是实践，让学生在实践当中对问题的答案进行探索，并通过自己动手操作发现事物发生的规律，进行总结，能够更加充分的调动学生的积极性和主动性，有助于帮助学生更好的掌握学习当中的重点和难点。例如，在学习七年级下册第三章三角形第4課“用尺规作三角形”这一课时，教师应该让学生通过自己动手去画出一个三角形，从而真正的将问题进行理解和掌握。

（4）提出问题小组讨论总结经验。通过一套完善的实验流程，对实验过程进行一个基础的掌握，并通过自己的实践去发现其中存在的问题，最后和小组成员进行讨论，总结问题解答的经验，有助于今后对此类问题的学习。

综上所述，通过本文的学习，我们主要了解了在初中数学实验教学当中使用认知工具的具体教学模式，希望通过对认知工具的使用，能够使初中数学的实验课堂更加高效，有助于学生数学解题能力的提升。

参考文献

[1]高鹤.基于知识分类的中学数学认知工具设计研究[D].渤海大学，2016

[2]常家洁.“几何画板”在初中数学教学中的应用研究[D].宁夏大学，2015

[3]马勇.基于信息技术环境的初中数学问题化教学实验研究[D].云南师范大学，2014