利用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室提升學(xué)生核心素養(yǎng)的對(duì)策研究

曾輝仁

【摘要】 ?隨著新課改的提出與深入，學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)成為教學(xué)的核心目標(biāo)。高中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)主要包括直觀想象、邏輯推理、數(shù)學(xué)抽象、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運(yùn)算、和數(shù)據(jù)分析六個(gè)部分內(nèi)容。教師在進(jìn)行教學(xué)時(shí)要著眼于學(xué)生成長(zhǎng)和發(fā)展的需要，在使學(xué)生獲得數(shù)學(xué)知識(shí)和技能的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)。文章主要探討通過(guò)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的方式提升學(xué)生核心素養(yǎng)的對(duì)策，以為同行提供參考。

【關(guān)鍵詞】 ?數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室 核心素養(yǎng) 提升對(duì)策

【中圖分類(lèi)號(hào)】 ?G633.6 ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 ?A ? 【文章編號(hào)】 ?1992-7711（2019）12-065-01

高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是為獲得某種數(shù)學(xué)理論，檢驗(yàn)?zāi)撤N數(shù)學(xué)思想，解決某類(lèi)數(shù)學(xué)問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)者運(yùn)用一定的物質(zhì)手段，在數(shù)學(xué)思維活動(dòng)的積極參與下，在特定的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中所進(jìn)行的探索、研究活動(dòng)。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)過(guò)程中教師通過(guò)提問(wèn)引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)研究數(shù)學(xué)問(wèn)題，以培養(yǎng)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。在實(shí)驗(yàn)課堂上學(xué)生充滿熱情地去發(fā)現(xiàn)和觀察，去主動(dòng)探究，通過(guò)自己動(dòng)手主動(dòng)接受知識(shí)和鞏固知識(shí)。

1.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)內(nèi)涵

1.1現(xiàn)代數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)內(nèi)涵

過(guò)去教師在數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，常常采用測(cè)量、手工制作、實(shí)物或教具演示等形式進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，屬于數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的初級(jí)形式，其主要目的在于幫助學(xué)生理解和把握數(shù)學(xué)概念、定理。科技發(fā)展背景下的現(xiàn)代數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，是以計(jì)算機(jī)軟件為應(yīng)用平臺(tái)，充分運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)操作、實(shí)踐、試驗(yàn)來(lái)探索數(shù)學(xué)問(wèn)題的解決，以培養(yǎng)學(xué)生直觀想象、邏輯推理、數(shù)學(xué)抽象、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運(yùn)算、和數(shù)據(jù)分析六個(gè)方面的數(shù)學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)。

1.2現(xiàn)代數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室對(duì)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的意義

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)通常由教師或?qū)W生自己提出明確的教學(xué)情境，教師根據(jù)數(shù)學(xué)思想的發(fā)展脈絡(luò)，依靠現(xiàn)代教育技術(shù)，讓學(xué)生進(jìn)行發(fā)現(xiàn)、探究，進(jìn)而獲得相關(guān)的過(guò)程體驗(yàn)、情感體驗(yàn)。例如幾何不是記號(hào)，而僅僅是學(xué)生頭腦中的某個(gè)幾何對(duì)象——圖形，表現(xiàn)的是更為抽象和復(fù)雜的數(shù)學(xué)概念，借助計(jì)算機(jī)就可以傳送出比現(xiàn)在更多、更豐富的幾何內(nèi)容，如何展現(xiàn)一些動(dòng)態(tài)的復(fù)雜曲線等，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的直觀想象、數(shù)學(xué)抽象等數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)通常強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)踐參與，要求學(xué)生有創(chuàng)新能力，并將一些高等數(shù)學(xué)的內(nèi)容滲透到中學(xué)數(shù)學(xué)內(nèi)容體系之中，如算法、概率統(tǒng)計(jì)等知識(shí)。再利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算可以在很短的時(shí)間內(nèi)收集和處理大量的數(shù)據(jù)，作出判斷，形成公式，同時(shí)用計(jì)算機(jī)來(lái)展現(xiàn)數(shù)學(xué)對(duì)象，使學(xué)生對(duì)其產(chǎn)生新的認(rèn)識(shí)，由靜到動(dòng)、構(gòu)形、成形，進(jìn)而進(jìn)行操作、實(shí)驗(yàn)。特別是一些幾何對(duì)象：曲線、曲面、多面體，成為任何計(jì)算機(jī)仿真的核心。在計(jì)算機(jī)環(huán)境下，學(xué)生更多的是用漸近方法、數(shù)值方法去探究數(shù)學(xué)規(guī)律，進(jìn)行建模和科學(xué)計(jì)算。這些都能培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)分析等數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。

2.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室提升學(xué)生核心素養(yǎng)的具體應(yīng)用

2.1通過(guò)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)學(xué)生直觀想象能力

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，是學(xué)生通過(guò)觀察、操作、試驗(yàn)等實(shí)踐活動(dòng)來(lái)進(jìn)行數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的一種形式，是學(xué)生從自己的“數(shù)學(xué)現(xiàn)實(shí)”出發(fā)，通過(guò)自己動(dòng)手、動(dòng)腦、用觀察、模仿、實(shí)驗(yàn)、猜想等手段獲得經(jīng)驗(yàn)，逐步建構(gòu)并發(fā)展自己的數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的活動(dòng)過(guò)程。在數(shù)學(xué)教學(xué)中，尤其在立體幾何中，圖形的理解與想象尤其需用到數(shù)學(xué)試驗(yàn)，在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)想象，不僅可以縮短解決問(wèn)題的時(shí)間，還可以獲得數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)。借助數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供的優(yōu)越條件，極大的拓展學(xué)生的思維空間。當(dāng)學(xué)生在面對(duì)一個(gè)新的知識(shí)、新的問(wèn)題的時(shí)候，見(jiàn)到實(shí)物更容易激發(fā)靈感，而這個(gè)靈感馬上又能通過(guò)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，這樣相互促進(jìn)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的想象力很有益處。

2.2通過(guò)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力

在《課程標(biāo)準(zhǔn)》的導(dǎo)向下，數(shù)學(xué)教學(xué)的核心任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)邏輯思維能力，它不僅是學(xué)好數(shù)學(xué)必須具備的能力，也是學(xué)好其他學(xué)科，處理日常生活問(wèn)題所必須的能力。近年來(lái)高考十分重視對(duì)學(xué)生邏輯思維能力的考查。而數(shù)學(xué)試驗(yàn)和數(shù)學(xué)活動(dòng)能為學(xué)生提供豐富的實(shí)體對(duì)象，是培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維的最佳方式。

2.3通過(guò)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)是一種新型的教學(xué)模式，它是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生用學(xué)到的數(shù)學(xué)知識(shí)和計(jì)算機(jī)及各種多媒體技術(shù)，分析、解決實(shí)際問(wèn)題的一種帶有較強(qiáng)實(shí)踐性的數(shù)學(xué)模型建立的的教學(xué)活動(dòng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)使學(xué)生提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的數(shù)學(xué)建模能力，提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)，使他們?cè)诮窈蠊ぷ髦心芙?jīng)常地、有意識(shí)地想到用數(shù)學(xué)建模的方法去解決實(shí)際問(wèn)題。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室立足實(shí)際問(wèn)題，引入數(shù)學(xué)思維方式建立對(duì)應(yīng)模型，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室多媒體工具立體式多維化解決問(wèn)題，有利于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想及能力。

2.4通過(guò)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力

《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：在統(tǒng)計(jì)與概率部分的教學(xué)中應(yīng)當(dāng)發(fā)展學(xué)生的數(shù)據(jù)分析觀念，并把數(shù)據(jù)分析觀念作為核心概念之一。數(shù)據(jù)分析是將收集到的數(shù)據(jù)通過(guò)加工、整理和分析，使其轉(zhuǎn)化為信息。數(shù)據(jù)分析一般要面對(duì)一堆數(shù)據(jù)，學(xué)生可能感覺(jué)枯燥乏味，因此要讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中參與到數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析活動(dòng)中去，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中選擇合適的數(shù)據(jù)分析方法，可以洞察隱藏在雜亂無(wú)章的數(shù)據(jù)信息背后的規(guī)律，為決策提供依據(jù)和研究方向。

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)關(guān)注將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題，而數(shù)據(jù)分析是數(shù)學(xué)理論中與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用聯(lián)系最密切、應(yīng)用最廣泛的部分。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)分析要引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中做什么，怎么做，用什么方法做，能得到什么結(jié)果等。通過(guò)學(xué)生參與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，經(jīng)歷“提出問(wèn)題——收集數(shù)據(jù)——整理、描述數(shù)據(jù)——分析數(shù)據(jù)——分析結(jié)論—驗(yàn)證結(jié)論”的過(guò)程，既獲得數(shù)學(xué)知識(shí)，又積累生活經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的數(shù)學(xué)認(rèn)識(shí)。

[ 參 ?考 ?文 ?獻(xiàn) ]

[1]蔡美玉.依托數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)—讓數(shù)學(xué)課堂動(dòng)起來(lái)[J].課程教育研究，2017.12.

[2]徐海燕.核心素養(yǎng)下數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)性教學(xué)[J].數(shù)學(xué)教學(xué)通訊，2017.9.