基于認知工具的初中數學實驗教學的研究

吳長銀

摘?要：在新課標課程改革的標準下，新時代對數學課程標準提出了越來越高的要求，為了使初中數學實驗教學能夠更好的發展，教師在教學過程中不斷尋求更加高效的教學模式和方式，來推動課堂時效的提升，對此學校和教師選擇在初中數學教學中采取認知工具的教學模式，希望通過認知工具來幫助學習者完成對信息的收集、整理、處理以及創造和表達，以期能夠更好的完成初中數學的教學目標，使課堂效率更加高效，促進學生數學思維能力和水平的提高。

關鍵詞：初中數學;認知工具;實驗

【中圖分類號】G 633.6?【文獻標識碼】A?【文章編號】1005-8877（2020）13-0110-01

1.認知工具的含義

一切工具的作用，都是為了輔助人們完成其他工作，從某種概念上來說，認知工具就是指在人們進行思維過程當中，一切能夠起到支持、引導和擴展作用的事物，以及在活動過程當中的智力方法和技術設備。對于認知工具認知目的的不同，可以大體將其分為具體的工具和無形的工具兩種。

對于有形的認知工具來說，結合在初中數學實驗教學課堂當中，就是指一些能夠幫助教師完成教學任務的工具，以及學生學習的具體設備，例如，鉛筆、黑板、投影等一些具體存在的實用物體。另外一種無形的認知工具就是指在初中數學課堂當中用于解決數學問題的智力方法，它所包含的是對于事物的解決策略，對問題的思維方式，以及在解決問題過程當中進行的網絡檢索和學習資料庫的查詢。不管是有形的認知工具還是無形的認知工具，其最主要的特點就是幫助人們更好的簡化和掌握學習任務，使教學者和學習者都能夠更加有效的對知識進行一個系統的掌握。例如，在學習七年級上冊第一章豐富的圖形世界，第1課“生活中的立體圖形”時，教師可以采用投影的形式，將一些生活中的立體圖形生動形象地展示在學生面前，另外還可以借助一些具體的實物，比如，講臺、粉筆，讓學生真正理解立體圖形的概念，并對自己生活當中的立體圖形進行描述，以便于更好地對知識進行掌握。

2.目前數學實驗教學中存在的不足

對于初中數學實驗教學來說，目的在于學生對于課堂所學知識進行實際操作，使學生能夠更好的對課本當中出現的理論知識或是公式進行理解和掌握。最主要的特點是具有較強的趣味性和實踐性能夠更好地激發學生的學習興趣，促進學生學習能力的提高，但對目前的數學實驗教學來看，其中還存在著一些亟待處理的問題：

（1）實驗教學受傳統教學思想的影響。在傳統的教學模式中，數學往往是以課堂教學為主，而實踐教學課時很少，為了達成教學任務以及應對中考和高考等一系列考試，一般并沒有設置充裕的時間去開展數學實踐，而數學實驗是教學內容，教學系統以及教學模式革新的一項重大程序，能夠更好地提高學生的學習主動性，培養學生的合作能力，讓學生在數學學習方面更加富有創造力。

（2）學校缺乏相應的數學實驗設備。由于一些學校和老師對數學實驗的重視程度不夠，導致學校很少會準備資金去購買數學實驗設備，導致學校數學實驗設備缺失，很難開展數學實驗。另外在一些鄉村及其較貧困的地區，他們更是缺乏資金去購入這些設備，導致了數學實驗教學，很難發展，學生的實踐能力也很難提高。

3.基于認知工具的數學實驗教學模式

從數學層面上來說，數學實驗教學同生物化學物理科目不同，在傳統的數學教學中并沒有引入實驗教學的思想，由于是新引進的思想概念，所以要想實施下去就必須轉變學校和教師的教學觀念。將認知工具的概念真正應用到初中數學實驗教學當中，通過對實驗教學方法進行研究和討論制定符合學生發展的實驗教學，通過探討研究得出實驗教學主要分為以下幾個過程。

（1）創建問題氛圍。例如，在學習七年級下冊，第二章相交線與平行線第1課“兩條直線的位置關系”時，教師在課堂任務開展之前，可以利用投影等認知工具將問題拋出，以供同學們思考，通過這種問題的氛圍，讓學生能夠積極主動的對問題進行探討思考使課堂更加高效。

（2）設計實驗研究的步驟。對于數學問題的學習，一個問題可能有多種的解題方法和步驟，通過對解題步驟進行合理分析，能夠讓學生更加清晰有脈絡去進行問題的解答。例如，在學習七年級上冊第2章有理數及其運算第11課有理數的混合運算時，教師可以幫助學生制定合理的解題步驟，通過對有理數混合運算式當中的基礎運算進行拆分，將加減法，乘除法以及乘方分離開來分步解答，能夠讓學生更加清晰的了解問題的解答辦法，利于學生解題能力的提升。

（3）實際操作發現規律。對于初中數學實驗教學最重要的就是實踐，讓學生在實踐當中對問題的答案進行探索，并通過自己動手操作發現事物發生的規律，進行總結，能夠更加充分的調動學生的積極性和主動性，有助于幫助學生更好的掌握學習當中的重點和難點。例如，在學習七年級下冊第三章三角形第4課“用尺規作三角形”這一課時，教師應該讓學生通過自己動手去畫出一個三角形，從而真正的將問題進行理解和掌握。

（4）提出問題小組討論總結經驗。通過一套完善的實驗流程，對實驗過程進行一個基礎的掌握，并通過自己的實踐去發現其中存在的問題，最后和小組成員進行討論，總結問題解答的經驗，有助于今后對此類問題的學習。

綜上所述，通過本文的學習，我們主要了解了在初中數學實驗教學當中使用認知工具的具體教學模式，希望通過對認知工具的使用，能夠使初中數學的實驗課堂更加高效，有助于學生數學解題能力的提升。

參考文獻

[1]高鶴.基于知識分類的中學數學認知工具設計研究[D].渤海大學，2016

[2]常家潔.“幾何畫板”在初中數學教學中的應用研究[D].寧夏大學，2015

[3]馬勇.基于信息技術環境的初中數學問題化教學實驗研究[D].云南師范大學，2014