初中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)模式建構(gòu)

張雪峰 史曉偉

(連云港市新浦中學(xué)，江蘇 連云港 222000)

一直以來，中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)基本是老師講學(xué)生聽的課堂教學(xué)為主.新課程實施后，數(shù)學(xué)實驗室作為新課程改革的重要形式，被引進了中學(xué)數(shù)學(xué)課堂，改變了老師講數(shù)學(xué)、學(xué)生做作業(yè)的傳統(tǒng)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)形式.數(shù)學(xué)實驗室的學(xué)習(xí)過程是老師與學(xué)生共同實驗的過程，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)不再是老師講數(shù)學(xué)、學(xué)生做作業(yè)單調(diào)形式，而是引導(dǎo)學(xué)生動手實驗，通過學(xué)生的實驗過程，幫助學(xué)生學(xué)會探究性學(xué)習(xí)，提高學(xué)生探究數(shù)學(xué)的興趣和能力.

1 初中數(shù)學(xué)課堂實驗教學(xué)的作用

數(shù)學(xué)實驗學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的重要路徑，但是多年來，中學(xué)的數(shù)學(xué)課堂一直比較關(guān)注數(shù)字變化的理論教學(xué)，學(xué)生自己動手去探究數(shù)學(xué)實驗的機會很少，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)也就一直停留在老師講數(shù)學(xué)、學(xué)生做作業(yè)的學(xué)習(xí)形式.如何提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力和動手操作能力一直是空白.隨著新課程實施和新高考的改革，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)動手能力被日益重視，教師探索如何提高學(xué)生數(shù)學(xué)思維和解題能力成為中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容.教師在開展數(shù)學(xué)理論教學(xué)的同時，加強了數(shù)學(xué)實驗操作教學(xué)，發(fā)展了學(xué)生的邏輯思維能力，很好地改變了學(xué)生只學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)解題忽視數(shù)學(xué)操作過程的局面.

在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，大多數(shù)教師都重視數(shù)學(xué)知識點的教學(xué)和習(xí)題訓(xùn)練，對于數(shù)學(xué)中的“為什么”缺乏指導(dǎo)；對與學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的好奇心缺乏引導(dǎo)；對與學(xué)生學(xué)習(xí)中正確探究數(shù)學(xué)實驗缺乏指導(dǎo)，這直接影響了學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效果.初中數(shù)學(xué)教材中所涉及到的抽象概念比較多，這就導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)中出現(xiàn)概念或知識點模糊的狀況.在數(shù)學(xué)實驗中，學(xué)生通過對實驗過程的探究，可以很好地培養(yǎng)學(xué)生自主思考的習(xí)慣.

數(shù)學(xué)教學(xué)和其他學(xué)科一樣，不能紙上談兵，需要切實的實踐過程，學(xué)生的數(shù)學(xué)作業(yè)就是這種過程，許多老師在重點追求分數(shù)的教學(xué)觀念的影響下，過于注重數(shù)學(xué)原理的教學(xué)，忽略了數(shù)學(xué)實驗課程，導(dǎo)致學(xué)生在數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)中實際效果不佳.

圖1

本考題如果只看題目，就容易理解成是考察面積的習(xí)題，但實際上本考題雖有面積條件，但與三角形轉(zhuǎn)化聯(lián)系并不大，通過數(shù)學(xué)實驗，就可以知道考查的是利用代數(shù)思路，設(shè)點坐標(biāo)，建方程.

數(shù)學(xué)實驗的作用，就在于通過數(shù)學(xué)實驗，使學(xué)生明白解決此類題的方法是設(shè)點的坐標(biāo)，結(jié)合兩點間的距離公式，這個解法可以解決很多關(guān)于線段關(guān)系問題，包括面積問題.

2 建設(shè)中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室的目的

數(shù)學(xué)是研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的一門學(xué)科.數(shù)學(xué)教學(xué)與其學(xué)科教學(xué)方式是有所不同的，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程是一種復(fù)雜的思維過程,因此老師往往需要指導(dǎo)學(xué)生從多視角出發(fā)，對各種知識、方法、技藝加以分析,并引導(dǎo)他們進行獨立的思索與判斷,以便能獨立處理相關(guān)的數(shù)學(xué)問題,從而培養(yǎng)學(xué)生思維的多向性和靈活性.

在課堂教學(xué)過程中，教師很多時候都是將課堂時間用于對課本知識的講解上，沒有注重學(xué)生對知識的理解程度，受多方面因素的影響，教師較少從學(xué)生角度出發(fā)，與學(xué)生進行平等的交流.這樣單一化的課堂講解方式不利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，學(xué)生會喪失學(xué)習(xí)熱情，導(dǎo)致數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效率低下.開展數(shù)學(xué)實驗主要是為數(shù)學(xué)教育創(chuàng)造充分探索知識的條件，初中數(shù)學(xué)教師和學(xué)生都可在數(shù)學(xué)的實驗室中開展測量、繪圖、推理和統(tǒng)計等多種形式的學(xué)習(xí)與研究活動,以便更加詳盡地了解數(shù)學(xué)知識,從而掌握數(shù)學(xué)知識,以及正確使用數(shù)學(xué)知識解決問題.而建立初中數(shù)學(xué)實驗室的目的則可從不同的視角進行詳盡闡述.首先，實驗室能夠為數(shù)學(xué)課程、數(shù)學(xué)單元課程及數(shù)學(xué)知識專題課程創(chuàng)造優(yōu)越的課程環(huán)境；其次，中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室中有大量的數(shù)學(xué)科研資料,而且實驗室環(huán)境較好,有利于教師在實驗室中開展教學(xué)工作，使用實驗室中的先進設(shè)備增加探索知識的準(zhǔn)確性.由此可見,在中學(xué)設(shè)置數(shù)學(xué)實驗室促進了數(shù)學(xué)教師的專業(yè)化發(fā)展,從而提升數(shù)學(xué)教學(xué)效果.

例2某企業(yè)今年8月份的產(chǎn)值為A萬元，9月份比8月份增加了10%，10月份比9月份增加了15%，則10月份的產(chǎn)值是( ).

A．A(1+10%)(1+15%)萬元

B．(A+10%)(A+15%)萬元

C．A(1+90%)(1+85%)萬元

D．A(1+10%+15%)萬元

通過數(shù)學(xué)實驗，可以根據(jù)8月份的產(chǎn)值是A萬元，用A把9月份的產(chǎn)值表示出來為(1+10%)A，進而得出10月份產(chǎn)值列出式子(1+10%)A×(1+15%)萬元.因為8月份的產(chǎn)值是A萬元，那9月份的產(chǎn)值是(1+10%)A萬元，要求計算的10月份的產(chǎn)值是(1+15%)(1+10%)A萬元，這類型的題目，如果我們用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，從分析題目要求，找出解題方法，則比較困難男，但運用了數(shù)學(xué)實驗室的方法，通過數(shù)學(xué)實驗，很快就能幫助學(xué)生找到解題的關(guān)鍵.顯然能用A把9、10月份的產(chǎn)值表示出來，知道了9月和10月的產(chǎn)值，就容易計算出8月和9月的產(chǎn)值，根據(jù)已知條件，就能計算出10月的產(chǎn)值，所以，正確答案為A.

3 初中數(shù)學(xué)實驗室教學(xué)模式的建構(gòu)

3.1 利用實物模型、數(shù)學(xué)教具進行數(shù)學(xué)實驗教學(xué)

現(xiàn)階段的教育改革，很多方面都表現(xiàn)出來改革力度不夠深入，很多改革措施并沒有充分落實到實處.初中數(shù)學(xué)內(nèi)容主要為初等數(shù)學(xué),很多重要定義與命題方式本身都有它形成的直接背景，而理論結(jié)合實驗教學(xué)的方式能夠充分體現(xiàn)出數(shù)學(xué)教學(xué)的嚴(yán)謹性和邏輯性，對學(xué)生數(shù)學(xué)思維、解題方法和技能的教育起了非常關(guān)鍵的作用.因此，在實際數(shù)學(xué)教學(xué)開展的過程中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)實物模型和教具的方式來學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識，有效提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效果.

例如，在學(xué)習(xí)《三角形的性質(zhì)》相關(guān)內(nèi)容時，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生們利用三角形紙片、實物模型，讓學(xué)生去歸納測量.學(xué)生在測量的過程中可以發(fā)現(xiàn)三角形三邊三個角之間的關(guān)系，通過對比分析可以發(fā)現(xiàn)三條中線交于一點、三條角平分線交于一點等性質(zhì)，通過自己的發(fā)現(xiàn)探索能夠獲得知識，這樣一種學(xué)習(xí)方式能夠促進學(xué)生形成良好的認知，對數(shù)學(xué)產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣.

3.2 利用計算機多媒體技術(shù)開展實驗教學(xué)

隨著現(xiàn)代數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件相繼問世，不但能夠輔助人們解題,還能夠發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、創(chuàng)造新問題,從而為數(shù)學(xué)教育創(chuàng)造了一個全新的現(xiàn)代化形態(tài)——數(shù)學(xué)實驗.計算機是各種多媒體信息的重要載體,其信息傳播途徑廣泛多元、容量大、傳播速率快、效益好.通過運用數(shù)學(xué)軟件平臺上強有力的求值、運算、作圖、動畫等各種功能,直觀形象地呈現(xiàn)數(shù)學(xué)問題的背景、步驟與結(jié)論,給學(xué)生創(chuàng)造了一個良好的認知情景.學(xué)生可以借助電腦的演示、按鍵與鼠標(biāo)的運用,在復(fù)雜的數(shù)學(xué)現(xiàn)象中捕捉問題的實質(zhì)，把握短暫的、靜止的、瞬間的實際情況,去發(fā)掘數(shù)與量、數(shù)與形、動與靜中的相互關(guān)聯(lián),探索問題的規(guī)律性和實質(zhì)意義,有助于學(xué)生更全面深刻地認識數(shù)學(xué)概念.所以,利用計算機等多媒體技術(shù)對中學(xué)數(shù)學(xué)實驗課程而言，有著與傳統(tǒng)方法無可比擬的優(yōu)越性,可以解決很多傳統(tǒng)教學(xué)方法中難以解決的問題,為數(shù)學(xué)實驗教育注入了全新的生命力.

例如，在《概率》實驗教學(xué)過程中，教師需要通過拋硬幣的方式來讓學(xué)生了解概率現(xiàn)象，因此這一實驗需要學(xué)生們進行大量的重復(fù)實驗，這些實驗既費時又費力.然而，利用計算機模擬的方式可以有效幫助學(xué)生節(jié)省時間.開展多次實驗分析比對之后，學(xué)生能夠從中總結(jié)出相應(yīng)的結(jié)論.再如，在開展“指數(shù)函數(shù)”“對數(shù)函數(shù)”教學(xué)過程中，教師往往只是作出兩三個標(biāo)志性的圖像，如底數(shù)大于1、底數(shù)小于1、底數(shù)等于0，并對這些圖像進行分類處理.學(xué)生只是機械性地進行記憶，只記住了結(jié)論.在解題的過程中，無法按照底數(shù)對其進行分類處理.然而，利用計算機技術(shù)就可以讓學(xué)生做出圖像，并進行歸納總結(jié)，這樣可以更好地發(fā)現(xiàn)不同的底數(shù)情況，利用不同的知識解決問題.

3.3 結(jié)合生活問題，設(shè)計數(shù)學(xué)實驗

數(shù)學(xué)源于學(xué)生日常生活,教師在中學(xué)數(shù)學(xué)實驗課程的導(dǎo)學(xué)設(shè)計中,把教育生活化發(fā)展理念融合在實驗當(dāng)中,可以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣.數(shù)理知識相對抽象,但在日常生活情景中卻真實可見,因此教師在實驗設(shè)計中應(yīng)該重視學(xué)生對日常生活中數(shù)學(xué)問題的剖析和提煉.這樣，有助于學(xué)生在生活情景中掌握數(shù)學(xué)知識.例如，在《一元一次方程》的課程設(shè)計中,老師就可以從家庭日常生活中的購物出發(fā),給學(xué)生創(chuàng)造實驗情景.教師可以要求學(xué)員們利用家庭日常生活中的商品小票,對一元一次方程的實際使用加以分析,并根據(jù)抽象的計算方法進行知識點的總結(jié),指導(dǎo)學(xué)生掌握一元一次方程在日常生活中的實際使用,以增強對生活化數(shù)學(xué)實驗教育的教學(xué)效果.

綜上所述，在現(xiàn)階段初中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，教師需要善于使用實驗教學(xué)，完善實驗室教育方法的構(gòu)建.從多個角度出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生利用實物模型開展實驗，使用計算機進行數(shù)學(xué)知識的探究，引入生活化的實驗教學(xué)方式，以此不斷提高實驗教學(xué)的效果.