论文部分内容阅读
摘要：在新课程理念“以学生发展为本”的重要发展方向的背景下，如何让学生积累基本活动经验、自主建构知识体系，让学生在“做中学”，将数学实验课应用于初中数学教学中显得十分重要。本文站在培养学生数学核心素养的角度，在简要分析数学实验课在初中数学教学中的积极作用的基础上，重点阐述了开展数学实验课的基本环节、策略以及相关问题。
关键词：做中学；初中数学；实验课教学
中图分类号：G633.6文献标识码：A文章编号：1992-7711（2020）10-0128
一、数学实验教学的必要性
2011年版的《义务教育数学课程标准（2011）》中出现了“基本活动经验”的新目标，提出了“学生应当有足够的时间及空间去经历观察、实验、猜想、计算、推理、验证等活动课程”，肯定了“动手实践”也是数学学习的一种重要方式。而“数学实验”正是为了探究数学知识，验证数学假设（或结论），学生通过观察、操作、实验等实践活动，进行某种操作或者思维活动的自主学习方式。为了达到《数学课程标准》的要求，在初中数学教学中增设“数学实验课”，既有助于改进学生学习数学的方式，又有助于转变教师的教学观念，改善教师的教学方式，从而提高教学质量。
二、数学实验教学的基本环节
1.确定实验课题
初中数学实验具有操作性强和实践性强的特点，因此有的素材可以让学生观察、动手操作并拿来做数学实验。课题第一个来源是教材，北师大版初中数学教材中有很多实验的素材，如“试一试”“做一做”“读一读”等栏目。第二个途径就是自己挖掘，这是因为教材中显性的实验素材有限，因此很多好的实验课题还需要教师去挖掘，这就要求教师不仅要深刻理解教材和课标，平时还要从生活中收集有利于学生学习和理解的生活素材，比如有趣的生活情境、数学趣味故事、数学应用题等，对这些素材进行合理的整合、改编，从而创造出适合学生学习的数学实验课题。因此，要想上好一堂数学实验课，还需要教师的慧眼挖掘和精心设计。
2.明细实验准备
（1）实验工具的准备。一节数学实验课，选用什么样的实验工具至关重要。对于教师的演示实验，实验工具的准备较为简单，只需要教师提前按照实验的需要备好即可。对于学生的操作实验，教师要根据实验的需要和实际情况，由教师准备或者让学生提前自行备好。
（2）知识的准备。教师应确保学生具备实验中所涉及的知识，比如借助几何画板软件的数学实验教学，需保证学生具备相应的几何画板操作技能，倘若将课堂上有限的时间放在操作的讲解上，就会偏离教学目标。
（3）实验的主要内容和具体操作步骤的设计。实验过程要有层次性、顺序性，从简单到复杂，从具体到抽象，应遵循初中生的认知发展规律。每个实验步骤的任务要明确，要留给学生探究的空间，即在学生的“最近发展区”内设置问题，让学生“跳一跳够得着”。再次，要体现出实验的味道，注重学生动手操作和动脑思考。不仅要有主观的感受，还要有理性的思考，要关注学生的思维过程和探究意识。最后，要关注实验的实施效果，关注实验目的的达成情况。
（4）科学合理分组。数学实验是学生合作探究的一种方法，它需要小组成员分工合作完成。实验分组一般以4～6人为宜，在分组中既要遵循学生自主合作的原则，又要照顾到班级中的优秀生和后进生，分组应遵循“组间同质，组内异质，优势互补”的原则。
小组间学生要进行角色分工，如操作者、观察者、记录者、统计者、报告者等。经过一定时间后角色互换，使每个成员都能从不同的位置上得到体验、锻炼和提高。
3.开放合作探究
数学实验教学是一种开放性的探究教学，教师应该留给学生充足的时间与空间去进行学习活動，让学生在开放的环境下大胆实验。通过动手操作、合作探究进行思维的碰撞，通过实践纠正错误，教师不要过多干预，努力激发学生创意的火花，允许学生走弯路，让学生在做中学、学中做，真正使实验的过程变成一个知识内化的过程，使学生通过动手实践体验数学思维的形成过程，培养学生的自主探究和合作意识。
（1）实验活动动手操作。实验活动是整个数学实验过程中的核心环节。学生通过“做数学”学习数学，在完成任务的过程中，使抽象的数学知识具体化、复杂的问题简单化、一般的问题特殊化、肤浅的问题深刻化。
（2）提出猜想讨论交流。提出猜想是指学生在理解了学习课题后，通过实物模型、虚拟模型、直观观察、实验分析、数学灵感等各种途径和方式，根据已有的信息或新得到的信息提出解决课题的假说。
（3）验证猜想得出结论。验证猜想是指在提出猜想后，一般要用实验的方法、演绎的方法或举反例的方法来检验猜想的正确性。猜想有可能正确，也有可能错误，教师要启发诱导学生证明猜想或举反例否定猜想，使学生从实验中获得更为广泛和全面的体验，促成感性认识上升到理性认识，从而从具体的实验活动中得到“升华”。
4.科学评价反馈
数学实验的过程是一个提出问题、分析问题、解决问题的过程，更是一个合作探究的过程，同时也是学生思维相互碰撞的过程。通过建立科学的评价体系，对学生实验的方法、过程、结论、发现问题能力、合作意识等进行综合评价。鼓励学生撰写实验报告，在实验报告的基础上，教师要带领大家总结，请学生讲出数学思维形成的过程，从而对通过数学实验建立的数学思维模型进行强化，提高学生的数学思维能力。数学实验是学生建立数学思维的重要实践活动，是学生数学思维形成的过程，也是一个合作探究学习的过程。
三、数学实验教学中存在的问题
虽然大多数教师认为开展数学实验是非常有必要的，但在实践中数学实验却做得很少或流于“热闹”的“动手操作”的形式。研究表明其主要原因有三个，一是数学教师对数学实验的认识不足，表现在担心数学实验教学花费时间多，怕影响其教学的进度与质量，进一步影响到最关键的中考；二是数学实验的能力（学生的学力和教师的教力）不足，教师缺乏数学实验的教学经验；三是数学实验的“软硬件”不足，“硬件”是指计算机（包括图形计算器）、测量工具等，“软件”指教材中缺少实验的内容和素材。
（作者单位：江西省九江市同文中学332000）
关键词：做中学；初中数学；实验课教学
中图分类号：G633.6文献标识码：A文章编号：1992-7711（2020）10-0128
一、数学实验教学的必要性
2011年版的《义务教育数学课程标准（2011）》中出现了“基本活动经验”的新目标，提出了“学生应当有足够的时间及空间去经历观察、实验、猜想、计算、推理、验证等活动课程”，肯定了“动手实践”也是数学学习的一种重要方式。而“数学实验”正是为了探究数学知识，验证数学假设（或结论），学生通过观察、操作、实验等实践活动，进行某种操作或者思维活动的自主学习方式。为了达到《数学课程标准》的要求，在初中数学教学中增设“数学实验课”，既有助于改进学生学习数学的方式，又有助于转变教师的教学观念，改善教师的教学方式，从而提高教学质量。
二、数学实验教学的基本环节
1.确定实验课题
初中数学实验具有操作性强和实践性强的特点，因此有的素材可以让学生观察、动手操作并拿来做数学实验。课题第一个来源是教材，北师大版初中数学教材中有很多实验的素材，如“试一试”“做一做”“读一读”等栏目。第二个途径就是自己挖掘，这是因为教材中显性的实验素材有限，因此很多好的实验课题还需要教师去挖掘，这就要求教师不仅要深刻理解教材和课标，平时还要从生活中收集有利于学生学习和理解的生活素材，比如有趣的生活情境、数学趣味故事、数学应用题等，对这些素材进行合理的整合、改编，从而创造出适合学生学习的数学实验课题。因此，要想上好一堂数学实验课，还需要教师的慧眼挖掘和精心设计。
2.明细实验准备
（1）实验工具的准备。一节数学实验课，选用什么样的实验工具至关重要。对于教师的演示实验，实验工具的准备较为简单，只需要教师提前按照实验的需要备好即可。对于学生的操作实验，教师要根据实验的需要和实际情况，由教师准备或者让学生提前自行备好。
（2）知识的准备。教师应确保学生具备实验中所涉及的知识，比如借助几何画板软件的数学实验教学，需保证学生具备相应的几何画板操作技能，倘若将课堂上有限的时间放在操作的讲解上，就会偏离教学目标。
（3）实验的主要内容和具体操作步骤的设计。实验过程要有层次性、顺序性，从简单到复杂，从具体到抽象，应遵循初中生的认知发展规律。每个实验步骤的任务要明确，要留给学生探究的空间，即在学生的“最近发展区”内设置问题，让学生“跳一跳够得着”。再次，要体现出实验的味道，注重学生动手操作和动脑思考。不仅要有主观的感受，还要有理性的思考，要关注学生的思维过程和探究意识。最后，要关注实验的实施效果，关注实验目的的达成情况。
（4）科学合理分组。数学实验是学生合作探究的一种方法，它需要小组成员分工合作完成。实验分组一般以4～6人为宜，在分组中既要遵循学生自主合作的原则，又要照顾到班级中的优秀生和后进生，分组应遵循“组间同质，组内异质，优势互补”的原则。
小组间学生要进行角色分工，如操作者、观察者、记录者、统计者、报告者等。经过一定时间后角色互换，使每个成员都能从不同的位置上得到体验、锻炼和提高。
3.开放合作探究
数学实验教学是一种开放性的探究教学，教师应该留给学生充足的时间与空间去进行学习活動，让学生在开放的环境下大胆实验。通过动手操作、合作探究进行思维的碰撞，通过实践纠正错误，教师不要过多干预，努力激发学生创意的火花，允许学生走弯路，让学生在做中学、学中做，真正使实验的过程变成一个知识内化的过程，使学生通过动手实践体验数学思维的形成过程，培养学生的自主探究和合作意识。
（1）实验活动动手操作。实验活动是整个数学实验过程中的核心环节。学生通过“做数学”学习数学，在完成任务的过程中，使抽象的数学知识具体化、复杂的问题简单化、一般的问题特殊化、肤浅的问题深刻化。
（2）提出猜想讨论交流。提出猜想是指学生在理解了学习课题后，通过实物模型、虚拟模型、直观观察、实验分析、数学灵感等各种途径和方式，根据已有的信息或新得到的信息提出解决课题的假说。
（3）验证猜想得出结论。验证猜想是指在提出猜想后，一般要用实验的方法、演绎的方法或举反例的方法来检验猜想的正确性。猜想有可能正确，也有可能错误，教师要启发诱导学生证明猜想或举反例否定猜想，使学生从实验中获得更为广泛和全面的体验，促成感性认识上升到理性认识，从而从具体的实验活动中得到“升华”。
4.科学评价反馈
数学实验的过程是一个提出问题、分析问题、解决问题的过程，更是一个合作探究的过程，同时也是学生思维相互碰撞的过程。通过建立科学的评价体系，对学生实验的方法、过程、结论、发现问题能力、合作意识等进行综合评价。鼓励学生撰写实验报告，在实验报告的基础上，教师要带领大家总结，请学生讲出数学思维形成的过程，从而对通过数学实验建立的数学思维模型进行强化，提高学生的数学思维能力。数学实验是学生建立数学思维的重要实践活动，是学生数学思维形成的过程，也是一个合作探究学习的过程。
三、数学实验教学中存在的问题
虽然大多数教师认为开展数学实验是非常有必要的，但在实践中数学实验却做得很少或流于“热闹”的“动手操作”的形式。研究表明其主要原因有三个，一是数学教师对数学实验的认识不足，表现在担心数学实验教学花费时间多，怕影响其教学的进度与质量，进一步影响到最关键的中考；二是数学实验的能力（学生的学力和教师的教力）不足，教师缺乏数学实验的教学经验；三是数学实验的“软硬件”不足，“硬件”是指计算机（包括图形计算器）、测量工具等，“软件”指教材中缺少实验的内容和素材。
（作者单位：江西省九江市同文中学332000）