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[高考必看]探讨初中数学的实验教学


探讨初中数学的实验教学
[摘 要] 随着现代科技的发展,素质教育的全面实施,借助制作课件 开展数学实验教学,充分发挥多媒体教学的优势,让“静态”的教学内容“动 态化” ,体现了学生在“做数学”中为“学数学”的新理念,达到了培养学生 的创新精神和实践能力的目的。诚然,初中数学实验教学的探讨与研究就显 得更加重要与迫切。 [关键词] 关键词] 实验教学 内涵 模式 功用

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一、初中数学实验教学的内涵 数学实验教学的概念界定为:为获得某种数学理论检验某个数学猜想, 解决某类问题,实验者运用相应的信息技术,在数学思维活动的参与下,在 特定的实验环境下进行的探索、研究活动。数学教学中的测量、手工操作、 制作模型等形式就是数学实验的形式, 是为了帮助学生理解和掌握数学概念、 定理以及演示实验、验证结论为主要目的,结合数学模型,在整个实验过程 中强调学生的实践与活动,采用不同的实验程序,设计不同的实验步骤,充 分发挥学生的主体作用,是一种新型、值得提倡的数学教学模式。进行数学 实验教学,是开展研究性学习的一种有效方式。引进数学实验教学可以创使 一种“问题——实验——交流——猜想——验定”的教学新模式。让学生在 计算机提供的数学技术支持下做数学实验,利用小组合作学习或组织小组讨 论,让学生主动参与发现、探究、解决问题,从中获得数学研究与情感体验, 产生成就感,进而开发学生的创新潜能。初中数学实验的教学,与当前社会 对数学教育的需求是一致的。 二、初中数学实验教学的模式 初中数学实验教学的 数学实验教学 初中数学实验教学,使课堂教学结构发生了变化,由此引发了数学实验 教学模式的变化。经过笔者近五年的新课程数学实验教学模式的收集与对数
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学实验的理解,整合了信息技术的教学作用,认为数学实验教学主要存在着 以下四种模式: 1、知识再现型 知识再现型数学实验教学模式强调数学活动过程的再现,通过数学实验 让学生经历数学知识的形成与应用过程,从而理解数学知识的形成意义,增 强学生数学的兴趣,数学概念和数学规律大多是由实际问题抽象出来的,因 而在进行数学要领与规律的教学中,重视对其原型的分析和抽象,从实际事 例或学生已有的知识出发,引导学生对原型加以抽象、概括、弄清数学知识 的抽象形成过程,了解它们的用途和适用范围,从而使学生形成对学数学、 用数学所数学遵循的途径的认识,以初中数学“勾股定理”课堂实验为例, 教师可先让学生阅读有关勾股定理的起源及证明资料,再自主选择某种证明 方法,借助几何画板或其他手段动手再现历史上勾股定理的证明方法。这样, 使学生亲身经历数学知识的建构过程,提高了他们的数学素养。 2、规律验证型 规律验证型数学实验教学模式,即通过数学实验,运用观察、记录、分 析等手段检验数学概念或规律的真伪。 数学知识具有较强的抽象性和系统性, 学生在学习新知识或新结论时,往往在心理上对新知识的理解有障碍,使新 知识不能够很好地内化到自己已有的认知结构中,例如,对于数学中的某些 公式和定理,单纯通过数学推导的方法讲授给学生往往效果不佳,而通过数 学实验对新学知识加以验证,使抽象的数学概念或规律具体化、直观化、则 能增进学生对新知识的理解。 3、问题探究型 问题探究型数学实验教学模式,是学生在教师的指导下,在一定的问题 情境中,通过发现问题、调查研究、动手操作、表达与交流等探索性活动, 获得知识、技能和情感态度的学习方式,探究性数学实验教学的一般程序为: 创设问题情——确认探究问题——自主探究——协作交流——归纳总结。该

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数学模式主要适用于概念、法则、公式、定理、公理等知识形成过程的教学。 例如,一位教师在讲授“特殊平行四边形的性质”时,就采用了探究性实验 教学的方式:①温故引新。通过复习一般平行四边形的性质,引出本课重点 ——探讨特殊平行四边形的性质。②确认问题。分为 3 个探究小问题:角的 变化得到矩形;边的变化得到菱形;边角变化得到正方形;③自主探究。教 师指导学生三种变化得到的特殊平行四边形的性质。④互相交流。同学之间 将自己的探究结果互相共享,加以讨论。⑤归纳总结。教师与学生一起,总 结得到特殊平行四边形即矩形、菱形、正方形的性质。 4、联系现实型 数学的发展与人类社会的进步息息相关,广泛地应用于处理人类生活及 社会活动中的各种实际问题,数学不仅广泛应用于自然科学领域,而且也进 入了人文社会科学领域。因此,数学课堂应为学生创造解决现实问题的条件, 让学生学以致用,提高学生应用数学解决实际问题的能力。一般教学五一节 包括:提出现实问题——分析问题、数学建模——模型求解——实际问题解 决。例如:一位教师在教授“统计调查”内容时,采用了如下的教学方法: ①让学生分组,自己提出感兴趣的调查问题,如统计全班同学的爱好、哪门 学科最受欢迎等;②分析问题,建立数学模型,提出解决方法;③分工调查, 汇总结果,利用扇形图、条形图进行统计分析;④形成调查报告,汇报调查 结果。 三、初中数学实验教学的功用 初中数学实验教学的功用 1、数学实验创设了良好的教学情境,激发了学生的兴趣 创设良好的实验教学环境可从两方面进行,创设变松和谐的教学氛围, 倡导教学民主,使学生有信心参与教学活动,创设有挑战性的数学问题情境, 进行数学实验教学活动,充分引起学生态度和个性情绪的良好的变化与学习 方式的最佳状态。如教“轴对称图形”时,可通过组织学生进行小组剪纸实 验,展示给全班同学,体验成功的情感,产生强烈的求知欲,激发学习兴趣。

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2、数学实验为学生提供了探究学习的平台,拓展了探究问题的空间。 在数学实验教学中,教师设置实验题目,组织学生小组实验,在信息技 术的辅助下,将实验结果进行归纳验证,通过实验操作、观察、分析、探索、 猜想,从而亲身体验数学、理解数学,由接受性学习变为探究性学习。 3、数学实验教学是激发学生创新思维的源泉。数学理论的抽象性,通常 都有某种“直观”的想法为背景。如“三角形中位线”教学, “勾股定理”教 学,若能利用数学实验教学,让学生参与实验中能更深入、更扎实的掌握它 们的本质数学知识。显然数学实验教学对激发学生的创新思维有着不可低估 的作用。 【案例】 探讨四边形的“中点四边形”的规律与性质 1、创设问题情境 创设情境是数学实验教学过程的前提和条件,其目的是为学生创设思维 场景,激发学生的学习兴趣。问题情境的创设要精心设计,要有助于唤起学 生的积极思维数学教学中,创设合适的问题情境,应注意几个方面:(1)合 理运用文字与动画组合。问题情境呈现清晰、准确,这是最基本的要求。 (2) 具有可操作性便于学生观察、思考,从问题情境中发现规律,提出猜想,进 行探索、研究。(3)有一定的探索性问题的难度要适中,能产生悬念,有利 于激发学生去思考。如:在“几何画板”的支持下,可以在屏幕上给出一个 动态的四边形,四边中点连线组成的四边形也是不断变化的,可能是一般的 平行四边形,也可能是特殊的平行四边形。在这种情景下激起学生的兴趣。 2、活动讨论与实验 学生进行自主探究或协作探究实验。 不断的变化四边形的形状, “中 探究 点四边形”的规律,实验继续进行。这是开展数学实验必不可少的环节,也 是培养合作精神、进行数学交流的重要环节。让学生积极主动地参与到数学 实验活动中去,对知识的掌握,思维能力的发展,学业成绩的提高以及学习 兴趣,态度、意志品质都具有积极的意义。在学生积极参与小组或全班的数

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学交流和讨论的过程中,通过发言、提问和总结等多种机会培养学生数学思 维的条理性,鼓励学生把自己的数学思维活动进行整理,明确表达出来。这 是培养学生逻辑思维能力和语言表达能力的一个重要途径。 3、猜想与归纳 通过实验探索,学生大胆猜想:只要四边形的对角线有一定的规律,就 能确定“中点四边形”的形状。归纳与猜想这一环节和活动与实验、讨论与 交流密不可分,常常相互交融在一起,有时甚至是先提出猜想,再通过实验 验证。提出猜想是数学实验过程中的重要环节,是实验的高潮阶段;根据实 验观察到的现象进行数据分析,寻找规律,通过合情推理、直觉猜想,得到 结论是数学实验的教学目标实现程度的体现,是实验能否成功的关键环 节。 4、验证与数学化 提出猜想之后,并不代表实验结束,还需要验证,通过演绎推理来验证 猜想,或通过反例来否定猜想,是获得正确结论的关键步骤。最终得出“中 点四边形”的形状及相关性质。验证猜想是科学精神、思想以及方法不可或 缺的关键程序,是对数学实验成功与否的“鉴定”。 总之,数学实验教学,激发学生的数学学习兴趣,调动学生全员参与, 培养学生的良好习惯,培养学生的协作精神,培养学生的创新精神,提高学 生的实践能力。 四、初中数学实验教学的意义 初中数学实验教学的 数学实验教学 初中数学实验教学中的运用,是对数学实验教学开展的一种突破,其意 义有以下三点: 1、为数学实验开展提供有力的支持 《几何画板》为数学实验提供了有力的支持,使数学实验有了质的飞跃。 把较为抽象的数学对象形象化、生动化,为学生提供了一个“做数学”的虚 拟实验室,使学生在动态中认识数学对象的规律关系,在其中实现观察、实

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验、猜测、验证、推理等数学活动。 2、变革了学生的学习方式 在数学实验中,学生进行自主探索、自主建构,建立自己的经验体系, 并在教师的指导下对所发现的数学现象进行证明,从而形成自己的逻辑思维 体系,同时,学生学习数学的方式也由听数学、记数学变为了做数学、研究 数学、发现数学。 3、变革了传统的教学方式 课堂教学由传统的“传递——接受”式转变为在教师主导下以学生为主 体的教学方式,教师的作用不再仅仅是对已有的系统化数学知识进行讲授, 而更多的是对学生启发性指导。 五、结束语 苏霍姆林斯基说: “在人的心灵深处都有一种根深蒂固的需要,这就是希 望自己是一个发现者,研究者,探索者” 。数学实验教学可以向学生提供充分 从事数学活动机会,帮助他们在自主探索和合作交流中真正理解和掌握基本 的数学知识与技能,数学思想与方法,是做好数学教学的根本保证。在提供 素质教育的今天,我们要审视传统的数学教学模式,深刻理解课程改革的理 念,积极探索使我们的数学教学水平和效益上一台阶。数学实验教学是一种 迫切的科学需要,在教学中应充分挖掘实验素材,为学生进行数学实验创设 良好的环境,寻找更优佳的教学模式。

参考文献: 参考文献: 1.数学课程标准解读,北京师范大学出版社,2002 2.宋际平《数学实验教学理论与实践》 ,2007 3.中国数学教育(初中版)2007.6 4.中小学信息技术教育,2005.8

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