淺析開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
論文摘要:開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課,教育觀念的更新是關(guān)鍵,教育過程的改進(jìn)是重點(diǎn),現(xiàn)代教育技術(shù)是基礎(chǔ),與課程整合是方向,學(xué)校支持是成功的保障。只有這樣,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)思想和模式才具有更為廣闊的天地、更為重大的作為。
論文關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課,實(shí)施,途徑,思考
在課堂教學(xué)中引入數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出猜想,驗(yàn)證猜想和創(chuàng)造性地解決問題的有效途徑,也是完善學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu),提高學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng),并使其全面認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)兩個(gè)側(cè)面的重要途徑。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚴箤W(xué)生順利進(jìn)行數(shù)學(xué)化并實(shí)現(xiàn)再創(chuàng)造,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)可以借助現(xiàn)代技術(shù)和手段設(shè)計(jì)出“再創(chuàng)造”的教學(xué)環(huán)境,使學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程似乎置身于一個(gè)“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室”之中,學(xué)生可以觀察并嘗試錯(cuò)誤,可以進(jìn)行發(fā)現(xiàn)并做出猜想;也可以做實(shí)驗(yàn),并進(jìn)行測量、分類;或是設(shè)計(jì)算法,通過運(yùn)算檢驗(yàn);或是提出假說,借助邏輯推理加以證明,或提出反例予以否定,等等。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種能夠使學(xué)生親身經(jīng)歷數(shù)學(xué)“再創(chuàng)造”過程的教學(xué)形式,能夠使學(xué)生通過體驗(yàn)牢固掌握所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí),并且能夠使學(xué)生在具體的環(huán)境中養(yǎng)成用數(shù)學(xué)的習(xí)慣,能夠克服學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)而不用數(shù)學(xué)的弊端。本文就開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課談幾點(diǎn)看法。
一、教育觀念的更新是關(guān)鍵
在日常教學(xué)中,許多教師已開始運(yùn)用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),但在運(yùn)用的內(nèi)容、形式、方法上存在著一些區(qū)別,在教學(xué)效果上也有不同。筆者認(rèn)為,其差別來自于教師的教育、教學(xué)觀念和對(duì)現(xiàn)代教育技術(shù)的認(rèn)識(shí)。
、艛(shù)學(xué)需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)關(guān)于數(shù)學(xué)的觀念。數(shù)學(xué)具有兩重性,數(shù)學(xué)教學(xué)既要重視數(shù)學(xué)內(nèi)容的形式化,更要重視數(shù)學(xué)創(chuàng)造過程的經(jīng)驗(yàn)化。而數(shù)學(xué)的經(jīng)驗(yàn)與數(shù)學(xué)的實(shí)驗(yàn)是分不開的,在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中,往往通過觀察、比較、分類、類比、歸納、處理數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律。只有具備了全面的數(shù)學(xué)觀,才能在備課的過程中,自覺地抓住一些“發(fā)現(xiàn)”和“實(shí)驗(yàn)”的典型內(nèi)容,設(shè)計(jì)出數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程,而不是把結(jié)論直接交給學(xué)生,或是僅把實(shí)驗(yàn)作為驗(yàn)證結(jié)論的工具。
、浦匾晫W(xué)生的主體參與關(guān)于教育觀念。學(xué)生掌握知識(shí)的過程是學(xué)生個(gè)體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建構(gòu)過程。其中活動(dòng)是第一位的。對(duì)處于認(rèn)識(shí)發(fā)展階段的學(xué)生來說,這種活動(dòng)開始表現(xiàn)為外部活動(dòng),由于主體的智力參與,使外部活動(dòng)過程內(nèi)化為主體的心理過程,產(chǎn)生個(gè)人的體驗(yàn)。同時(shí),活動(dòng)必須是學(xué)生主動(dòng)和積極進(jìn)行的,學(xué)生主體參與的程度是教學(xué)成敗的重要標(biāo)志。因此,教師應(yīng)由知識(shí)的傳授者改變成為教學(xué)的指導(dǎo)者和組織者,使學(xué)生充分運(yùn)用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)深層次地參與教學(xué)過程,而不僅是讓學(xué)生簡單地觀摩教師表演性地使用。
、菙(shù)學(xué)創(chuàng)新教育的思路關(guān)于教學(xué)觀念。創(chuàng)新教育的基本思路是把初中數(shù)學(xué)教學(xué)過程設(shè)計(jì)成讓學(xué)生再發(fā)現(xiàn)、再創(chuàng)造的過程。離開創(chuàng)造過程談創(chuàng)新教育就是無源之水、無本之木,因此運(yùn)用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)主要應(yīng)體現(xiàn)在讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)、探究和創(chuàng)造,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)再創(chuàng)造過程的深層次參與。
、扔(jì)算機(jī)不只是“教”的輔助工具關(guān)于技術(shù)觀念。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,現(xiàn)代高新技術(shù)越來越表現(xiàn)為一種數(shù)學(xué)技術(shù)。要讓學(xué)生適應(yīng)時(shí)代的要求,就要把計(jì)算機(jī)為核心的現(xiàn)代技術(shù)與數(shù)學(xué)學(xué)科內(nèi)容整合在一起,讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,相對(duì)獨(dú)立地去進(jìn)行再發(fā)現(xiàn)與再創(chuàng)造。因此,不能把計(jì)算機(jī)等作為一般教具,而要發(fā)揮其優(yōu)勢,將它由“教”具向“學(xué)”具的功能轉(zhuǎn)化,由教學(xué)的輔助手段向掌握數(shù)學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化,由學(xué)習(xí)知識(shí)向全面提高學(xué)生的素質(zhì)轉(zhuǎn)化,由單一的教法改革向課程、教材、教法、評(píng)價(jià)的整體改革轉(zhuǎn)化。
二、教育過程的改進(jìn)是重點(diǎn)
當(dāng)前教學(xué)中,許多教師仍使用單一講授的教學(xué)模式,“教師講,學(xué)生聽”,缺少學(xué)生自主探究、合作討論等環(huán)節(jié),妨礙了能力的培養(yǎng)。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要特別注意不能“穿新鞋、走老路”,應(yīng)把教學(xué)模式的改革作為研究的重點(diǎn)。眾所周知,數(shù)學(xué)教育不存在一種固定的教學(xué)模式,它本身是一個(gè)開放和創(chuàng)新的過程,但在教學(xué)過程中依據(jù)教學(xué)思想和教學(xué)規(guī)律常會(huì)形成一些比較固定的教學(xué)程序及其方法的策略體系,我們也可稱之為模式。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,主要思考了以下幾種模式:
1.發(fā)現(xiàn)模式。它要求學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,利用材料,主動(dòng)探究、發(fā)現(xiàn)。程序?yàn)椋簞?chuàng)設(shè)情景→分析探究→猜想假設(shè)→論證評(píng)價(jià)。這種教學(xué)模式在教學(xué)中主要適用于概念、法則、公式、定理、例題等知識(shí)形成過程的教學(xué),體現(xiàn)學(xué)生參與發(fā)現(xiàn)過程的主體地位,注重了發(fā)現(xiàn)策略和方法的培養(yǎng)。
2.應(yīng)用模式。數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用是培養(yǎng)數(shù)學(xué)能力的途徑與目標(biāo),應(yīng)用模式的一般程序?yàn)椋簩?shí)際問題→數(shù)學(xué)建!P颓蠼狻鷮(shí)際問題解決。TI與CBL(ORCBR)的配合可方便、迅速地收集現(xiàn)實(shí)世界的有關(guān)數(shù)據(jù),便于學(xué)生進(jìn)行形象直觀的分析處理,從而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
3.結(jié)構(gòu)模式。數(shù)學(xué)具有系統(tǒng)性的特征,數(shù)學(xué)的定義、公理、定理、法則、公式等具有系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)模式就是利用這個(gè)特征,進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)教學(xué)。經(jīng)常的,在一個(gè)問題初步解決以后,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維,在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的開放環(huán)境中,變化條件、變化結(jié)論、尋求一題多解,一題多變,發(fā)現(xiàn)新的結(jié)論或共同規(guī)律。結(jié)構(gòu)模式的教學(xué)程序?yàn)椋赫w結(jié)構(gòu)→部分研究→形成系統(tǒng)→整體結(jié)構(gòu)。
在實(shí)施以上基本教學(xué)模式時(shí),可以引導(dǎo)學(xué)生之間、師生之間開展討論,把課堂實(shí)驗(yàn)與課外實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來,在教學(xué)形式上做出新的探索。教學(xué)模式反應(yīng)了教學(xué)的基本規(guī)律,但不應(yīng)當(dāng)成為教學(xué)的框框,我們要注意多種教學(xué)模式的靈活和綜合應(yīng)用,從整體上優(yōu)化教學(xué)過程。
三、現(xiàn)代教育技術(shù)是基礎(chǔ)
要開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)首先要求教師掌握電腦技術(shù)、圖形計(jì)算機(jī)技術(shù)。對(duì)教師的技術(shù)培訓(xùn)就成為了一個(gè)重要的基礎(chǔ)性工作。
教師要能順利地開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),應(yīng)該能熟練地掌握“幾何畫板”,能運(yùn)用張景中院士開發(fā)的“Z+Z智能教育平臺(tái)”,熟練運(yùn)用TI-CBL(CBR)系統(tǒng)。最好能掌握一門計(jì)算機(jī)語言。
在教師培訓(xùn)上,應(yīng)該采用兩個(gè)措施,一是教師培訓(xùn)教師,二是把內(nèi)容講授與相互研討結(jié)合起來。教師培訓(xùn)教師,有共同語言,結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,易見實(shí)效。在培訓(xùn)過程中開展研討活動(dòng),加強(qiáng)相互交流,讓廣大教師在一個(gè)開放的環(huán)境中學(xué)習(xí),有利于觀念的更新和技術(shù)的進(jìn)步。
四、與課程整合是方向
我們生活在高科技時(shí)代,高科技改變了人們的思維方式和觀念,也改變了數(shù)學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu)。過去人們認(rèn)為重要的知識(shí),今天可能已經(jīng)不太重要,而原來人們認(rèn)為不重要的知識(shí),現(xiàn)在則可以變得十分重要。除了內(nèi)容的變化,知識(shí)呈現(xiàn)的順序也會(huì)變化。隨著技術(shù)的發(fā)展,數(shù)學(xué)課程的變革是不可避免的。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)恰處在以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代教育技術(shù)與數(shù)學(xué)教材的交集部位,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課程的整合是數(shù)學(xué)教育的發(fā)展方向。
五、學(xué)校支持是成功的保障
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要得以順利展開,各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的重視與支持是必不可少的。要開展實(shí)驗(yàn),教師必須要有電腦等實(shí)驗(yàn)器材,必須購買相關(guān)軟件,必須有適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)場地,必須有一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)班級(jí)與相應(yīng)的課時(shí)安排。此外,由于數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)教師有很高的要求,相關(guān)教師應(yīng)該擁有相應(yīng)的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)與時(shí)間保障。由于一線骨干教師現(xiàn)有的教學(xué)任務(wù)已十分繁重,要對(duì)他們進(jìn)行培訓(xùn),讓他們進(jìn)行研究,就必須建立起合理的激勵(lì)機(jī)制。只有這樣,教科研才不會(huì)流于形式,才可以扎扎實(shí)實(shí)地為教育服務(wù),為學(xué)校教育插上騰飛的翅膀。
讓實(shí)驗(yàn)走進(jìn)數(shù)學(xué)課堂,充分發(fā)揮其作用。我們不在乎這種所謂的“實(shí)驗(yàn)”是否完全符合一般科學(xué)實(shí)驗(yàn)的形式的標(biāo)準(zhǔn),重要的是兩者間內(nèi)在本質(zhì)的相通,創(chuàng)新思維來自于創(chuàng)新意識(shí),創(chuàng)新意識(shí)來源于創(chuàng)新的實(shí)踐,實(shí)踐的創(chuàng)新需要實(shí)踐空間的拓廣;數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)正是數(shù)學(xué)實(shí)踐空間拓廣的一種重要形式。
我們堅(jiān)信:每當(dāng)我們從數(shù)學(xué)的本質(zhì)特點(diǎn)和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)出發(fā),運(yùn)用自然器材、數(shù)學(xué)模型、CAI等多種工具和載體,通過數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)這種教與學(xué)的方式,去致力于影響學(xué)生數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的意義建構(gòu),去幫助學(xué)生本質(zhì)地理解數(shù)學(xué),培養(yǎng)數(shù)學(xué)精神和發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造的能力時(shí),我們就把握住了數(shù)學(xué)教育的時(shí)代性、科學(xué)性,我們就深入到了數(shù)學(xué)素質(zhì)教育的核心。伴隨著CAI技術(shù)的日新月異,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容將逐漸增加,實(shí)驗(yàn)素材庫將不斷壯大,實(shí)驗(yàn)技術(shù)將更為先進(jìn)與精巧,因而數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)思想和模式將具有更為廣闊的天地、更為重大的作為。
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關(guān)鍵字:教育,湖南