让数学实验成为深度学习的有力推手

2022-07-23 15:03王兴伟
江西教育C 2022年7期
关键词:数学实验深度学习教学策略

王兴伟

摘   要:深度学习是指学生在教师的引导下,围绕学习主题全身心投入学习,实现个人综合素质提升的过程。数学实验作为数学学习的重要方法和路径,能让学生在“做”中学,在“做”中思考。通过实验操作,学生能深入思考与探究数学知识,不仅“知其然”,而且“知其所以然”。因此,在数学教学中,教师应重视实验教学,引导学生有效开展实验,进行深度学习。

关键词:数学实验   深度学习   教学策略

深度学习是指学生在教师的引导下,围绕学习主题全身心投入学习,实现个人综合素质提升的过程。深度学习是相对于浅层次学习而言的,它强调教师的引导性、学习主题的挑战性、学习过程的主动性、思维方式的批判性、解决问题的创新性和获得成长的体验性,要求学习者将新知识与已有知识建立新的联系,实现融会贯通,并学会用审辩式思维去解决新的问题。

深度学习能激活学生的思维,让学生理解数学知识的本质,发展高阶思维。數学实验是学生借助一定的技术手段或实验器材,通过一系列“数学化”的操作活动来探究数学、建构数学知识体系的学习活动。数学实验能让学生在“做”中学,促进学生深入思考,深度学习。本文结合“三角形的三边关系”一课的教学,探究基于深度学习的数学实验教学。

一、创设问题情境,激发学生的实验动机

数学实验不同于科学实验,科学实验以实践操作为主,理性思维为辅,数学实验以理性思维贯穿全过程,因此数学实验相对枯燥。在开展数学实验教学时,教师首先要激发学生的实验兴趣和实验动机,促使学生积极主动地参与实验活动。

小学阶段的学生好奇心强,对新奇事物或问题会产生注意、操作、探究的欲望,这是潜在的学习动力源,也是学生探究知识的内在动机。因此,教师可以充分利用学生的这一特点,激发学生开展实验活动的兴趣与动机。情境教学是重要的教学手段,有效的问题情境便是一种富有深度的教学情境,能促进学生的深度学习。在实验教学中,教师可以根据教学内容创设有效的问题情境,将知识与问题情境融为一体,通过双效合一,放大“激趣”的功效,催生学生的实验动机。

有效的问题情境应聚焦核心问题,增强学习内容的挑战性,注重学生的主观能动性。例如,在“三角形的三边关系”一课中,笔者首先创设了一个用小棒摆三角形的比赛活动情境,给三个学生各提供了一组小棒,每组三根,长度分别是3厘米、5厘米、10厘米,4厘米、6厘米、10厘米,3厘米、5厘米、7厘米,让学生围成三角形。这个比赛蕴含着一个重要的问题:能否围成三角形取决于三根小棒的长度,若想围成三角形,任意两个小棒的长度之和必须大于第三根小棒的长度。这三组小棒中,只有一组符合“两边之和大于第三边”的要求。比着比着,学生发现了问题,笔者趁机导入本课内容:“同学们猜一猜,三角形的三边之间到底有什么关系?”这样的问题情境不仅激发了学生的学习兴趣,而且引导学生发现了问题,催生了实验动机。

二、重视实验环节,亲历知识的形成

伽利略说过,一切推理都必须从观察与实验中得来。推理是获取数学结论、发现数学规律的重要方法,而实验是数学推理的重要支撑。借助有效的实验,收集到基础性的数据,才能在此基础上进行推理。如三角形、梯形等图形的面积计算公式,无一不是依托数学实验,经过相关数据的比较、分析与推理而得出的。

数学实验是以实践操作为主要方式,以实践体验为目的,学生亲身去探究数学原理、定理、公式、规律等知识形成过程的活动。实验是深度学习的基础,是借助直观动作思维进行学习的过程。实验过程,是数学知识再造的过程,是知识的发生、发展与形成的过程。在此过程中,学生能实现手脑联动,实现知识的有意义建构。

例如,“三角形的三边关系”是一节典型的数学实验课,在该课的教学中,笔者设计了两轮操作性实验活动:一是在导入环节进行的摆三角形比赛,引发学生对三角形三边关系的猜想;二是在学生得出猜想“三角形任意两边之和大于第三边”之后,笔者再次给学生提供各种长度的小棒,让学生动手实验,验证自己的猜想。这些实验操作活动,能让学生明晰知识形成的内在因果关系,洞察知识的形成过程。

三、以做促思,推动知识的深度理解

学生思维的形象化特征与数学知识的抽象化特征形成巨大的反差,使得学生的思维与知识之间存在着一道“鸿沟”,让学生难以理解数学知识。数学实验是借助具体材料的操作,让学生获取直接经验,形成直观动作思维,增强表象认知的实践活动。因此,在数学教学中,教师可以发挥学生形象思维的优势,借助生动直观的实验操作活动,为学生开拓通向抽象知识的通道,以做促思,发展学生的抽象思维。

例如,在“三角形的三边关系”一课的教学中,笔者首先把重心放在实验操作上,给学生安排了三种不同情况的实验:一是两边之和大于第三边的实验;二是两边之和小于第三边的实验;三是两边之和等于第三边的实验。然后,笔者把重心转移到实验结果的分析与结论的推导上,引导学生从正面和反面两个角度去推理结论。学生在“做”与“思”的过程中,能深刻理解“三角形任意两边之和大于第三边”这一定理。

四、展示碰撞,拓展学生思想的深度

数学实验是一种综合性的实践活动,实验的过程不仅是动手操作的过程,还包含了设计与思考、信息收集、实践操作、实验结果分析和展示汇报的过程。实验是深度学习的支点,要想拓展实验教学的深度,除让学生动手操作外,还要让学生深入思考,并进行展示交流,以实现思想的交换,拓展学生思想的深度。

数学思想是对数学事实与理论经过概括后产生的本质认识,是深度学习的标志,也是数学学习的最高追求。“领会数学思想”是数学新课程标准的“四基”要求之一。数学思想来自学生深入思考的感悟,来自学生的自主概括总结,来自学生之间的思想碰撞与交流。因此,在分组实验结束后,教师要为学生搭建展示交流的平台,引导学生进行汇报交流,分享实验结果,提炼数学思想。例如,在教学“三角形的三边关系”一课时,当学生分组实验结束之后,笔者引导各组汇报交流实验情况。在展示交流的过程中,笔者不仅引导学生分享各自的学习成果,还引领学生透过数据分析,概括总结定理,促进学生思维进阶。

五、反思领悟,积累丰富的实验经验

数学新课程标准要求学生“积累基本活动经验”。实验是一种学习方法,也是一种活动过程。实验活动经验是在实验操作的过程中形成的,也是在学生自我反思与领悟的过程中积累起来的。在数学教学中,教师要给学生充分的实验操作时间,让学生亲历实验的过程,积累实验的经验,还要引导学生反思总结,积淀理论经验。

实验活动包含了实验的设计、准备、操作、分析与总结等环节,因此,学生在实验活动中获得的经验也是多方面的,有设计的经验、操作的经验、分析的经验等,这些经验将成为学生学习数学知识的直接经验,能促进学生的深度学习。因此,教师要重视数学实验活动的价值,帮助学生积累丰富的实验活动经验。例如,在教学“三角形的三边关系”一课时,笔者设计了梳理反思环节,引导学生反思实验中的得失成败,让学生再次领悟实验操作的技能与方法,从而积累有价值的实验活动经验。

总之,深度学习能激活学生的思维,发展学生的高阶思维。实验是学生深度学习,深入理解知识的重要手段,教师要根据教学内容,将实验进行“数学化处理”,使数学实验成为学生深度学习的有力推手。

参考文献:

[1]孟庆甲.数学教学要追求思维的深度发展[J].教学与管理,2020(14):34-35.

[2]赵玉梅.建构数学深度学习三大“真学支架”[J].教学与管理,2020(8):51-54.◆(作者单位:扬州大学教科院附属杨庙小学)

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