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基于数学实验助力深度学习

崔婷婷
  
新作文·教学交流
2022年5期
江苏省苏州工业园区星洲小学 江苏 苏州 215000

摘  要:深度学习可以提升学生的思维品质,促进学生深度理解数学知识,不断提升高阶思维。所谓数学实验,是学生通过实验器材或相关技术操作,在结构化的数学操作实践中,探究数学知识本质,自主建构数学知识的实践活动。数学实验可以促进学生在操作实践中学习,引领学生在深度学习体验中提升思维品质。笔者以教学“三角形的三边关系”一课为例,具体阐释深度学习理论视域下数学实验教学的操作策略。

关键词:小学数学教学;数学实验;深度学习;教学策略

深度学习可以提升学生的思维品质,促进学生深度理解数学知识,不断提升高阶思维。所谓数学实验,是学生通过实验器材或相关技术操作,在结构化的数学操作实践中,探究数学知识本质,自主建构数学知识的实践活动。数学实验可以促进学生在操作实践中学习,引领学生在深度学习体验中提升思维品质。笔者以教学“三角形的三边关系”一课为例,具体阐释深度学习理论视域下数学实验教学的操作策略。

一、营造数学情境,激活学生实验兴趣

和注重操作实践的科学实验不同,数学实验则是凭借操作实践,强调理性思维培养,把思维训练融入到实验的全过程,所以数学实验如同思维的体操。在小学数学教学中引入数学实验,教师的首要任务是激活学生参与数学实验的兴趣和动力,吸引学生自主自由地投身到数学实验中。

小学生求知欲旺盛且爱好提问,对新鲜事物总是充满热情,在问题驱动下会生发操作实践和自主探究的学习欲望,这是学习的动力之源,也是学生自主学习的催化剂。所以,教师要准确把握学生的学习心理特点,不断优化策略,激活学生参与实验操作的兴趣和动力。情境教学是有效的教学策略,科学的问题情境彰显着思维的张力,可以促进学生在探究学习中提升高阶思维。在小学数学实验教学过程中,教师可以结合学习内容营造适切的问题情境,把数学知识融入到问题情境中,不断激发学生的学习兴趣,提升学生参与实验的学习动力。

科学的问题情境要紧紧围绕核心问题,提升学习任务的思维难度,培养学生自主学习的意识和能力。比如,在教学“三角形的三边关系”过程中,教师可以营造一个比赛情境,引导学生用小棒来摆一摆三角形。教师提供了9根小棒,3厘米的两根,4厘米的一根,5厘米的两根,6厘米的一根,7厘米的一根,10厘米的两根,引导学生摆一摆三角形。上述比赛情境隐藏了一个重要的前提条件:三根小棒的长度决定了其能不能围成三角形,如果要围成三角形,两个小棒长度加起来要比第三根小棒长。在9根小棒中,只有一个组合满足“两条边的和比第三条边大”的条件。在操作实践中,学生明白了其中的端倪,教师可以相机引入本课教学:“你们知道吗?三角形三条边之间的关系是什么呢?”上述问题情境不但唤起了学生的探究热情,还促进学生自主发现数学问题,激活了学生的实验兴趣。

二、注重实验流程,引导学生亲历感受

所有的推理过程都必须基于认真观察和反复实验。推理是发现数学知识、得出数学结论的有效策略,实验则是开展推理的重要依据。开展数学实验操作,获取第一手实验数据,才能基于实验开展推理活动。比如三角形等几何图形的面积公式推导,都是根据数学实验,聚焦实验数据,在比较分析和推理反思中才得出结论的。

小学数学实验的主要形式是操作实践,以加深体验为实验目标,强调学生亲历数学知识、公式定理、数学思想等形成的来龙去脉。数学实验是数学深度学习的重要前提,是根据操作动作进行思维运作的认识过程。数学实验的过程是数学知识的再提炼,是数学知识有效生成的全过程。在实验操作的过程中,学生手脑并用,促进数学知识的自主建构。

比如,在“三角形的三边关系”一课教学中,教师根据教学内容的实验操作特性,创设了两个实验操作活动:其一,在新课导入阶段,举行摆三角形竞赛,引导学生猜想三角形的三边关系;其二,学生在操作实践的基础上,猜想出“三角形的两边之和大于第三边”。在此基础上,教师再次把不同长度的小棒提供给学生,指导学生在实践操作中验证数学猜想。上述数学实验操作活动,可以让学生理清数学知识的内在逻辑,发现数学知识的形成历程。

三、操作促进思考,深度理解数学知识

数学知识的特点是抽象化,而小学生的思维特点是形象化,两者反差巨大。因此数学知识和学生思维之间有一道天堑,影响了数学学习的效果。数学实验引导学生操作具体的实验材料,帮助学生积累表象经验,强化直观思维,提升学生的数学表象认知。所以,在小学数学课堂中,教师可以进一步彰显学生的思维特点,通过直观形象的操作实践,为学生理解抽象的数学知识搭建一座桥梁,通过操作促进思考,不断提升学生的抽象思维能力。

比如,在教学“三角形的三边关系”过程中,教师把教学的重点放在数学实验操作中,为学生理解学习设计了三种不同类型的实验任务:其一,实验内容是三角形两边之和大于第三边;其二,实验内容是三角形两边之和小于第三边;其三,实验内容是三角形两边之和与第三边相等。接着,教师把教学的重点放在引导学生分析实验结果,推导实验结论,促进学生从正方两个维度去开展推理。学生基于实验操作开展深入思考,可以有效理解三角形的基本特性。

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