浅谈中学数学教学中的情境创设

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  摘要:情境教学对于提高教学效率有着至关重要的作用. 本文简单探讨了在中学数学教学中情境教学的意义,通过具体的例子重点讨论了如何创设现实的、悬念的、试验的、趣味的和喜悦的情境,并概括了情境创设应该把握的一些原则.
  关键词:中学数学;情境创设;教学效益
  
  德国教育家第斯多惠说过:“教学的艺术,不在于传授的本领,而在于激励、唤醒、鼓舞,创设情境正是激励、唤醒、鼓舞的一种教学艺术.” 在教学活动中,创设具体生动的情境引入内容能激励学生的学习热情,促使学生以积极的态度和旺盛的精力主动探索,获得最佳的教学效益. 由于情境在学生数学学习过程中具有特殊的地位和作用,因而创设最佳教学情境以调动学生的积极性,从而获得最佳教学效果,已越来越受到教育工作者尤其是中学教师的重视. 本文就中学数学教学中的情境创设问题作进一步探讨.
  
  ■中学数学教学中创设情境的意义
  课堂教学是由教师的教与学生的学所组成的教育活动,是学生学习知识、发展智力、提高素质的主阵地,是实现教学目的、培养合格人才的主要途径. 数学高度的抽象性、严谨的逻辑性以及结论的确定性决定了数学学习的难度,因而对学生学习数学的兴趣和心理品质提出了较高的要求. 由于学生的思维特点是由形象思维向抽象思维过渡,抽象思维水平渐趋提高,但仍处于不稳定、不成熟的状态,对于学习抽象性强的学科,尤其是数学,仍然有相当的难度,因而很多学生觉得数学难学,缺乏学习热情,这是由学科特点所导致的. 虽然数学教学中创设情境虽然不是万能良药,但是它仍起着非常重要的作用. 在数学教学中创设情境可以把抽象的数学问题具体化,也就是使学生要学习的抽象问题与学生的经验世界发生联系,通过问题引起学生的思考,形成必要的认知冲突,促进学习活动的正向迁移,从而使学生理解并掌握所学的数学知识.
  情境是教师根据需要学习的知识和技能的发生、发展的可能过程所设的学习环境.学生在这一环境内能自我产生强烈的探究、学习的内趋力. 同时情境也可以使学生集中注意力,唤起数学学习的兴趣,激发探究知识的欲望,产生逼人等待的数学魅力. 情境讲究学生积极性的调动,强调兴趣的培养,提倡让学生通过观察,不断积累丰富的感性认识,让学生在实践感受中逐步认知、发展,乃至创造,以提高学生的数学素质.课堂教学的事实也证明,只有当学生被设计的课堂情境所感染或是思维进入预定的情境之中时才能取得预期的结果. 因而精心设计各种触发情感的情境是教师开发智力的主要手段,数学教师在教学过程中应积极结合教材和学生的年龄特征给学生创设一个良好的思维环境,使学生处于注意力最集中、思维活动最积极的状态,让学生在轻松愉快的情绪下,保持旺盛的学习热情,从而提高思维能力.
  一个生动的学习情境的设置,可以引起学生的亲切感和新鲜感,从而调动大脑皮层的优势兴奋中心,为想象和思维提供前提. 教师利用学生感受后的兴奋状态,引导学生对数学问题做层层深入的思考,挖掘学生大脑潜在的能量,使他们在轻轻松松中自觉主动地学习数学.
  
  ■中学数学教学中情境的创设
  课堂教学中,教师要根据具体的教学内容、学生的实际情况来设置情境.
  (一)创设“现实”情境
  中学数学知识都直接或间接地来源于现实生活,是现实生活中实际具体问题的数学抽象. 以现实世界中抽象出的基本数学概念、法则、公式、公理为基础,经过严密的逻辑推理,得出的一般性的数学结论,不仅经受得起客观现实和生产实际的检验,还能有效地用于解决现实生活中的实际问题,并且在解决问题的思想、方法等方面能起到积极有效的指导作用. 对学生来说,引用生产和生活中的实际创设实用性和实际性的问题,可以使他们更有亲切感和好奇心.
  例如,在学习抛物线时,可设计一道现实情境题:某地为了发展旅游资源和养殖业,计划在长江岸边的一片荒地上开挖一个湖泊,根据地形地貌将荒地的泥土分别运往L处作一拦水坝和F处堆积一个人工小岛,如何划定泥土分别运往两处的界线,使得运送泥土的用工最省(假定运送泥土的路线为直线)?所谓运送泥土界线的划定,实际上是一段轨迹的曲线,这个情境为学生提供了一个数字化的想象空间,在他们的学习过程中起着十分积极的作用. 因此在寻求轨迹适合的相关条件的过程中,抛物线的定义油然而生,比抽象的背抛物线的定义要有益得多,学生也可以从中感受到莫大的兴趣.
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  图1
  在数学教学过程中,选择一些合适的教学内容,融入现实的教学情境中,不仅可以调动学生的非智力因素,让学生从内心情感上接受数学课,喜欢数学课,而且还可以培养学生用数学的眼光审视世界,用数学的方法解决现实问题.
  (二)创设“悬念”情境
  教学过程是一个不断设疑、解疑、再设疑的过程. 教学中教师要善于分析学生的思维状态,设法将那些枯燥、抽象的教学内容设计成若干有趣、诱人且易于学生接受的“问题”,使学生在对这些问题的积极思维中品尝学习的乐趣.教师所设计的悬念要尽可能做到恰到好处,既有启发性又不浅显,既有难度又一跃可得. 不悬,学生不思其解,达不到启发学生思维的目的;太悬,学生百思不得其解,又挫伤学生的积极性,所以对于一个教学难点,要有序地设计出几个问题,为了防止问题过于抽象和费解,还要针对某一问题逐渐降低难度,再设计出若干辅助问题,以便在课堂上“审时度势”,灵活地控制问题的难度,使其与学生的思维保持同步.悬念的设计越有趣,越符合学生的思维实际,学生的思维就越活跃,对问题的认识也就越深刻.
  (1)悬念设于课首
  讲授新课,先设置悬念,可以触发学生的求知欲望,产生一种强烈的非知不可的学习心理,形成认知“冲突”. “冲突”一旦形成,学生就处于注意力最集中、思维最积极的状态.
  比如讲等比数列的前n项求和时,教师在课堂上首先引用国际象棋发明的故事:卡克发明国际象棋后,国王为了嘉奖他,向他许诺全国的金银珠宝任他挑选,而此时的卡克却提出一个请求,要在他发明的国际象棋的64个方格中,第一格放20粒麦子,第二格放21粒麦子,第三格放22粒麦,…,最后一格放263粒麦子,国王听后,认为简单. 而通过计算,麦子的数量却大得惊人,若将这些麦子铺在地面上,可将整个地球表面铺上六厘米厚的一层. 这个惊奇的故事一下子便捕捉了学生的注意力,他们迫切想知道是怎样计算的,这就为引入等比数列的前n项求和公式产生了悬念. 课堂上有了这个悬念,就能较快地集中学生的注意力,激发其求知欲望,使其产生非知不可的感觉.
  (2)悬念设于课尾
  教师在课堂收尾时提出一些富于启发、思考的问题,不作答复,造成悬念,具有“欲知后事如何,且听下回分解”小说般的魅力,使学生感到余味无穷,从而激发学生继续学习、思考的热情.
  例如,在学完“一元二次方程的求根公式”后,提出如下的问题:观察前面几个例题,它们分别有两个相等的实根、两个不等的实根,无实根,这些都与b2-4ac的值有关,同学们不解方程能判定一下一元二次方程的根的情况吗?结尾一句话有助于激发学生施展才华的欲望,使学生急于想知道怎么判定,促使学生课后去探索、学习、研究、总结,为学习后继课——根的判别式打下良好的心理基础.
  追求知识,了解知识,渴求知识是学生的天性.正因为如此,设置悬念情境,将他们引入一个“心欲通而不能,口欲讲而不会”的境界,将有助于学生对新知产生强烈的好奇心和求知欲,推动学生的感情波澜,撞击他们的求知心灵,激起他们的思维火花.
  (三)创设“试验”情境
  数学试验情境指的是数学教学中设置一定的试验情境或特定的控制条件,让学生利用数学教学工具、实物模型、计算机教学软件等物质手段进行数学思维活动. 试验情境要有良好的智力环境,要求学生动手,并能促使学生进行认真的数学思考. 通过数学试验,引导学生投身到数学学习的活动中,利用学生在实验中得到的感性材料展开教学,这样就会使学生产生强烈的兴趣,同时也能收到事半功倍的教学效果.
  如在讲解公理“过两点有且只有一条直线”时,让学生做以下的试验:
  (1)用一个钉子把一根细木条钉在墙上,木条能绕钉子转动吗?钉两个呢?
  (2)在纸上画一点A,经过A点画直线,可以画多少条?
  (3)在纸上画出不同的两点A和B,经过A,B画直线,可以画多少条?
  (4)在纸上画出不同的三点A,B,C,经过A,B,C三点可以画几条直线?(一条或一条也不能画).
  通过以上试验,学生明确“有且只有”的含义,进而归纳出公理.
  在这个教学过程中,学生通过自己的动手试验,对公理有了直观的感受,这样做,比单纯的在黑板上讲解内容要生动有趣得多,学生对抽象定理内容的理解也更加深刻了.
  (四)创设“趣味”情境
  托尔斯泰说过:“成功的教学需要的不是强制,而是激发学生的学习兴趣.” 兴趣是学生主动学习的内在动力,学生的求知欲愈强烈,学习的兴趣就愈强烈. 教师可以通过实验展开实物、挂图、放录音、投影等方法,尤其是配合教师生动的语言和炙热的感情,调动学生的智力因素. 创设趣味的教学情境能激起学生浓厚的学习兴趣,使学生无意中把注意力集中在教师提出的问题上,并主动地思考.
  例如,在对数教学时,可以引入“一张纸对折四次有1 mm厚,那么对折32次有多厚呢?”学生有多种回答,但谁也不会想到比珠穆朗玛峰还要高. 教师指出要计算232很繁,但学习了对数以后这个问题就很容易解决了. 学生对这个平常而奇怪的问题心生疑窦,发生兴趣,产生了学习对数的内趋力. 这样,课堂教学使教师娓娓而谈,听者如坐春风,极大地激发了学生的学习兴趣和积极性,从而提高了数学教学的效果.
  (五)创设“喜悦”情境
  数学思维源于问题又终于问题,即数学思维的目的是为了解决问题. 在设计教学情境时,要合理把握问题的“梯度”. “小跨度”符合渐进分化原理,但成功后的欣喜感不强;“大跨度”有利于培养学生的创造性思维,但设计不当可能成为思维的障碍,关键在于把握“适度”. 这要求教师对所教学的知识结构认知水平运用心理学理论加以分析,在设计问题时要把握程度,即创设的教学情境既要激活学生原有的情感结构,又要激活学生原有的认知结构. 再一方面,教师对学生的思维活动要给予鼓励和引导,增强思维成功的信心,使学生的思维活动在克服困难的过程中不断取得成功,享受由此带来的喜悦并用成功的喜悦激励其继续思考,再成功再思考.国外心理学家研究指出:“学生课堂学习的动机集中反映在成功动机上,即追求成功,希望获得成功. 只有多次获得成功,体验到需要被满足的乐趣,才能逐渐巩固最初的求知欲.” 从思维的心理机制看,喜悦可使人兴奋,增强思维活动,所以创设喜悦情境,有利于提高思维效率.
  例如,若f(x)=■x≠-■,a≠■的反函数是f-1(x)=■x≠■,求常数a.
  该题学生通常先求y=f(x)的反函数y=f-1(x),与已知的f-1(x)进行比较,从而求出a的值,这样比较复杂. 若引导学生注意点0,-■在y=f-1(x)的图象上,则点-■,0就在图象y=f(x)上,故■=0,?摇解得a=2,给学生创设欣喜的情境.
  教学实践和研究均表明,从学习的情境状态着手,创设“现实”“悬念”“试验”“趣味”“喜悦”的教学情境,其作用是都能有效地激发学生旺盛的求知欲,调动学生学习的积极性,增强学习数学的兴趣与毅力,因而有利于提高思维效率和教学效果. 在创设教学情境时,既要从情意状况着手,又要注意学生的认知结构,让不同层次的学生都以探究者的姿态出现. 教师的相机诱导,适时点拨,引导学生从不同的角度寻找问题的最佳解决方案,这样不仅可以达到举一反三、触类旁通的目的,而且还能给学生带来成功解决问题的喜悦,势必激励学生参与探究的激情和取得成功的信心,使学生在心灵与情景交融之中愉快的探究,深刻的理解,牢固的掌握所学的数学知识.
  
  ■中学数学教学中创设情境的原则
  教学需要情境的支撑,在教学设计时,教师应尽力创设一定的教学情境,让学生在具体的情境中实现对知识的学习. 好的情境可以使课堂高潮迭起,妙趣横生,从而克服教学中的随意盲目和呆板机械,从根本上改善数学学科枯燥乏味的负面特点,激发学生的学习热情,和谐师生感情,为素质教育铺路搭桥.那么中学数学教学情境创设应把握哪些原则呢?
  (一)一致性原则
  教学无定法,但教学有法,不管采用什么办法,教学目标始终是教学活动的出发点和归宿. 教师能动地采用灵活多变的形式创设浓重的课堂情境,其目的只有一个:提高质量. 也就是所有教学活动的目标是一致的,即情境的创设要服务于目标的完成. 所以课堂情境的创设必须从课本内容出发,准确理解编者意图,恰当组织素材,切不可盲目地添加一些笑料,故弄玄虚,喧宾夺主,即课堂情境的创设必须与课本内容保持相对一致.
  (二)启发性原则
  “数学是思维的体操”,数学教学是思维活动的教学. 学生的思维活动有赖于教师的循循善诱和精心的点拨和启发,因此课堂情境的创设应以启发学生思维为立足点. 心理学研究表明,不好的思维情境会抑制学生的思维热情,所以课堂上不论是设计悬念、试验,还是趣味、欣喜的情境,都应考虑活动的启发性.孔子曰“不愤不启,不悱不发”,如何使学生心理上有愤有悱,正是课堂情境创设所要达到的目的.
  (三)科学性原则
  数学是一门严密而抽象的科学,其表达形式的规范性是有目共睹的. 在课堂情境创设中,尽量使语言准确,认真处理好形象生动与严密准确的矛盾. 教师切不可为了让学生发笑或叙述方便,信口比喻,如把“移项”说成“搬家”,把“多项式相乘”称为“打开”,把“提取公因式”说成“拿出来”等等. 那些不恰当的比喻,将有碍于学生正确理解概念和准确使用数学语言能力的形成. 在教学中,教师一定要克服这些毛病,使我们的课堂语言生动而不失严密,形象而不失准确.
  从上文的初步探讨可以看出,中学数学中创设情境进行教学对提高数学教学效率的确具有重要的作用. 当然,情境并非是孤立的,需要与具体的教学方法相联系,只有这样,才能使其更好地发挥作用.
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