一直以来,初中数学实验被我们一线教师认为,可爱不可用,理论上行得通,而实际上做不到。主要原因是操作实验效果不尽如人意,不是玩起来没完没了,难以控制学纪,完不成教学任务,就是感觉做实验与不做一个样。事实上,还是认识误区,是对操作验证实验理解不到位,是认识偏颇的缘故。难以把控课纪,是开始实验操作验证不熟悉不理解不习惯的缘故,一旦养成习惯,就会受益连连。下面以“完全平方公式实验验证,感知感悟数学实验启思明理”的意趣。
案例:一、礼物呈现 探究发现
师:数学老师送给你们每人一份小小的礼物,黄色的方形折纸片(老师精心折叠的正方形纸片)。你们都收到了?!请拿起来,让老师看看。(同学们纷纷举起来黄色正方形小纸卡给老师看)。
设计反馈:通过“送”礼物,“收”礼物,激发学趣,拉近距离。小手高高举起,就是喜爱数学礼物的表现,对老师精心准备礼物的最好回答。
师(老师面带微笑):知道这礼物干什么用?先别打开,仔细看课件。【播放课件:有一块水稻实验田,被分成面积不等的四块,种植四种不同的水稻。先出示边长为a的正方形水田,再将一组边延长b,另一组对边延长b,结果变成边长为(a+b)的正方形。试用不同方法表示大正方形水田的面积。】
与课件播放同时,指导学生操作“黄金”纸卡,将边长为a的正方形相邻两边分别延长b。要求同学们拿起笔标注对应边长,思考怎么表示四块水稻实验田总面积。一分钟后,讨论交流。这时,只见同学们,认真观察,操作记录不同面积表示结果。
生1(比较喜欢数学,开始害羞,在老师鼓励下,声音响亮地完整地表达出来):一种方法是(a+b)的平方;另一种是a^2+b^2+2ab,二者相等。
师:这个公式结构特征,能用一句话说说嘛?
众生无语,接着老师解释,特征说的是用通俗易懂的语言表达出来,让人一听就懂,一学就记住,一用就对。说说看。
生2:两项和的平方,等于两项的平方和与这两项乘积的二倍合起来。
师:这位同学概括得好,学理味浓。一定参考答案了吧!听听老师编的口诀。“两项和的平方,等于两项平方首尾项,乘积二倍中间项。”(同学们听了点点头,微笑起来,迅速拿笔记录下来。)
课后收缴实验作业,绝大多数同学表达正确,可见操作观察思考,真实可靠。
设计意图:将折叠正方形纸卡有序展开,便于直观理解题意,启迪解题思路方法,动笔书写表达面积,从中发现其中蕴藏的关系,展示比较,得出两项和的平方与两项平方和与两项乘积二倍和的相等关系。这样脑眼口手多感官并用,具身思维,启迪智慧,将“形”间内在关系,与“数”间数量关系,勾连起来,轻松愉快地发现数量关系式,体味数形结合思想方法的魅力,生成数形结合的思想方法。可谓数学核心素养养成的重要内容。
数学实验操作验证完全平方公式,看似可有可无,实则做与不做完全不同。做实验经历图形间关系的生成过程,动手操作观察思考,图形被“刻”在脑海里,利于抽象表达数量间关系。由“形”到“数”,简便易行;从“数”到“形”,深刻理解数量间相等关系。而不做呢,只简单地识记表达数量间关系,能直接应用正确解答,就心满意足。至于怎么来的,有什么几何背景,有什么推导意义,不理解,也不管不问。最后的结果,考罢就忘,而做过数学实验的终生难忘。这里,更为重要的是数形结合的思想方法,掌握了学习主动权,帮助激励学习更加有意义的知识技能。
也许有这种可能,当堂不能显现做数学实验价值,但是做实验的种子,一定播种在心田,条件适宜时,会生根发芽生长起来。
数学实验直观形象,操作验证过程,又是具身思维生成过程。有了具身思维,丰富表象也就建立起来,形象思维才能培育产生。数学实验,经过多次尝试反思“过电影”,用语言表达思维过程,数学抽象概括推理表达能力,也就逐步形成了。