数学实验是儿童主动运用纸、磁力棒、七巧板、测量工具、作图工具等,在问题情境驱动下自主开展探究性活动,主动发现数学、体验数学、理解数学和运用数学的一种学习方式。《义务教育数学课程标准(2022年版)》强调培养学生的创新意识,但教师常常忽视对学生创新意识的培养。因此,本文以“三角尺的秘密”教学为例,基于数学实验谈谈如何培育学生的创新意识。
一、以问题为导向,引发创造动机
人们的创造成果通常起源于问题。“三角尺的秘密”是苏教版教材上延伸的一个内容,对这个内容展开研究起源于学生的问题:“三角尺可以用来量角吗?”以此问题为导向,可以激发学生们的创造动机和兴趣,展开研究。
面对这一问题,有的学生认为可以量,有的认为不可以。教师没有急于给出评判,而是给予学生思考的空间,让学生从边和角的角度来思考,提出一系列问题,并由此引出本课的主题——三角尺的秘密。
三角尺是学生常用的学习工具,只有深入了解这些工具,学生才能游刃有余地运用它们。本环节,教师可以先让学生明确数学实验目的,思考“关于三角尺我们可以研究什么”,引导学生用数学的眼光看问题,引发创造动机,萌生创新的种子。
二、以实践为载体,培育创造意志
只知学不知做,不是真的教育。只有通过实践获得的感知、经验、规律,才是真正属于学生的。有了实践,就会有新的问题产生,进一步研究从而得出结论,这样周而复始的实践、思考、再实践就是学生创新意识的载体,能不断培育学生的创造意志。
探究三角尺角的度数需要做什么?学生提出需要准备三角尺、量角器等材料,进行量角。材料准备好后,有学生认为可以直接量三角尺的角,还有学生认为可以把三角尺的角画下来再量。通过实验学生发现,直接量时,由于尺子有厚度,量起来容易滑动,画出来再量更方便。
实验结束后,学生交流、整理数据并将得出的结果进行汇报。教师追问:不同大小的三角尺不同,但为什么得到了同样的结果?学生们发现,将一把三角尺放大或者缩小,角度都不会改变。
接下来新的问题产生了:三角尺还能画出其他角度吗?这些角度之间有什么联系?学生制订实验步骤。先准备好材料,再拼角、画角、量角,最后交流实验数据并将角的度数按大小排序。学生展示了30°、45°、60°、75°、90°、105°、120°、135°等拼法。学生在提问、探究、问题再生、再探究的过程中,培养了创新意识。
三、以思维为核心,发展创新意识
发展思维是培养学生创新意识的核心。教师可以引导学生观察数据之间可能存在的联系,在观察中发散学生的思维,催生层出不穷的想法,促进其创新意识的发展。
基于实验数据,教师可以引导学生观察这些数据的规律。学生发现拼接前后所得到的角度都是15°的倍数。教师提出问题让学生思考:如果这个结论是正确的,那后面的度数是多少?学生提出猜想,后面的度数会是150°、165°、180°,并且展示每种角度的拼法。
通过观察,学生发现并得出这些度数都是15°的倍数的结论。那找出的实验数据全面吗?学生进一步猜测是否还有其他角度,然后一起验证。
学生在实验中得出结论,又引发新的思考,在思维裂变中培养了创新意识。
总之,数学实验教学为学生提供“动手做”的机会,让数学课堂更具探究意味。学生在深度理解所学内容的同时,培养了创新兴趣和创新情感,多角度、多层面地促进了创新意识的发展。