例談數(shù)學實驗在數(shù)學教學中的作用

說起實驗教學，一般的人都會迅速地想到數(shù)學以外的物理或者化學學科，物理變化、化學變化緊緊聯(lián)系著實驗，如演示實驗、分組實驗等.今天，我們談的卻不是物理與化學，而是看似只需做題而不需實驗的數(shù)學學科.數(shù)學需要創(chuàng)造，有時還需要必要的“實驗”，在“實驗”的過程中，就會在不經(jīng)意間生成意想不到的創(chuàng)造性思維和成果.數(shù)學課堂雖不如語文課堂那樣文采飛揚、詩情畫意，但是也有它獨有的魅力，那就是鮮明的嚴謹性和無限的創(chuàng)造性.新課程改革到今天，要求我們必須要摒棄過去舊的、呆板、滯后的教學理念和教學模式.我們一定要高度重視數(shù)學教學的實踐性和創(chuàng)造性，將數(shù)學與生活聯(lián)系緊密，必要時，也可以搞搞動手實驗操作和實踐體驗，這樣會從興趣、需求、效果方面收到奇效.

一、數(shù)學實驗有效激發(fā)了學生的學習興趣

誰都知道，一個人如果不帶著一定的興趣去做某件事的話，就很難順利完成任務.所以興趣的激發(fā)至關(guān)重要.中學生處于人生的黃金階段，青春年少的他們，對許多事物充滿興趣，他們有成人難以理解的獵奇心.因此，教師應引導學生做好數(shù)學實驗，進而激發(fā)學生的學習興趣.例如，在教學勾股定理時，利用幾何畫板改變直角三角形的大小，讓學生觀察相應的正方形面積的變化有何特點，并試著用自己的語言進行歸納總結(jié)，進而提出勾股定理.在學生觀察實驗的基礎上，教師再利用構(gòu)造圖形的方法對該定理給予證明.這樣能把勾股定理的精華之處一步一步地展現(xiàn)在學生的面前，讓他們感受其中的規(guī)律，體會其中的艱苦，嘗試成功后的喜悅，從而培養(yǎng)他們學習幾何的興趣.再如，教學“軸對稱圖形”時，組織學生進行折紙、剪紙實驗，學生能折、剪出多種多樣的美麗的對稱圖形，看著自己的作品，學生往往會產(chǎn)生一種喜悅的心情，富有成就感，進而產(chǎn)生強烈的求知欲和濃厚的學習興趣.

二、數(shù)學實驗可增強學生對所學知識的理解和分析

數(shù)學探究過程中會遇到不少的極富生活味道的思考題，如果我們還像過去一樣，用抽象甚至有些枯燥的語言解說，繼而進行死板的反復訓練，效果肯定不太理想.相反，如果我們換一種思維，變一種方式，試著用具體的典型性操作實驗去幫助學生理解和分析，那學生肯定會被悉數(shù)“激活”.例如，在無理數(shù)的概念教學中，讓學生做這樣的實驗——實驗要求：1.讓學生利用這些工具（略）剪拼出面積為2的正方形；2.計算出正方形的邊長，并利用計算器探求它的小數(shù)部分.第一個操作很容易，學生真實體會到了面積為2的正方形的邊長不能用有理數(shù)來表示，但它確實存在，學生切身感受到除有理數(shù)外還有一類數(shù)——點出概念“無理數(shù)”.第二個操作就有點困難，教師應作適當提示，從而引導學生體驗到：事實上，2=1.4142……是一個無限不循環(huán)的小數(shù).

三、數(shù)學實驗可以有效激發(fā)學生的創(chuàng)新思維

概念和理論過于抽象，教師可將其變?yōu)槟撤N直觀的東西來呈現(xiàn)，幫助學生領(lǐng)會核心內(nèi)容.例如，你能把一張三角形紙片剪成兩個三角形，使它們恰好相似嗎？教師就可通過實驗——剪紙活動，使學生領(lǐng)悟其本質(zhì).以一個貼近學生生活的問題引入，激發(fā)學生的學習興趣.問題引發(fā)學生兩點思考：一是能不能剪；二是若能的話，則如何剪.學生一般會先從特殊三角形入手，迅速給出解決方案：等腰三角形和直角三角形能分割.通過剪紙這一直觀抽象的實驗來闡述形象的數(shù)學內(nèi)容，這在教材中是很多的，如“三角形內(nèi)角和定理”、“三角形中位線定理”、“直角三角形斜邊中線等于斜邊的一半”及“勾股定理”等，通過這些實驗操作，一方面使學生能更深入、更扎實地掌握數(shù)學知識；另一方面，也使他們的思維方式不會犯浮夸和刻板的毛病，又能準確抓住事物的本質(zhì)，提出符合實際的有創(chuàng)新的看法，數(shù)學實驗對激發(fā)學生的創(chuàng)新思維有著不可低估的作用.

四、數(shù)學實驗可以極大地激發(fā)學生的思維潛能

數(shù)學實驗可以充分調(diào)動學生的各種感官，比如眼、手、口，特別是開動腦筋，訓練思維.動眼看，動手做，動口念，動腦想，效果自然會更好.

例如，在學習三角形的全等時，教師可以讓學生在課堂上動手制作任意兩個一模一樣的三角形，引導體會要使兩個三角形相同的必要條件，如角或者邊的關(guān)系，辨識至少需要哪些條件就可以保證兩個三角形完全相同（即全等）.給學生一段時間相互探究，讓他們自主發(fā)現(xiàn)，自主總結(jié)三角形全等的條件.

五、數(shù)學實驗可推進學生實踐操作能力的提升

教師在平時教學中應利用數(shù)學實驗有意識地對學生進行必要的應用訓練，不斷提升學生的實踐操作能力.

例如，要求一個學生設計一個隧道，使通行的車輛限高為3米，限寬為1.6米.問如何設計？此實驗可以給學生提供幾個方案，如隧道是半圓形、拋物線形、半橢圓形、長方形、菱形、三角形等.學生可以分小組確定方案，設計實驗過程，完成實驗報告，再進行小組合作學習.

總之，數(shù)學教學要俯下身子，貼近生活，走近學生，以實效和高效為原則，尊重知識生成的規(guī)律，服務教學，培養(yǎng)創(chuàng)造型人才.只有這樣，我們培養(yǎng)出來的學生才能適應時代的發(fā)展要求.我們期待通過數(shù)學實驗的教學，學生的數(shù)學素養(yǎng)得以真正提高.

（責任編輯黃春香）