淺談初中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)

劉林林

數(shù)學(xué)作為一門應(yīng)用廣泛的科學(xué)，在教學(xué)中必須重視學(xué)生數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成，這種把與學(xué)生數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)形成有關(guān)的教學(xué)實踐活動構(gòu)建為數(shù)學(xué)實驗。引進數(shù)學(xué)實驗教學(xué)可以創(chuàng)始一種“問題——實驗——討論——猜想——驗證”的教學(xué)新模式。讓學(xué)生利用小組合作學(xué)習(xí)或組織小組討論，讓學(xué)生主動參與發(fā)現(xiàn)、探究、解決問題，從中獲得數(shù)學(xué)研究與情感體驗，產(chǎn)生成就感，進而開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能。《數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)》也體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)是現(xiàn)實的、有趣的、富有挑戰(zhàn)性的。這些內(nèi)容要為學(xué)生提供豐富的現(xiàn)實背景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓他們在自主探索、實驗操作和合作交流的過程中，獲得廣泛的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗，發(fā)展數(shù)學(xué)情感、提高探索創(chuàng)新能力。它突出了知識形成的探究過程，有助于學(xué)生經(jīng)歷真正的“做數(shù)學(xué)”和“用數(shù)學(xué)”的過程，因而它是實現(xiàn)知識“再創(chuàng)造”的有效途徑。

在初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中恰當(dāng)?shù)匾霐?shù)學(xué)實驗，是引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出猜想，驗證猜想和創(chuàng)造性地解決問題的有效途徑，也是完善學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)，并使其全面認(rèn)識數(shù)學(xué)兩個側(cè)面的重要途徑。數(shù)學(xué)實驗?zāi)軌蚴箤W(xué)生順利進行數(shù)學(xué)化并實現(xiàn)再創(chuàng)造，數(shù)學(xué)實驗可以借助現(xiàn)代技術(shù)和手段設(shè)計出“再創(chuàng)造”的教學(xué)環(huán)境，使學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程似乎置身于一個“數(shù)學(xué)實驗室”之中，學(xué)生可以觀察并嘗試錯誤，可以進行發(fā)現(xiàn)并做出猜想。本人在新課程理念指導(dǎo)下，對數(shù)學(xué)實驗進行了嘗試和探索。以下是本人對數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的粗淺認(rèn)識。

一、數(shù)學(xué)實驗創(chuàng)設(shè)了良好的教學(xué)情境，激發(fā)了學(xué)生的興趣

創(chuàng)設(shè)良好的實驗教學(xué)情境可從兩方面進行，創(chuàng)設(shè)輕松和諧的教學(xué)氛圍，創(chuàng)設(shè)有挑戰(zhàn)性的數(shù)學(xué)問題情境，進行數(shù)學(xué)實驗教學(xué)活動。畢竟動手操作活動是一種主動學(xué)習(xí)活動，它具有具體形象，易于促進興趣，便于建立表象，有利于理解知識的特點，從而可充分引起學(xué)生態(tài)度和個性情緒的良好變化與學(xué)習(xí)方式的最佳狀態(tài)。如教“軸對稱圖形”時，可通過組織學(xué)生進行小組剪紙實驗，展示給全班同學(xué)，這時學(xué)生往往會產(chǎn)生一種喜悅的心情，富有成就感，產(chǎn)生強烈的求知欲，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情。

二、運用數(shù)學(xué)實驗教學(xué)，揭示知識形成過程

中學(xué)階段的學(xué)生對一些抽象的定理和概念通過講解很難明白，只有把概念吃透了才有利于問題解決。而定理和概念講解需要輔助直觀的教學(xué)方法，教師在備課時提前準(zhǔn)備一些直觀化的教具設(shè)置問題情境，根據(jù)情境設(shè)計恰當(dāng)?shù)摹⒁锥摹⒅庇^的“數(shù)學(xué)實驗設(shè)計”。因為數(shù)學(xué)這門學(xué)科具有較強的嚴(yán)謹(jǐn)性和抽象性，短時間很難理解和掌握.在數(shù)學(xué)規(guī)則的學(xué)習(xí)中，可以根據(jù)情況創(chuàng)設(shè)直觀的數(shù)學(xué)實驗，讓學(xué)生的親自動手操作來觀察、猜想、實驗、討論、探究其中的規(guī)則，會取得較好的教學(xué)效果。新的教學(xué)理念提倡重視過程教學(xué)，在揭示知識生成規(guī)律上，讓學(xué)生自己動手實驗，自己去發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律，而數(shù)學(xué)實驗教學(xué)恰恰符合了這一特點。

例：探究“直線和圓的位置關(guān)系”——在教“直線和圓的位置關(guān)系”時，利用身邊準(zhǔn)備的一根線和一枚硬幣，將線先固定，讓圓從遠處運動靠近這條線的實驗，通過觀察、比較，學(xué)生會很自然地歸納直線和圓的交點特征，從而總結(jié)出直線和圓的三種位置關(guān)系，對相關(guān)知識的形成有了較深的了解。

三、精心設(shè)計數(shù)學(xué)實驗，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維

數(shù)學(xué)理論的抽象性，通常都有某種“直觀”的想法為背景。如果我們能利用數(shù)學(xué)實驗教學(xué)，讓學(xué)生參與實驗中就能更深入、更扎實的掌握它們的本質(zhì)數(shù)學(xué)知識。如：在教學(xué)“三角形三邊關(guān)系”一課內(nèi)容時，課前先請同學(xué)們準(zhǔn)備三根長度不等的細繩和一把剪刀，讓同學(xué)們首尾順次連接圍成一個三角形。提問：是否任意長度的三條線段都能首尾順次連接組成一個三角形？接著請同學(xué)們各自量出三角形三條邊的長度，并記錄下來，然后把最短的邊剪去一小段，再去圍三角形，觀察會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？測量三邊并記錄，再剪去一小段，觀察又會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？再測量記錄，這樣重復(fù)到不能組成三角形為止。根據(jù)實驗和記錄，教師可引導(dǎo)學(xué)生思考：三邊長度的變化是怎樣影響三角形的變化的，在教師的誘導(dǎo)下，大部分同學(xué)會很自然地導(dǎo)出“三角形任何兩邊之和大于第三邊”的三角形三邊關(guān)系。這是學(xué)生動手、觀察、想象、歸納和論證等各方面能力的集中訓(xùn)練，是學(xué)生再現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)結(jié)論的全過程。通過實驗，手腦并用，既體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的教學(xué)程序，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

四、運用數(shù)學(xué)實驗教學(xué)，有助于解決數(shù)學(xué)中的現(xiàn)實問題

數(shù)學(xué)與生活息息相關(guān)，有些數(shù)學(xué)問題就在我們身邊，可以用我們?nèi)粘Ｉ钪械男嶒瀬韼椭斫鈹?shù)學(xué)知識。比如，在學(xué)習(xí)“相似形的比例線段”的知識時，我們可以利用太陽的影子來測量學(xué)校的旗桿高度；再如，學(xué)習(xí)“數(shù)據(jù)統(tǒng)計”這一知識時，可以讓學(xué)生嘗試去統(tǒng)計某一小區(qū)的住戶情況；在學(xué)習(xí)“函數(shù)”知識時，讓學(xué)生去尋找最佳方案，如何最省等問題，讓學(xué)生感受到生活中的實際問題都要用到數(shù)學(xué)知識和原理。讓學(xué)生把數(shù)學(xué)問題生活化，相信學(xué)生會有更大的興趣去學(xué)習(xí)，再把現(xiàn)實生活中的問題數(shù)學(xué)化，讓學(xué)生從數(shù)學(xué)實驗中直接獲得生活的解決方案，極大的提高了學(xué)習(xí)的效率。

數(shù)學(xué)實驗課是一個過程課，在這個過程中，學(xué)生進行探究和發(fā)現(xiàn)的活動，要給學(xué)生充足的時間。其實，知識是發(fā)現(xiàn)的對象，是實驗的基礎(chǔ)，方法的載體，學(xué)生在實驗中的“做”中學(xué)，對知識的形成過程，對問題的發(fā)現(xiàn)，探索，討論，解決，總結(jié)等，都可以幫助學(xué)生理解知識的形成。

蘇霍姆林斯基說：“在人的心靈深處都有一種根深蒂固的需要，這就是希望自己是一個發(fā)現(xiàn)者，研究者，探索者”。數(shù)學(xué)實驗教學(xué)可以向?qū)W生提供充分參與數(shù)學(xué)活動機會，幫助他們在自主探索和合作交流中真正理解和掌握基本的數(shù)學(xué)知識與技能，數(shù)學(xué)思想與方法，是做好數(shù)學(xué)教學(xué)的根本保證。數(shù)學(xué)實驗教學(xué)是一種迫切的科學(xué)需要，在教學(xué)中應(yīng)充分挖掘?qū)嶒炈夭模瑸閷W(xué)生進行數(shù)學(xué)實驗創(chuàng)設(shè)良好的環(huán)境，尋求更佳的教學(xué)模式。

（作者單位：江蘇省淮安市西宋集鎮(zhèn)湯集九年制學(xué)校）