在數學實驗教學中培養學生的數學思維

任林云

[摘 要] 基于當前素質教育背景，新課改對初中數學教學提出了更高的要求，強調數學學習應當注重對學生數學思維的培養，有效提高學生解決問題的能力。而學生數學思維的培養離不開實踐，實踐是檢驗科學真理的有效途徑之一。初中數學實驗主要是為學生提供探索、思考、分析、歸納數學問題的平臺，其不僅能激發學生學習的興趣，加深學生對數學知識的理解，還能激發學生的創新能力。

[關鍵詞] 數學實驗;初中數學;數學思維;實驗教學

傳統的初中數學教學多為形式化教學，極少引導學生去探索數學知識形成的過程，學生動手實踐操作的機會較少，多年的形式化教學大大制約了學生數學思維的延伸。而隨著新課程改革的深入推進，數學實驗在數學教學中逐漸得到普及和推廣。數學實驗是近年來最受教師青睞與學生喜愛的一種新穎的教學方式，它是集認知活動與學生觀察、思考、操作于一體的教學實踐，能讓學生在動手實踐的過程中會學、會用、會做，進而提升其綜合數學素養，培養其數學思維，真正達到學、思、創共存的目的。因此，在數學教學過程中，教師應當嘗試創新教學理念及方式，在充分尊重學生主體地位的前提下，積極開展實驗教學，為學生提供一條全新的解題思路。然而，數學實驗終歸屬于一種新嘗試，如何在教學中合理開展，還是非常值得教師深思的。

一、數學實驗中培養學生數學思維的意義

數學實驗教學是近年來最受歡迎的一種新型教學模式，其完全突破了傳統教學的限制，真正實現創新教學，促進學生數學思維的提升。在數學實驗教學中，培養學生數學思維的實際意義主要體現在以下幾個方面。

（一）有利于提高學生分析與解決問題的能力

數學實驗教學能為學生提供動手操作的平臺，不同于傳統的應試教育，學生在實驗操作中無須面對大量題目，其更注重培養學生的解題技巧與思維能力，學生在掌握相應技巧后，其分析和解決問題的能力也會得到相應提升。

（二）有利于培養學生的創新思維

數學實驗教學能讓學生靈活運用數學知識去探索實踐，在實踐過程中培養學生的思維能力，使學生的思維空間得以拓寬，進而培養其創新精神。

（三）有利于提高學生靈活運用知識的能力

數學實驗教學在操作過程中可以為學生提供更多的思考機會，使學生積極探索知識與生活之間的關系，進而靈活運用數學知識去解決實際問題。

二、數學實驗教學中培養學生數學思維的策略

（一）借助實驗，提高學生發現問題的能力

在傳統模式的教學過程中，教師會發現大部分學生在接受新的數學知識時都能快速內化，但沒過多久便會遺忘。其原因在于學生沒有真正經歷知識的形成與發展過程。只有讓學生親身經歷，主動發現問題，才能真正激發學生的學習動力，進而提升其發現問題的能力。例如，在證明“三角形內角和為180°”時，教師可以先將學生進行分組，然后通過實驗指引學生自主探究或與同學合作交流，歸納總結出“三角形內角和”的規律。在實驗過程中，多數學生都會迅速進入狀態，試圖證明這一結論。有的學生還會用工具去量，用多種器具去拼，甚至是動手去折。可以說，他們完全打開了自己的思路，能夠很自然地證明“三角形的內角和為180°”這個結論。這種利用數學現象去證實數學知識本質的過程，可以充分激發學生的學習動力。一場有深度的實驗教學能讓學生更好地理解與“三角形內角和”相關的知識。只有通過這樣的實驗教學，學生才能獲得數學實驗的靈魂，而不是只獲得實驗的“形”。

（二）借助實驗教學，提高學生運用知識的能力

數學實驗教學除了引導學生進行操作以外，還是一場知識運用的考量。數學實驗的過程應該是學生主動學習、學以致用的過程。數學實驗是培養學生數學思維的重要途徑，倘若學生在實驗后并不能學以致用，那么這一場實驗也就沒有任何意義了。因此，教師在數學實驗教學中要結合實際學情與教學內容，嘗試應用多種策略，引導學生打開數學探究的大門。例如，在教學“平移變換”相關內容時，教師可通過創設故事情境的方式來開展實驗，故事主題可為“整體平移大樓”，激發學生對建筑物平移的好奇心。在教學實驗中，教師先利用多媒體為學生展示日常生活中看到的一些物體的平移現象，比如傳送帶運輸物品、乘電梯上下、吊機運送材料等，讓學生具體感知何為“平移”，了解生活中處處有數學，激發起學生的探究欲。為深化實驗內容，教師可以要求學生先把方格紙上的線段往上平移3個單位，然后向右平移2個單位，最后在方格紙上畫出兩次平移后得到的圖形，使其進一步了解圖形平移的具體做法。通過開展實驗教學，不僅能提高學生理解知識、運用知識的能力，還能開闊學生的視野。

（三）借助實驗，促使學生感悟數學知識

要想提升學生的知識感悟能力，教師就應把課堂還給學生，為學生提供足夠的實驗機會和實驗時間。數學實驗不僅要引導學生探究數學知識，還要引領學生經歷知識形成的過程，幫助其積累豐富的探究經歷。若學生在數學實驗中能獨立思考并獲得感悟，那么他就會形成一定的抽象思維，通過數學實驗達到一定深度，發揮所有外在學習因素的作用，進而加速知識內化的過程，顯著提高自身感悟知識的能力。例如，在教學“軸對稱的性質”內容時，教師可要求學生在一張白紙上任意畫出A點，引導學生將紙進行對折，用鉛筆尖在A點處用力戳出一個小孔A′，最后展開白紙。在該環節，教師可以提出問題讓學生探究：“A、A′和折痕之間有什么關系？線段AA′與折痕又有什么關系？”學生自由討論后，教師繼續引導學生在紙上任意處畫出B點，進而繼續對折紙張，以同樣的方式戳出小孔B′，展開白紙后將紙上四個小點相連。在實驗過程中，學生始終是操作者，這能讓學生從淺表記憶逐漸過渡到深刻的理解與感悟，形成數學智慧，進而有效提高其思維的靈活性。

（四）借助實驗教學，延伸拓展學生的數學思維

數學實驗是培養學生數學思維的有效途徑，學生數學知識體系就是從數學實驗中衍生而來的。在數學實驗中，學生既能發展能力，又能形成全新的解題思路。從某種意義上分析，數學實驗不但提高了實踐效果，讓學生明白數學的具體作用，培養了學生的實踐能力，同時拓展了知識結構，使學生在真實的實驗中學到創新的研究方法，從而培養學生的探究及創造能力。以“圓周角”一課教學為例，教師可以按教材內容為主題開展實驗。本次實驗的目的是了解、掌握圓周角的性質。實驗開始前，教師可以先提出相應問題，如同弧所對的圓周角、圓心角有什么關系？直徑所對圓周角的度數為多少？90°圓周角所對應的弦是否為直徑？為什么？教師提出問題讓學生思考后，可利用幾何畫板、多媒體等信息化手段進行實驗，讓學生通過觀看動畫去直觀感受，或者讓學生自己操作，以小組合作、全班探究的形式進行，以便更好地引導學生發現問題、解決問題，將數學思想與實踐完美融合，確保數學思維與創造思維共存，進而培養學生的數學思維，提高其數學核心素養。學生經過實驗受到啟發后，很快能總結出圓周角的性質，極大地提高學習效率。

綜上所述，數學實驗教學的目的是幫助學生認識數學、理解數學、完善知識結構，培養學生的數學思維和創新思維。因此，在數學實驗教學中，教師要合理利用實驗教學，引導學生自主探究、合作探究，從而提高學生發現問題、解決問題、運用知識、感悟知識的能力。只有這樣，學生才能真正做到情感、認知、行為合一，不斷提高自身的數學思維和數學綜合素養。

參考文獻

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