如何優(yōu)化數(shù)學(xué)實驗教學(xué)

郭海燕

摘 要：在數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中，教師應(yīng)根據(jù)實際問題的特點和要求，創(chuàng)設(shè)良好情境，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的要求組織適當(dāng)?shù)幕顒雍蛯嶒?，通過合理的假設(shè)和猜想，引導(dǎo)學(xué)生在觀察、討論、交流與猜測的過程中，發(fā)現(xiàn)問題，探索規(guī)律；然后引導(dǎo)學(xué)生去驗證和證明，逐步培養(yǎng)學(xué)生探索和解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：初中數(shù)學(xué)實驗教學(xué) 問題情境 小組活動

長期以來，人們對數(shù)學(xué)教學(xué)的認(rèn)識就是概念、定理、公式和解題，認(rèn)為數(shù)學(xué)學(xué)科是一種具有嚴(yán)謹(jǐn)系統(tǒng)的演繹科學(xué)，數(shù)學(xué)活動只是高度的抽象思維活動。但是，歷史表明，數(shù)學(xué)不僅是邏輯推理，還有實驗。計算機的出現(xiàn)改變了數(shù)學(xué)只用紙和筆進(jìn)行研究的傳統(tǒng)方式，給數(shù)學(xué)家的工作帶來了最先進(jìn)的工具，豐富和發(fā)展了“數(shù)學(xué)實驗”的內(nèi)涵，特別是利用計算機成功地解決“四色問題”對數(shù)學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的影響。因此，我們說數(shù)學(xué)實驗教學(xué)是最有效的教學(xué)方式。在數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中，教師不能僅滿足于定義、性質(zhì)等方面的講解，還應(yīng)根據(jù)實際問題的特點和要求，通過直觀教具，動手操作、思維活動等作出某些合理的假設(shè)和猜想，然后引導(dǎo)學(xué)生去驗證和證明，促使學(xué)生再發(fā)現(xiàn)和再創(chuàng)造。那么，如何優(yōu)化數(shù)學(xué)實驗教學(xué)呢？

一、創(chuàng)設(shè)良好情境，開展實驗教學(xué)

好的數(shù)學(xué)情境能喚起學(xué)生的問題意識、參與意識和合作意識，從而掌握數(shù)學(xué)探究方法。通過創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生以探究的方式進(jìn)行數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，從已有的生活經(jīng)驗出發(fā)，通過質(zhì)疑、探究、討論的方式親身體驗數(shù)學(xué)、理解數(shù)學(xué)。

1.以實際問題創(chuàng)設(shè)問題情境，調(diào)動學(xué)生積極性。

數(shù)學(xué)實驗的情境創(chuàng)設(shè)功能就在于使數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動貼近生活實際和社會實際，為學(xué)生開辟了一個真實的數(shù)學(xué)情境。讓學(xué)生在具體情境中發(fā)現(xiàn)問題，誘發(fā)學(xué)生的求知欲，激發(fā)學(xué)生思考和實驗的興趣。如在學(xué)習(xí)《平面圖形的密鋪》一節(jié)時，先引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考廣場、室內(nèi)木地板的鋪設(shè)圖案，然后提出平面鑲嵌問題。為了讓學(xué)生學(xué)會使用地磚鋪地面，可以進(jìn)行模擬實驗，讓學(xué)生使用不同形狀的紙卡，以取代瓷磚的不同形狀，分組實驗。在實驗中，學(xué)生充分發(fā)揮想象力，不僅學(xué)會了其中的道理，而且設(shè)計出了不同風(fēng)格的地面裝飾。由此，調(diào)動了學(xué)生參與數(shù)學(xué)實驗的積極性。

2.以游戲創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生的求知欲。

針對初中學(xué)生喜歡游戲的心理特點，在課堂上使用游戲，以創(chuàng)設(shè)問題情境。如在學(xué)習(xí)“整式的加減”時，先讓學(xué)生任意寫一個兩位數(shù)，然后交換這個兩位數(shù)的個位數(shù)字與十位數(shù)字，得到一個新的兩位數(shù)，然后又求新舊兩個兩位數(shù)的和，再除以原兩位數(shù)的兩位數(shù)字之和，最后由教師猜測結(jié)果。學(xué)生覺得很奇怪：為什么老師能猜出結(jié)果？這樣就有效地激發(fā)了學(xué)生的求知欲。

3.以數(shù)學(xué)故事創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生的興趣。

數(shù)學(xué)故事生動形象有趣，又能反映知識的形成過程，且內(nèi)含著一定的哲理，有的體現(xiàn)知識的本質(zhì)。如講解《有理數(shù)的乘方》新課時，可以“印度國王獎賞象棋發(fā)明家的故事”為素材，增加趣味性，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)規(guī)律。又如學(xué)習(xí)“利用三角形全等測距離”時，以拿破侖作戰(zhàn)期間利用相關(guān)知識巧妙測量敵軍碉堡與陣地距離的故事。從而使學(xué)生在愉快有趣的情境中學(xué)會了探究，學(xué)到了知識。

二、小組活動與實驗，豐富實驗教學(xué)

小組活動與實驗是實驗教學(xué)的主要活動形式。教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的要求組織適當(dāng)?shù)幕顒雍蛯嶒灒⒏鶕?jù)數(shù)學(xué)形式的活動與案件的具體情況，最好是2～4人為一組的形式，也可以是個人探索或全體進(jìn)行。實驗的具體操作過程，實際上就是在教師的引領(lǐng)下，學(xué)生主動探究的過程。學(xué)生學(xué)習(xí)的過程實際上是在探究性數(shù)學(xué)實驗中主動探索知識的過程。因此，教師的適時指導(dǎo)和引導(dǎo)是很關(guān)鍵的。同學(xué)們通過實驗操作進(jìn)行觀察、分析、探索、猜想和歸納，從而親身體驗數(shù)學(xué)、理解數(shù)學(xué)。

三、自主討論和交流，拓展實驗教學(xué)

這是開展數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的重要組成部分，也是培養(yǎng)合作精神及學(xué)生創(chuàng)新能力至關(guān)重要的。在數(shù)學(xué)實驗教學(xué)活動中，讓學(xué)生積極參與數(shù)學(xué)實驗活動，對技能和思維發(fā)展，提高學(xué)習(xí)成績，培養(yǎng)興趣態(tài)度，以及思想品質(zhì)的形成都具有一定積極意義。數(shù)學(xué)實驗教學(xué)非常有利于培養(yǎng)學(xué)生合作交流的意識，學(xué)生在自主探索、合作交流的進(jìn)程中，很可能產(chǎn)生不同的思路和方法。因此，要讓學(xué)生積極主動地參與和討論，集體交流。學(xué)生在交流中，要虛心聽取別人的意見看法，在思路不同、方法不同的情況下，討論和交流，盡可能地達(dá)成一致。

四、合理歸納和猜想，深化實驗教學(xué)

數(shù)學(xué)猜想實際上是一種數(shù)學(xué)想象，是人們探索數(shù)學(xué)規(guī)律和本質(zhì)的一種策略。歸納和猜想在數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中常常是分不開的，有的時候甚至是先提出猜想，后通過實驗的驗證，也就是人們所說的預(yù)料之中。根據(jù)實驗觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，公平推理，尋找規(guī)律，是數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的反映程度對目標(biāo)的實現(xiàn)，對實驗成功的關(guān)鍵。一是注重數(shù)學(xué)教學(xué)的過程化，讓學(xué)生充分經(jīng)歷歸納、猜想的基本過程。二是進(jìn)行有效引導(dǎo)，提供給學(xué)生歸納、猜想的平臺。要培養(yǎng)學(xué)生歸納猜想能力，首先就要讓學(xué)生會觀察，會按照自己的直覺經(jīng)驗進(jìn)行大膽的猜想。教師要積極有效地引導(dǎo)，防止學(xué)生漫無目的地猜測。如多邊形的教學(xué)：你會畫四邊形嗎？如果會，請試畫一個。拿起你手中的四邊形，找出四個內(nèi)角，并作上記號，剪下四個內(nèi)角，把它們拼在一起（四個角的頂點重合），發(fā)現(xiàn)了什么？這樣引導(dǎo)，學(xué)生目的非常明確，他們會把四個角拼在一起，發(fā)現(xiàn)四個角拼成一個周角。如果教師直接問：“請觀察四邊形四個角，猜一下它們有什么關(guān)系？”那么學(xué)生就會毫無目標(biāo)，找不到方向。但只要教師適當(dāng)有效地引導(dǎo)，學(xué)生自然就朝著教師預(yù)設(shè)的方向思考，進(jìn)行有目的的猜想。

五、及時驗證與數(shù)學(xué)化，完善數(shù)學(xué)實驗教學(xué)

提出猜想得到結(jié)論，并不代表實驗結(jié)束，還需要通過自主探究、動手實踐，對猜想進(jìn)一步驗證。驗證的方法通常有實驗法、演繹法和反例法。鼓勵學(xué)生進(jìn)行探究活動，通過猜想、驗證，親自解決問題。讓學(xué)生明白，數(shù)學(xué)中只有經(jīng)過理論證明而得出的結(jié)論才是可信的。

數(shù)學(xué)實驗教學(xué)是一種新型的教學(xué)模式，這一模式的產(chǎn)生是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的必然產(chǎn)物。在數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中，我們必須給學(xué)生自主探索的機會，引導(dǎo)學(xué)生在觀察、討論、交流與猜測的過程中，發(fā)現(xiàn)問題，探索規(guī)律；引導(dǎo)學(xué)生從不同角度去分析解決問題，逐步培養(yǎng)學(xué)生探索和解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

［1］李海峰.讓思維能力在數(shù)學(xué)實驗課堂中升華［J］.湖南教育，2010（12）.

［2］霍福德.數(shù)學(xué)課堂教學(xué)離不開實驗教學(xué)［J］.數(shù)學(xué)通報，2011（11）.