實驗讓數(shù)學課堂“情”不自禁

蔣士杰

【摘要】數(shù)學實驗教學是數(shù)學教學的一條全新的思路，是一種十分有效的再創(chuàng)造式數(shù)學教學方法。數(shù)學實驗教學是再現(xiàn)數(shù)學發(fā)現(xiàn)過程的有效途徑，它為學生提供了主體參與、積極探索、大膽實踐、勇于創(chuàng)新的學習環(huán)境；提供了一條解決數(shù)學問題的新思路。

【關(guān)鍵詞】實驗教學；激發(fā)興趣；創(chuàng)新思維；應(yīng)用意識

什么是數(shù)學實驗教學呢？數(shù)學實驗教學就是讓學生通過自己的動手操作，進行探究、發(fā)現(xiàn)、思考、分析、歸納等死我活動，最后解決問題的一種教學過程。近幾年的數(shù)學中考加大了操作實驗題的考查力度，旨在考查學生是數(shù)學素養(yǎng)與能力，針對這種情況，我們教師需要把“數(shù)學實驗”帶到課堂教學中去，運用實驗幫助調(diào)動學生的情感，創(chuàng)設(shè)生動逼真的教學情境，以其獨特的交互性、趣味性，極佳的表現(xiàn)力、感染力，為學生營造出一個巨大的情感“磁場”，讓學生在數(shù)學課堂上“情”不自禁。

一、運用實驗以創(chuàng)設(shè)“情”境

數(shù)學過程都是在特有的情境中產(chǎn)生和發(fā)展的。數(shù)學實驗教學在創(chuàng)設(shè)教學情境中具有得天獨厚的優(yōu)勢，給學生一個數(shù)學探究活動的真實情境，大大激發(fā)了學生的探究熱情，激發(fā)學生的學習興趣，誘發(fā)學生的求知欲，引發(fā)學生思考。

如：在《等腰三角形》教學時，為了讓學生自己發(fā)現(xiàn)等腰三角形的特征，將準備好的等腰三角形紙片發(fā)給學生，讓學生將等腰三角形對折，使兩腰重疊在一起。問：“你們在這個實驗中發(fā)現(xiàn)了什么？一般三角形也有這種現(xiàn)象嗎？”

學生通過自主觀察、動手操作、度量、歸納總結(jié)發(fā)現(xiàn)：（1）等腰三角形的兩個底角相等（2）等腰三角形“三線合一”（3）等腰三角形時軸對稱圖形，對稱軸是頂角平分線（或底邊上的中線、底邊上的高）所在的直線。而這些結(jié)論只有等腰三角形才有，一般三角形是不具有的。

利用數(shù)學實驗創(chuàng)設(shè)情境，喚起學生的情感活動，激發(fā)學生濃厚的學習興趣和強烈的求知欲，促使他們發(fā)揮學習主動性與積極性。通過這樣一系列的實驗操作，學生對等腰三角形的相關(guān)知識有了更深刻的理解，同時也培養(yǎng)了學生的探究欲望及動手操作的能力，使學生感受到數(shù)學就在我們的身邊。

如：在教《平行四邊形》時，為了讓學生更好地理解平行四邊形的不穩(wěn)定性，我在課前讓學生查找生活中有關(guān)平行四邊形的不穩(wěn)定性的例子。在課堂上，有些學生拿出電梯的圖片，有些拿出伸縮雨篷的圖片，學生拿來了家里平行四邊形的衣架的實物，有些學生帶來了自己自制的可以伸縮的平行四邊形（用釘子將四根木棍連在一起，得到平行四邊形）等等。選用的材料多種多樣，把學習的熱情延伸到課外，又為實驗教學提供了物質(zhì)保證。課堂上又通過自己的動手操作，得出結(jié)論，是學生經(jīng)歷獲得知識的全過程，感受自己智慧的力量和創(chuàng)造的快樂，掌握科學的認知方法。實驗過程中良好的實驗常規(guī)，教師的嚴謹態(tài)度，正確示范，巧妙點撥，質(zhì)疑解難等，對學生良好習慣的形成都起著潛移默化的作用。

學生的學習并不是一個被動接受知識的過程，所有的新知識只有經(jīng)過學生自己的思考、親身體驗，使其納入到學生的認知結(jié)構(gòu)中，才能成為有用的知識。在數(shù)學教學中，教師要充分利用數(shù)學實驗，創(chuàng)設(shè)情境，讓學生“動”起來，積極參與數(shù)學教學的全過程，使每位學生從中有所收獲。

二、運用實驗以調(diào)動“情”緒

沒有感情的課堂就沒有活力，而沒有活力的課堂就難以激起學生心靈的漣漪。學生在數(shù)學學習的過程中有了一定的情感體驗，才能產(chǎn)生感情共鳴，才愿敞開情感的大門。通過數(shù)學實驗調(diào)動學生的情緒，給學生提供更多實踐的機會、更大的思維空間，通過實驗操作使學生對新知識“再發(fā)現(xiàn)”，就可通過實驗操作來培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

如：在“用字母表示數(shù)”的教學中，提出下列問題：搭一個正方形需要4根火柴（如下圖）

（1）按上圖的方式，搭兩個正方形需要____根火柴，搭三個正方形需要____根火柴。

（2）搭10個、100個這樣的正方形需要多少根火柴？你是怎樣得到的？

（3）如果用x表示用火柴搭正方形的個數(shù)，那么搭x個這樣的正方形需要多少根火柴棒？

通過學生的操作實踐，探究交流，學生從多角度中去思考、去發(fā)現(xiàn)規(guī)律，發(fā)現(xiàn)如下一些結(jié)果：

1、… 3x+1

2、… 4+3（x-1）

3、… 4x-（x-1）

4、… x+x+x+1

5、… 2x+x+1

通過搭火柴棒這些直觀形象的實驗來闡述抽象的數(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”、“勾股定理”、“特殊直角三角形”及“平行線分線段成比例”等等。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，也使他們在思維方式上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。

可見，利用數(shù)學實驗教學可以枯燥的數(shù)學知識動態(tài)化，化靜為動，變虛為實，讓學生以興奮的情緒投入到學習中，學習效果可想而知。

三、運用實驗以激起“情”感

人的情感總是在一定的情境中產(chǎn)生的。在教學中借助實驗來營造數(shù)學學習的氛圍，有利于刺激學生的多種感官參與，創(chuàng)設(shè)各種教學情境，喚起學生的情感活動，激發(fā)學生濃厚的學習興趣和強烈的求知欲，以此來叩擊學生的心靈、使學生的情感自然而然地被激發(fā)，促使他們發(fā)揮學習主動性與積極性，使得學生以積極主動的情感體驗伴隨數(shù)學學習的整個過程。

如：如在探究“四邊形的內(nèi)角和”教學時，可先讓學生準備了幾張形狀不同的四邊形紙片，然后讓學生觀察四邊形內(nèi)角和是不是一個定值。如果不是，請說明理；如果是，請設(shè)計一個數(shù)學實驗來檢驗。學生們通過積極思考，動手操作，設(shè)計出四種檢驗的方法：一是分別撕下每個內(nèi)角，將它們的頂點拼在一起；二是直接將四邊形的四個內(nèi)角分割在兩個三角形中；三是在四邊形內(nèi)部取一點，把四邊形分割成四個三角形；四是在四邊形一邊上取一點，連結(jié)另兩個頂點，分割成三個三角形。這是學生自己動手實驗，親歷數(shù)學知識的發(fā)現(xiàn)過程。通過實驗，手腦并用，體驗變化圖形的絕妙，以及其中所蘊藏的數(shù)學知識。既體現(xiàn)了數(shù)學規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)造性思維又激發(fā)了學生的情感體驗，學生在驗證知識的過程中，增強學生的自信心。

又如：“三角形三邊關(guān)系”一課的學習，課前先請同學準備三根細竹條和一把剪刀，先讓學生首尾順次連接圍成一個三角形，教師可在投影儀上同步指導性操作。設(shè)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，這樣重復到不能組成三角形為止。根據(jù)實驗和記錄，教師可引導學生思路：三邊長度（數(shù)）的變化是怎樣影響三角形（形）的變化的，在教師的引導下，大部分同學會很自然地導出“三角形任何兩邊之和大于第三邊”的三角形三邊關(guān)系。最后讓學生口算驗證自己的實驗結(jié)果，初步鞏固實驗結(jié)論，然而要理性地認識這個結(jié)論，還要從“兩點之間線段最短”加以引證，找到它的理論根據(jù)來穩(wěn)固實驗結(jié)論。這是學生動手、觀察、想象、歸納和論證等各方面能力的集中訓練，是學生再現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)數(shù)學結(jié)論的全過程，使學生的各種情感的參與探索的全過程，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)造性思維。

可見，利用數(shù)學實驗經(jīng)歷知識的發(fā)現(xiàn)過程，調(diào)動學生的各種感官參與，使學生的多種情感參與探索的全過程，從而培養(yǎng)學生的探索精神、創(chuàng)新精神。

四、運用實驗以提升激“情”

“情以物遷，辭以情發(fā)”。情感就是教師與學生心靈之間的橋。在進行數(shù)學實驗教學時，教師利用實驗極佳的表現(xiàn)力和感染力，能夠激起學生情感的浪花，撥動學生心中的情弦。“情動于中而形于言”，教師通過設(shè)計實驗，以問題為載體貫穿教學過程，使學生在設(shè)問和釋問的過程中萌生自主學習的動機和欲望。在實驗過程中讓學生一吐為快，營造“言有盡而意無窮”的教學意境，進而逐漸養(yǎng)成自主學習的習慣，優(yōu)化自主學習的方法，提高自主學習能力。

如：例如，對于三角形的“內(nèi)心、外心、重心”的存在性，初中教材中未加證明，學生作圖稍有不準確，就難以得出符合要求的結(jié)論。教師就可通過實驗——折紙活動，使學生領(lǐng)悟其本質(zhì)。

讓每一個學生準備一塊三角形紙片ABC，過A作一折疊使AB落在AC上，得折痕AD，則AD平分∠BAC。同樣方法得出折痕BE、CF。這樣，學生就直觀地發(fā)現(xiàn)：三角形三個角的一部分線交于一點，這點即為三角形的內(nèi)心。相似地，可以折出三角形的外心、重心，進一步啟發(fā)學生，還可折出三角形垂心。在這個過程中，我放手讓學生去發(fā)現(xiàn)問題并提出問題，充分體現(xiàn)學生的主體地位，學生通過觀察、試驗、分析、猜想、歸納等思想方法，尋求解決問題的途徑，培養(yǎng)學生的自主學習的能力。這種方式實質(zhì)是在感性認識和想象間架設(shè)了一座聯(lián)想的橋梁，克服了想象能力的局限，激發(fā)了學生主動獲取知識的主動性，深刻了對知識的記憶，訓練了學生思維的流暢性、變通性和獨創(chuàng)性，激活了創(chuàng)造思維，培養(yǎng)了空間想象能力。

總之，在課堂上打動學生的是情，感染學生的是情，震撼學生的依然是情！要使課堂教學情趣盎然，就必須重視情的感染與熏陶。在物理教學中，只要教師恰到好處地運用多媒體進行輔助教學，新課改下的物理課堂定會“情”不自禁，激情飛揚。

“我聽說了，就忘了；我看見了，就領(lǐng)會了；我做過了，就理解了”，這道出了“做”的重要性，深刻地揭示了“探求的意義在于經(jīng)歷”，說明數(shù)學實驗的重要性?？傊覀儜?yīng)在平常的教學中適當增加實驗教學，巧妙設(shè)計實驗情境，激發(fā)學生的學習興趣，精心設(shè)計實驗方案、用心思考每一環(huán)節(jié)的有效性、細心分析每個數(shù)據(jù)的真實性、全面分析實驗的所有可能結(jié)果，多做實驗做好實驗。學生在數(shù)學實驗課中，有了學習數(shù)學的積極性，樂于探究實驗過程，學生的自主學習能力和空間想象能力及解決問題的能力得到了充分的發(fā)展，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、合作精神，有利于培養(yǎng)學生的良好學習習慣及數(shù)學應(yīng)用意識，有利于突破教學的重難點，有利學生創(chuàng)造性思維的發(fā)展。

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