設(shè)計數(shù)學實驗 提升探究能力

劉紅梅

(江蘇省海門市開發(fā)區(qū)中學 226100)

一、設(shè)計操作型實驗，提升學生探究能力

初中階段的數(shù)學具有較強的邏輯性，這就造成學生在知識的認知上存在困難，為了讓學生更好地理解數(shù)學知識，教師應(yīng)優(yōu)化教學策略，設(shè)計教學實踐活動，通過操作型實驗，讓學生更好地理解所學知識，掌握知識的本質(zhì).當然，教師的實驗并不是隨意設(shè)計，要符合教學內(nèi)容及學生的接受能力，讓學生通過體驗，對所學知識有直觀的認識，改變他們單一的思維模式，讓他們在思維方面更加靈活，不斷提升探究能力.

例如，在教學《圖形的變化》一課中，教師讓學生準備了三種學具，一枚硬幣，長方形紙板，一個三角板，教師首先讓學生想一下，硬幣是一個圓面，如果將硬幣快速旋轉(zhuǎn)會形成什么圖形？學生拿起手中的硬幣開始動手體驗，在經(jīng)歷了N次操作后，學生發(fā)現(xiàn)硬幣高速旋轉(zhuǎn)后形成一個立體的圓形，也就是圓球.教師接著讓學生操作，將長方形紙板沿著它的某一條邊旋轉(zhuǎn)，看能形成什么圖形？由于已經(jīng)有了硬幣旋轉(zhuǎn)的經(jīng)驗，學生的操作變得簡單，學生分別沿著長方形的四條邊進行旋轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)兩條對邊旋轉(zhuǎn)后得到是相同的圖形——圓柱體，不同的旋轉(zhuǎn)方法得到的圓柱體底面積和高不同，接下來學生自己動手探究，通過三角板的旋轉(zhuǎn)，得到三種不同的圓錐體，通過圖形旋轉(zhuǎn)，學生初步認識了圖形的變化.

上述案例，教師通過在課堂引入動手操作實驗，學生不再單純地通過想象來學習知識，而是在實踐的過程中找到了知識的形成過程，培養(yǎng)了學生的探究能力，提高了教學效益.在實際的操作過程中，學生動腦、動手，在活躍的思維中得到有效的訓(xùn)練和提升，知識得到自主的建構(gòu)，技能得到切實的訓(xùn)練，過程和思維也得到充分的保障.

二、設(shè)計推理型實驗，提升學生探究能力

推理型實驗就是讓學生根據(jù)已學知識，通過某種過程推理出可能存在的結(jié)論.目前許多教師注重讓學生“記住”“學會”，很少讓學生通過推理真正明白知識蘊含的本質(zhì)，學生對知識處于一知半解狀態(tài).因此，教師應(yīng)該在課堂創(chuàng)設(shè)情境，給學生留出探索和交流的時間，根據(jù)學生自身特點引導(dǎo)學生通過認真觀察，動手實驗，合理猜想來證明知識的正確性，將實驗過程和教學活動有機結(jié)合在一起，通過實驗“悟”出知識，真正地學會數(shù)學知識，培養(yǎng)學生的探究能力.

例如，在教學《勾股定理》一課中，教師讓學生猜想：“如果將一根直尺折成三段，將三段的兩端分別連接得到一個直角三角形，假如直角三角形的兩條直角邊分別是3和4，那么斜邊是多長？”這激發(fā)了學生的興趣，教師讓學生先動手畫一個直角邊為3厘米和4厘米的直角三角形，測量斜邊的長度，教師提出兩條直角邊的平方之和與斜邊的平方相等嗎？教師引導(dǎo)學生進行推理實驗，教師將提前準備好的學具分給學生進行分組討論，并引導(dǎo)學生可以采用割補、拼接等方式來證明，教師讓學生觀察拼接后圖形的特點，用ab表示直角三角形的兩條直角邊，c表示斜邊，用四個完全相等的直角三角形拼成一個邊長為a+b的大正方形，這時可以用公式4×1/2ab×c2=(a+b)2，即：2ab+c2=a2+2ab+b2可以得到c2=a2+b2，由此推導(dǎo)出勾股定理.

上述案例，教師通過在課堂中讓學生進行動手實驗，并進行推理論證，激發(fā)了學生探究的欲望，通過觀察、測量、操作的過程，讓學生對勾股定理的理解更加深刻，培養(yǎng)了學生的推理能力.在這個環(huán)節(jié)的教學過程中，我們還可以運用圖形的組合、拼裝等形式來啟發(fā)學生參與數(shù)學實驗的探究與推理，讓學生在實驗深入中，對比過程與方法，總結(jié)經(jīng)驗與思想，促進學生多維度解決問題.

三、構(gòu)建應(yīng)用型實驗，提升學生探究能力

傳統(tǒng)的教學模式下，課堂是以教師為主體，學生缺乏進行探究性實驗的機會， 很多學生缺乏應(yīng)用能力，而初中數(shù)學與生活緊密相關(guān)，因此，教師在課堂上要引入生活問題，讓學生從數(shù)學角度去分析、思考、概括并解決問題，讓學生在動手實驗的過程中深刻感受到數(shù)學知識和生活的緊密聯(lián)系，數(shù)學和生活是息息相關(guān)的，數(shù)學來源于生活又應(yīng)用于生活，提高學生的應(yīng)用意識，培養(yǎng)學生的探究能力，實現(xiàn)全面發(fā)展.

例如，在教學《一元一次方程》一課中，教師給學生出了這樣一道題目：某商場開業(yè)，為吸引顧客，商場設(shè)立了打折銷售活動，所有商品按照8折銷售，已知籃球的進價為60元，打折后商家的利潤率為40%，請問籃球的標價是多少錢？折扣為多少錢？這道題目吸引了學生的興趣，教師給出了利潤率公式：利潤率=利潤/成本，根據(jù)這個公式學生將商品標價設(shè)為x，利潤=80%x-60,由此可以列算式40%=(80%x-60)/60,由此可以得出籃球的標價為105元，折扣價格為21元，根據(jù)這個公式，教師讓學生變換折扣率及毛利率進行探究性實驗.針對這樣應(yīng)用類的問題，我們可以通過進一步變換數(shù)據(jù)或者變化數(shù)學情境等形式，達成對問題的進一步理解和剖析，促進學生對一元一次方程的真正掌握，并達成學以致用的效果.

上述案例，教師將數(shù)學與生活應(yīng)用相結(jié)合，讓學生在分析問題的過程中逐漸構(gòu)建數(shù)學模型，找到解決數(shù)學問題的方法，再回歸到生活中，強化了數(shù)學的應(yīng)用價值，提高了學生的應(yīng)用能力.

其實，教師在課堂中設(shè)計數(shù)學實驗，讓學生通過實驗理解和掌握數(shù)學知識，培養(yǎng)了學生的操作及應(yīng)用能力，拓展學生分析問題及解決問題的能力，提升探究意識，實現(xiàn)全面發(fā)展.而教師需要在教學備課中充分預(yù)設(shè)教學內(nèi)容可以開發(fā)和實施的數(shù)學實驗，激發(fā)學生參與到數(shù)學實驗中來，在實驗的不斷深入中，促進實驗效果的不斷提升，促進學生會實驗、愛實驗、善實驗.