如何优化数学实验教学

摘 要：　在数学实验教学中,教师应根据实际问题的特点和要求,创设良好情境,根据教学内容的要求组织适当的活动和实验,通过合理的检测设和猜想,引导学生在观察、讨论、交流与猜测的过程中,发现问题,探索规律；然后引导学生去验证和证明,逐步培养学生探索和解决问题的能力.

关 键 词 ：　初中数学实验教学 问题情境 小组活动

长期以来,人们对数学教学的认识就是概念、定理、公式和解题,认为数学学科是一种具有严谨系统的演绎科学,数学活动只是高度的抽象思维活动.但是,历史表明,数学不仅是逻辑推理,还有实验.计算机的出现改变了数学只用纸和笔进行研究的传统方式,给数学家的工作带来了最先进的工具,丰富和发展了“数学实验”的内涵,特别是利用计算机成功地解决“四色问题”对数学领域产生了巨大的影响.因此,我们说数学实验教学是最有效的教学方式.在数学实验教学中,教师不能仅满足于定义、性质等方面的讲解,还应根据实际问题的特点和要求,通过直观教具,动手操作、思维活动等作出某些合理的检测设和猜想,然后引导学生去验证和证明,促使学生再发现和再创造.那么,如何优化数学实验教学呢?

一、创设良好情境,开展实验教学

好的数学情境能唤起学生的问题意识、参与意识和合作意识,从而掌握数学探究方法.通过创设问题情境,引导学生以探究的方式进行数学学习,从已有的生活经验出发,通过质疑、探究、讨论的方式亲身体验数学、理解数学.

1.以实际问题创设问题情境,调动学生积极性.

数学实验的情境创设功能就在于使数学学习活动贴近生活实际和社会实际,为学生开辟了一个真实的数学情境.让学生在具体情境中发现问题,诱发学生的求知欲,激发学生思考和实验的兴趣.如在学习《平面图形的密铺》一节时,先引导学生观察并思考广场、室内木地板的铺设图案,然后提出平面镶嵌问题.为了让学生学会使用地砖铺地面,可以进行模拟实验,让学生使用不同形状的纸卡,以取代瓷砖的不同形状,分组实验.在实验中,学生充分发挥想象力,不仅学会了其中的道理,而且设计出了不同风格的地面装饰.由此,调动了学生参与数学实验的积极性.

2.以游戏创设问题情境,激发学生的求知欲.

针对初中学生喜欢游戏的心理特点,在课堂上使用游戏,以创设问题情境.如在学习“整式的加减”时,先让学生任意写一个两位数,然后交换这个两位数的个位数字与十位数字,得到一个新的两位数,然后又求新旧两个两位数的和,再除以原两位数的两位数字之和,最后由教师猜测结果.学生觉得很奇怪：为什么老师能猜出结果?这样就有效地激发了学生的求知欲.

3.以数学故事创设问题情境,激发学生的兴趣.

数学故事生动形象有趣,又能反映知识的形成过程,且内含着一定的哲理,有的体现知识的本质.如讲解《有理数的乘方》新课时,可以“印度国王奖赏象棋发明家的故事”为素材,增加趣味性,进而发现规律.又如学习“利用三角形全等测距离”时,以拿破仑作战期间利用相关知识巧妙测量敌军碉堡与阵地距离的故事.从而使学生在愉快有趣的情境中学会了探究,学到了知识.

二、小组活动与实验,丰富实验教学

小组活动与实验是实验教学的主要活动形式.教师可根据教学内容的要求组织适当的活动和实验,并根据数学形式的活动与案件的具体情况,最好是2～4人为一组的形式,也可以是个人探索或全体进行.实验的具体操作过程,实际上就是在教师的引领下,学生主动探究的过程.学生学习的过程实际上是在探究性数学实验中主动探索知识的过程.因此,教师的适时指导和引导是很关键的.同学们通过实验操作进行观察、分析、探索、猜想和归纳,从而亲身体验数学、理解数学.

三、自主讨论和交流,拓展实验教学

这是开展数学实验教学的重要组成部分,也是培养合作精神及学生创新能力至关重要的.在数学实验教学活动中,让学生积极参与数学实验活动,对技能和思维发展,提高学习成绩,培养兴趣态度,以及思想品质的形成都具有一定积极意义.数学实验教学非常有利于培养学生合作交流的意识,学生在自主探索、合作交流的进程中,很可能产生不同的思路和方法.因此,要让学生积极主动地参与和讨论,集体交流.学生在交流中,要虚心听取别人的意见看法,在思路不同、方法不同的情况下,讨论和交流,尽可能地达成一致.

四、合理归纳和猜想,深化实验教学

数学猜想实际上是一种数学想象,是人们探索数学规律和本质的一种策略.归纳和猜想在数学实验教学中常常是分不开的,有的时候甚至是先提出猜想,后通过实验的验证,也就是人们所说的预料之中.根据实验观察到的现象进行数据分析,公平推理,寻找规律,是数学实验教学的反映程度对目标的实现,对实验成功的关键.一是注重数学教学的过程化,让学生充分经历归纳、猜想的基本过程.二是进行有效引导,提供给学生归纳、猜想的平台.要培养学生归纳猜想能力,首先就要让学生会观察,会按照自己的直觉经验进行大胆的猜想.教师要积极有效地引导,防止学生漫无目的地猜测.如多边形的教学：你会画四边形吗?如果会,请试画一个.拿起你手中的四边形,找出四个内角,并作上记号,剪下四个内角,把它们拼在一起（四个角的顶点重合）,发现了什么?这样引导,学生目的非常明确,他们会把四个角拼在一起,发现四个角拼成一个周角.如果教师直接问：“请观察四边形四个角,猜一下它们有什么关系?”那么学生就会毫无目标,找不到方向.但只要教师适当有效地引导,学生自然就朝着教师预设的方向思考,进行有目的的猜想.

五、及时验证与数学化,完善数学实验教学

提出猜想得到结论,并不代表实验结束,还需要通过自主探究、动手实践,对猜想进一步验证.验证的方法通常有实验法、演绎法和反例法.鼓励学生进行探究活动,通过猜想、验证,亲自解决问题.让学生明白,数学中只有经过理论证明而得出的结论才是可信的.

数学实验教学是一种新型的教学模式,这一模式的产生是现代数学的必然产物.在数学实验教学中,我们必须给学生自主探索的机会,引导学生在观察、讨论、交流与猜测的过程中,发现问题,探索规律；引导学生从不同角度去分析解决问题,逐步培养学生探索和解决问题的能力.