江蘇省淮安市北京路中學(xué) 彭 萍

優(yōu)化數(shù)學(xué)實驗，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)

江蘇省淮安市北京路中學(xué) 彭 萍

《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中強調(diào)：“有效的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)不是單純地依賴模仿與記憶，而是在動手實驗過程中交流合作、自主探究?！彼裕處煈?yīng)在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生開展數(shù)學(xué)實驗活動，在數(shù)學(xué)實驗過程中幫助學(xué)生探究知識，這樣，學(xué)生就能夠掌握基本技能。從這個意義上說，數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)該重視實驗教學(xué)的開展，同時不斷優(yōu)化實驗教學(xué)，力爭讓學(xué)生在實驗過程中獲得一定的數(shù)學(xué)思想方法與廣泛活動經(jīng)驗，從而切實提高數(shù)學(xué)探究能力。

一、營造實驗教學(xué)氛圍，激發(fā)學(xué)生的求知欲望

美國認(rèn)知心理學(xué)家奧蘇伯爾認(rèn)為：人是一種趨向性極強的個體，其心理變化特征是隨著其對事物有興趣時才能主動接觸，并且進行積極探索。因此，教師在開展數(shù)學(xué)實驗教學(xué)過程中，要盡力營建好實驗的氛圍，同時在面對數(shù)學(xué)問題情境中促使學(xué)生形成主動的求知欲望，從而激起探究知識的興趣。例如：在教學(xué)“三角形”時，其中三角形中的角平分線、中線等相關(guān)知識較多，探究它們之間的關(guān)系時學(xué)生容易混淆，此時為了讓教學(xué)過程更符合學(xué)生的認(rèn)知心理而產(chǎn)生期待，就開展了這樣的數(shù)學(xué)實驗來激發(fā)它們的探究興趣：教師拿出一個課前準(zhǔn)備好的三角形紙片，然后用筆尖把這個三角形紙片支起來，接著用手把筆尖抬高，另一只手把紙片進行慢慢的旋轉(zhuǎn)。此時學(xué)生們清楚地看到這個三角形紙片并沒有馬上落下來。學(xué)生們看著這樣的實驗，心里并不清楚教師開展這樣的實驗與今天學(xué)習(xí)的內(nèi)容有什么樣的聯(lián)系，于是，教師馬上要求所有學(xué)生開展同樣的實驗。然而，在下面的自主實驗中很多學(xué)生卻沒有讓實驗成功，對于這樣的情況，學(xué)生們更加疑惑：為什么這個實驗我們不成功？實驗與數(shù)學(xué)原理存在什么關(guān)系？帶著這樣的疑問開始下面的學(xué)習(xí)。

二、運用數(shù)學(xué)實驗教學(xué)，揭示知識的形成過程

著名的教育家蘇霍姆林斯基說：“人的心靈深處都希望自己成為學(xué)習(xí)的發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者?！蔽覀冎溃瑪?shù)學(xué)是一門邏輯思維強的學(xué)科，很多知識點需要通過實驗來驗證，并且知識的形成過程要通過數(shù)學(xué)實驗來展示這樣的形成過程。因此，開展數(shù)學(xué)實驗不僅可以給學(xué)生提供參與數(shù)學(xué)實驗的機會，還可以促進其通過自主探究來理解知識、獲得技能。我們知道，初中數(shù)學(xué)中概念、定義、定理和公式比較多，要真正理解這些內(nèi)容還需要輔助以直觀的教學(xué)方法，而直觀的教學(xué)方法莫過于開展數(shù)學(xué)實驗，所用新課程標(biāo)準(zhǔn)中強調(diào)數(shù)學(xué)教學(xué)要重視開展數(shù)學(xué)實驗，利用實驗來揭示知識的形成過程，在過程中尋找數(shù)學(xué)知識的規(guī)律，不斷優(yōu)化實驗教學(xué)，盡量讓學(xué)生自己動手開展實驗，以便于發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識規(guī)律。例如：在教學(xué)“直線與圓的位置關(guān)系”時，就開展了這樣的實驗：教師拿出在課前準(zhǔn)備好的一根細線與一枚一元錢的硬幣，把這根細線先固定起來，讓硬幣從遠處運動逐漸靠近這根細線。通過教師的演示，硬幣可能遠離直線、相交于一點，或有兩個點相交。這樣，學(xué)生在觀察這個實驗的過程中就可以通過比較、分析得出直線與圓存在幾種關(guān)系。

三、以數(shù)學(xué)實驗為載體，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力

無數(shù)的教學(xué)實踐證明，開展數(shù)學(xué)實驗是滲透數(shù)學(xué)應(yīng)用意識的有效手段。在教學(xué)過程中，通過創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)實驗情境，反映數(shù)學(xué)在實際生活中的應(yīng)用，這樣，可以讓學(xué)生感知數(shù)學(xué)學(xué)科的應(yīng)用價值。例如：在教學(xué)“相似三角形”這一內(nèi)容時，就開展了這樣的實驗讓學(xué)生感知相似三角形在實際生活中的應(yīng)用：課前準(zhǔn)備好卷尺、標(biāo)桿等，請學(xué)生自主設(shè)計實驗過程，測量出給定的旗桿高度。學(xué)生們根據(jù)相似三角形的性質(zhì)，利用比和比例的關(guān)系最終設(shè)計出實驗步驟，從而測量出旗桿的高度。同樣，在教學(xué)求弧長公式后，就開展這樣的實驗：學(xué)校運動場跑道是400 m、800 m的環(huán)形跑道，給出跑道的起點與終點，如何測量兩頭半圓的弧長？應(yīng)該說這樣的問題是比較簡單的，然而這樣的實驗具有一定的操作性。它能有效地培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力與數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，使學(xué)生感受數(shù)學(xué)學(xué)科的實用價值。開展數(shù)學(xué)實驗一直是初中數(shù)學(xué)教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)，優(yōu)化數(shù)學(xué)實驗更是亟待加強的問題。新課改提倡探究式教學(xué)。然而，探究僅局限于教師的課堂傳授與黑板中的演算，這是與新課改倡導(dǎo)的“做數(shù)學(xué)”的理念背道而馳的。因此，我們應(yīng)該認(rèn)真踐行新課改理念，更應(yīng)該在遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的基礎(chǔ)上不斷優(yōu)化數(shù)學(xué)實驗，這樣才能切實培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)探究能力。

四、以生活為背景實驗，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力

現(xiàn)代教育理論告訴我們，教學(xué)唯有將學(xué)生的實際生活作為背景才能真正取得實效。我們知道，數(shù)學(xué)知識邏輯性強，并且很多概念比較抽象，如何利用實際作為理解數(shù)學(xué)本質(zhì)的載體一直數(shù)學(xué)教學(xué)中教師比較困惑的問題。而數(shù)學(xué)實驗具有一定的“直觀”性，課堂中可通過數(shù)學(xué)實驗把知識直觀地呈現(xiàn)出來，從而幫助學(xué)生抓住概念的本質(zhì)。例如：在教學(xué)“相似三角形”時，教師拿出一個課前準(zhǔn)備好的三角形紙片問：“誰能把這個三角形剪成兩個相似的三角形呢？”這樣貼近生活的問題可以引發(fā)學(xué)生有兩種情況的思考：能或不能。如果能剪的話應(yīng)該怎樣來剪？想到能剪的學(xué)生往往首先想到特殊三角形，如等腰三角形或直角三角形。剪紙這樣的手工活動直觀形象，學(xué)生在小學(xué)階段已經(jīng)在手工課中接觸過這樣的活動。然而，用這樣的活動來闡述數(shù)學(xué)知識還需要認(rèn)真的探究。在數(shù)學(xué)教學(xué)中通過種種實驗操作活動，既可以促使學(xué)生更加深入扎實學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，同時又讓他們在探究過程中準(zhǔn)確抓住數(shù)學(xué)知識的本質(zhì)特征，這樣學(xué)生才能在數(shù)學(xué)實驗過程中產(chǎn)生思維的發(fā)散，從而有效提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

綜上所述，在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中開展數(shù)學(xué)實驗應(yīng)該以學(xué)生的動手操作為載體，進一步引導(dǎo)學(xué)生開展探究活動。因此，我們應(yīng)該不斷優(yōu)化數(shù)學(xué)實驗，在實驗過程中既關(guān)注學(xué)生在實驗過程中學(xué)到多少，更關(guān)心學(xué)生在實驗過程中發(fā)現(xiàn)了什么，是如何發(fā)現(xiàn)的。這樣，數(shù)學(xué)教學(xué)過程就變成了讓學(xué)生吸收、探究、內(nèi)化、發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造的過程。