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刊名: 教学与研究
        Teaching and Research
主办:  中国人民大学
周期:  月刊
出版地:北京市
语种:  中文;
开本:  大16开
ISSN: 0257-2826
CN:   11-1454/G4
邮发代号: 2-256

历史沿革:
现用刊名:教学与研究
创刊时间:1953

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初中数学实验教学的有效探索

【作者】 陈道增

【机构】 (浙江省玉环市芦浦初级中学)


【正文】  摘 要:《数学课程标准》指出:“学生的数学学习内容应当是现实的,有意义的,富有挑战性的,这些内容要有利于学生主动地进行观察、实验、猜测、验证、推理与交流等数学活动.”有效的数学学习,不能单纯地依赖模仿与记忆,动手实验、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。数学教学中恰当地引入数学实验,使学生感受数学与现实生活的密切联系,亲历探索知识的乐趣,培养学生实事求是的科学态度和勇于探索的精神。
  关键词:数学实验;动手操作;学习数学
  数学作为一门抽象科学,依靠的是逻辑而不是观察来作为真理的标准。但是实验是科学研究的基本方法之一,“实验”不是物理、化学的专利,数学也不例外。数学实验是再现数学发现过程的有效途径,课堂教学中恰当引进数学实验,引导学生发现问题、提出猜想、验证猜想、和创造性的解决问题,可以提高学生学习数学的积极性,提高数学应用意识,培养学生用所学知识来认识和解决实际问题。
  一、 问题的提出
  数学实验是指为研究与获得某种数学理论、验证某种数学猜想、解决某种数学问题,实验者运用一定的物质手段,在典型的实验环境中或特定的实验条件下所进行的一种数学探索活动。
  数学教学中恰当地引入数学实验,是引导学生发现问题、提出猜想、验证猜想和创造性地解决问题的有效途径。在数学教学中让学生动手做数学实验,开启学生“数学的眼睛”,激发学生用数学的眼光探索数学的新知识,是调动学生热爱数学,学好数学,用好数学,促进学生有效学习。
  二、数学实验在数学教学中的有效作用
  (一)注重数学实验,激发学生学习数学的信心
  创设情境是数学实验教学过程的前提条件,其目的是为学生创设思维场景,激发学生的学习兴趣,特别是一些枯燥的数学概念的教学: 
  例1   “ 必然事件”“不可能事件”“随机事件”
  1.教师准备三个透明盒子,第一个盒子装有10个黄色乒乓球,第二个盒子装有10个白色乒乓球,第三个盒子中,装有黄、白乒乓球各5个,他们除颜色外其余都相同,事前用黑布遮盖,安排学生做摸球比赛。规则如下:
  (1)全班分成3组,每组人数相同,每组选定一个盒子,每人摸球一次,同组的同学只能从这一个盒子里摸球。
  (2)摸出球后记录颜色后放回,摇匀后下一位同学再摸,以此类推。
  (3)摸到黄球次数多的组获胜。
  2.公布比赛结果,冠军是选第一个盒子的小组,全部是黄球;亚军是选第三个盒子的小组,部分黄球;最后一名是选第二个盒子的小组,没有黄球。
  3.去掉黑布,重新比赛,如果游戏规则不变,你如何选择才能获胜?陈述理由。
  4.学习“必然事件” “随机事件” “不可能事件”等概念。
  由摸球游戏而起的争议,引发学生认知冲突,不是简单的照本宣科,而是顺着学生的总结、分析、表述、接近定义,这样引出新概念就自认而然了。
  教材中的知识是前人是通过研究得到的结果的完美呈现,略去了发生、发展、形成的复杂过程,教师在教学中根据实际情况,借助工具运用实物,向学生展示“再发生、再发展、再形成”的探索过程,有效的激发了学生的兴趣,活跃了课堂,演绎了教材,提高了学习的有效性。
  (二)注重数学实验,促进学生学习数学的主动性
  学生学习的数学应当是生活中的数学,是学生“自己的数学”。让学生最大限度的参与到教学中去,让学生用自己的思维方式,主动的获取知识。在数学实验教学中,让每个学生玩自己手中的学具,无论他发现的结论是浅显,还是深刻,都是他最真实的体验和感受,都已充分调动了他的主动参与性和探究性。
  例2    镶嵌
  学生准备若干正三角形、正方形、正五边形、正六边形纸片(如不够可分组完成)
  1.只用正方形或者是等边三角形的地板砖能不能将一块地面铺满?
  2.正五边形能不能进行镶嵌吗?
  实验观察并讨论为什么正三角形、正方形可以镶嵌,而正五边形不可以呢?
  3.我们进行了正方形,正三角形的镶嵌,又发现正五边形是不可以进行镶嵌的,下面来看普通的三角形、四边形能不能进行镶嵌呢?
  4.用不同的正多边形组合进行平面镶嵌要具备什么条件?
  5.请你用正三边形、正方形、正六边形或它们的组合设计平面镶嵌图形,配以恰当的色彩,并与同学交流。
  (三)注重数学实验,拓展学生学习数学的创造性
  数学实验是一种让学生经历知识的探索过程、发现新认识、新信息,提出新问题、解决新问题的创造性学习。
  数学学习的核心是“发现和提出问题、分析和解决问题”,引导学生动手操作,围绕某些数学问题进行思考与交流,让学生在玩中有所学,在学中有所得。数学实验给了学生动手操作、观察思考、自主探究的机会,也训练了学生从不同角度思考问题、解决问题的能力,学生经历了从特殊到一般的过程,思维层次也得到提升。
  (四)注重数学实验,强化学生数学的应用意识
  问题是数学的心脏,解题教学是数学课堂教学的基本组成部分,如果在例题教学时仅仅为了结论而讲解,为了示范而板书,不顾学生探索解题思路是如何形成的,那么学生对知识的理解是不会深刻的,教师应鼓励学生大胆尝试,积极参与数学实验,在“动态”实验中,从多方位、多角度去联想、去思考、去探索。
  (五)注重数学实验,培养学生的创造能力
  学生智力技能的形成,常常是在外部动作技能的基础上发生、发展的,是由外部的物质活动向内部的认知活动转化的过程.因此,要培养学生的创造性,教师就要通过实验教学,给学生提供更多实践的机会和更大的思维空间,引导学生用实验操作来培养他们的创新精神和实践能力。
  三、实际教学中的问题
  〈1〉数学实验一般是以问题为载体来实施的
  实验探索问题设计要有利于学生自主参与及与他人合作交流。因此,该问题要能激发学生的探究欲望,能让学生更深入地挖掘问题的内涵,能促进学生对问进行重新思考,从而提出新的问题,要能体现探究性学习的特点。
  〈2〉数学实验应呈开放学习的态度
  数学实验中,有些学生同时设计了几种不同的方法,这些方法均体现了学生所具有的创新思维的潜力。这样开放地、自由地进行数学实验操作,正式学生灵感火花、创新精神产生的前提条件。
  〈3〉数学实验应当更能体现学生“做”数学
  数学教学的过程应是教师为学生的建构活动创造一个合适的“实验环境”的过程,让学生在实验中“做数学”而不是“学数学”,使学习内容与学生本身的经验建立联系,使学生在愉悦的实验中获得新经验,从而顺利建构并发展自己的数学认知结构。数学中的很多问题和概念是可以由“做”数学实验来帮助加深理解的。
  〈4〉开展数学实验应当重视结果,但应当注重数学实验的过程和学生在实验过程中的感受和体验
  通过数学实验教学,让学生自己选取课题,建立模型,收集信息和数据,发现规律,
  从而解决问题,可以直观地理解抽象的数学内容,化枯燥为有趣;实验过程中遇到的挫折和失败可以是学生体会到研究的艰辛;小组合作的方式可以培养学生的团体合作精神及人际交往能力。
  “眼过千遍不如手做一遍”,学生通过实验的方法自己动手操作,进行一次“数学实验”,通过在实验中的观察、认识、发现、猜想、推理、证明等过程,培养分析问题、解决问题的能力,培养创新精神。培养学生科学的研究态度,使学生真正成为学习的主人,最终培育出更多高素质的优秀人才。
  参考文献:
  [1]《数学课程标准》(修改稿) 2006年10月.
  [2]陆麒丞.《计算机技术模拟数学实验与实例开发》2007.10
  [3]徐江培.《“数学实验”教学初探》中学数学教学参考  2005.1
  [4]李世杰.《用发现式实验开启学生的“数学之眼”》 中学数学教育  2005.1