运用数学实验教学 提高学生学习能力

运用数学实验教学提高学生学习能力

一、数学实验教学的实施背景

过去学生的数学活动大多表现为以归纳和演绎为特征的思维活动，简约了数学的发现过程。传统数学教学常常把数学过分形式化，忽视了探索重要数学知识形成过程的实践活动，制约了学生的发展。

谈起实验，人们往往联想到“物理实验”，“化学实验”。说到数学实验，人们都会表现出茫然和困惑。在人们的印象中，数学是一门纯理论的科学，是一个离现实生活很远，深奥难懂，令人望而生畏的“幽灵”，很少有人做过“数学实验”。

根据初中生的心理特征，他们喜欢动手操作，喜欢把新的数学知识跟现实生活、自己的经验联系起来，喜欢富有挑战性、新颖性、开放性的问题，笔者在教学实践中发现：在初中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。

数学实验教学是再现数学发现过程的有效途径，它为学生提供了主体参与、积极探索、大胆实践、勇于创新的学习环境，提供了一条解决数学问题的全新思路。信息技术与数学课程的整合，更为数学实验教学开辟了无限广泛的前景。

二、数学实验教学的理性思考

数学教育家G·波利亚曾指出：“数学有两个侧面,一方面它是欧几里得式的严谨的科学，从这方面看数学像是一门系统的演绎科学；但另一方面，创造过程中的数学看起来却像一门实验性的归纳科学。”可见，数学教学既要充分体现数学的抽象化的一面，又要重视数学创造过程中的具体化的一面。在实施新课程改革的今天，我们更应关注后者。

《基础教育课程改革指导纲要》把“以学生发展为本”作为新课程的基本理念，提出“改变过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于研究、勤于动手”。《浙江省初中数学教学建议》中指出：“选择合适的教学方法，引导学生探究。对数学概念、公理、定理、公式、法则的教学，可以设计数学游戏、数学实验等活动，让学生在活动中体验数学规律，经历数学知识的形成过程；也可以按具体到抽象、特殊到一般的原则，设计数学猜想、探究等活动，让学生经历数学公式、法则、定理的探索和发现过程。数学活动后，要引导学生反思、归纳和揭示活动中隐含的数学规律。”

数学实验教学是让学生通过自己动手操作，进行探究、发现、思考、分析、归纳等思维活动，最后获得概念、理解或解决问题的一种教学过程。在这过程中，教师通过提问引导和启发学生学习研究数学问题的方法。在数学实验教学中教师仍然处于主（要引）导的地位，而学生则处于主动学习的地位。

三、数学实验教学的基本类型

数学实验与物理、化学实验、生物实验相比，不仅需要动手，更需要动脑，思维量大是

数学实验的基本特征，根据实验教学的实践和探索，初中数学常见的实验教学大致可以归纳为以下三种形式：

（一）操作型数学实验教学

操作型数学实验教学是通过创设问题情境，对一些工具、材料的动手操作，引导学生自主探索数学知识、检验数学结论(或假设)的教学活动。这种实验教学常用于与几何图形相关知识、定理、公式的探求或验证。操作型实验教学的一般步骤是：教师提出问题→学生实验→观察分析→猜想结论→交流校正→验证或证明。

（二）思维型数学实验教学

思维型是按照真实实验方式展开的一种复杂的思维活动．思维型数学实验教学是指通过对数学对象的不同变化形态的展示，创设问题情境，引导学生运用思维方式探究数学知识、检验数学结论(或假设)的教学活动。

（三）多媒体模拟实验教学

多媒体模拟实验教学指借助于计算机的快速运算功能和图处理能力，模拟再现问题情境，引导学生自主探究数学知识、检验数学结论（或假设）的教学活动。计算机多媒体技术能为教学活动提供并展示各种所需的图文资料，创设、模拟各种与教学内容相适应的情境，为抽象的数学思维提供了直观模型，为学生的学习和发展提供了丰富多彩的学习情境和有力的学习工具。

四、数学实验教学的实施策略

（一）依托数学实验教学，加深学生对概念的理解

通常数学概念教学是教师给出概念，学生加以记忆，但学生往往对其本质属性理解不够，一知半解，更别提运用了。列夫托尔斯泰曾说：“知识，只有当它靠积极的思维得来，而不是凭记忆得来的时候，才是真正的知识。”新理念就要求教师在概念教学中注重知识的生成，引导学生从已有的知识背景和活动经验出发，提供大量操作、思考与交流的机会，让学生经历观察、实验、猜测、推理、交流与反思等过程，进而在增加感性认识的基础上，帮助学生形成数学概念。

案例1：无理数的概念教学

1．实验准备：课前准备一把剪刀、两张同样大小的正方形纸片（边长视为1）、计算器。 实验要求：1、让学生利用这些工具剪拼出面积为2的正方形；

2

的小数部分。

实验说明：考虑到本节课的特点和随着学生年龄的增长，他们的思维水平也在不断提高，

为此直接提出富有挑战性的数学问题“拼得的正方形的面积是多少？”“它的边长是多少？”的值在哪两个整数之间？”“能用分数表示吗？”引导学生进行数学实验与探索，

发展抽象思维能力．在探索了以上几个问题的基础上，学生真实体会到了面积为2的正方形的边长不能用有理数来表示，但它确实存在，切身感受到除有理数外还有一类数——点出概念“无理数”。

实验结果：拼图对学生来说易如反掌，通过动手操作，班级交流，全班一致认为最容易、最美观的拼图是：

因为已经学习了算术平方根的概念，。但接下

的小数部分”就有点困难了，教师提示：（1）输入大于1小于2的数，平方的结果比2大了，怎样调整？结果比2小呢？（2）我们能否找到一个有限的小数,使得它的平方刚好等于2？（3）大家有没有发现1.4142…出现循环,那你认为在省略

号的背后, 有没有可能出现循环?从而引导学生体验到：事实上, …是一个无限不循环的小数。

在动手操作实验和展示结果的过程中，增强学生的感性认识、培养合作精神，并从中体验成功的喜悦，当然加深了学生对概念的理解。

（二）通过数学实验教学，突破课堂中的教学难点

对于教学中的一些疑难点，如不借助于一定的实验手段，就不能调动学生思维的积极性，也很难达到预定的教学目标。

案例2，在初一数学“质量分数应用题”的教学时，由于学生缺乏自然科学中的有关知识，很难理解这点内容。这时，教师可借助实验的方法来解决这一问题。

先让每个学生准备一水杯和二份50ｇ盐。教师在讲清质量分数的概念的基础上开始做实验。教师用量杯给每个学生倒200ｇ水，然后让学生把50ｇ盐加入水中，这样这杯盐水就有250ｇ。那么盐水中盐的质量分数是多少？学生就自然地回答出。让学生尝尝咸味，感受一下。然后再把剩下的50ｇ盐加入盐水杯中，这时盐水的盐的质量分数又是多少？学生也能回答出。再让学生尝尝咸味，学生发现盐水比原来咸多了（盐的质量分数增大）。

通过实验，学生获得了深刻的感性认识，然后教师通过对实验分析、概括、推理、判断，