如何優化數學實驗教學

摘 要： 在數學實驗教學中，教師應根據實際問題的特點和要求，創設良好情境，根據教學內容的要求組織適當的活動和實驗，通過合理的假設和猜想，引導學生在觀察、討論、交流與猜測的過程中，發現問題，探索規律；然后引導學生去驗證和證明，逐步培養學生探索和解決問題的能力。

關鍵詞： 初中數學實驗教學 問題情境 小組活動

長期以來，人們對數學教學的認識就是概念、定理、公式和解題，認為數學學科是一種具有嚴謹系統的演繹科學，數學活動只是高度的抽象思維活動。但是，歷史表明，數學不僅是邏輯推理，還有實驗。計算機的出現改變了數學只用紙和筆進行研究的傳統方式，給數學家的工作帶來了最先進的工具，豐富和發展了“數學實驗”的內涵，特別是利用計算機成功地解決“四色問題”對數學領域產生了巨大的影響。因此，我們說數學實驗教學是最有效的教學方式。在數學實驗教學中，教師不能僅滿足于定義、性質等方面的講解，還應根據實際問題的特點和要求，通過直觀教具，動手操作、思維活動等作出某些合理的假設和猜想，然后引導學生去驗證和證明，促使學生再發現和再創造。那么，如何優化數學實驗教學呢？

一、創設良好情境，開展實驗教學

好的數學情境能喚起學生的問題意識、參與意識和合作意識，從而掌握數學探究方法。通過創設問題情境，引導學生以探究的方式進行數學學習，從已有的生活經驗出發，通過質疑、探究、討論的方式親身體驗數學、理解數學。

1.以實際問題創設問題情境，調動學生積極性。

數學實驗的情境創設功能就在于使數學學習活動貼近生活實際和社會實際，為學生開辟了一個真實的數學情境。讓學生在具體情境中發現問題，誘發學生的求知欲，激發學生思考和實驗的興趣。如在學習《平面圖形的密鋪》一節時，先引導學生觀察并思考廣場、室內木地板的鋪設圖案，然后提出平面鑲嵌問題。為了讓學生學會使用地磚鋪地面，可以進行模擬實驗，讓學生使用不同形狀的紙卡，以取代瓷磚的不同形狀，分組實驗。在實驗中，學生充分發揮想象力，不僅學會了其中的道理，而且設計出了不同風格的地面裝飾。由此，調動了學生參與數學實驗的積極性。

2.以游戲創設問題情境，激發學生的求知欲。

針對初中學生喜歡游戲的心理特點，在課堂上使用游戲，以創設問題情境。如在學習“整式的加減”時，先讓學生任意寫一個兩位數，然后交換這個兩位數的個位數字與十位數字，得到一個新的兩位數，然后又求新舊兩個兩位數的和，再除以原兩位數的兩位數字之和，最后由教師猜測結果。學生覺得很奇怪：為什么老師能猜出結果？這樣就有效地激發了學生的求知欲。

3.以數學故事創設問題情境，激發學生的興趣。

數學故事生動形象有趣，又能反映知識的形成過程，且內含著一定的哲理，有的體現知識的本質。如講解《有理數的乘方》新課時，可以“印度國王獎賞象棋發明家的故事”為素材，增加趣味性，進而發現規律。又如學習“利用三角形全等測距離”時，以拿破侖作戰期間利用相關知識巧妙測量敵軍碉堡與陣地距離的故事。從而使學生在愉快有趣的情境中學會了探究，學到了知識。

二、小組活動與實驗，豐富實驗教學

小組活動與實驗是實驗教學的主要活動形式。教師可根據教學內容的要求組織適當的活動和實驗，并根據數學形式的活動與案件的具體情況，最好是2～4人為一組的形式，也可以是個人探索或全體進行。實驗的具體操作過程，實際上就是在教師的引領下，學生主動探究的過程。學生學習的過程實際上是在探究性數學實驗中主動探索知識的過程。因此，教師的適時指導和引導是很關鍵的。同學們通過實驗操作進行觀察、分析、探索、猜想和歸納，從而親身體驗數學、理解數學。

三、自主討論和交流，拓展實驗教學

這是開展數學實驗教學的重要組成部分，也是培養合作精神及學生創新能力至關重要的。在數學實驗教學活動中，讓學生積極參與數學實驗活動，對技能和思維發展，提高學習成績，培養興趣態度，以及思想品質的形成都具有一定積極意義。數學實驗教學非常有利于培養學生合作交流的意識，學生在自主探索、合作交流的進程中，很可能產生不同的思路和方法。因此，要讓學生積極主動地參與和討論，集體交流。學生在交流中，要虛心聽取別人的意見看法，在思路不同、方法不同的情況下，討論和交流，盡可能地達成一致。

四、合理歸納和猜想，深化實驗教學

數學猜想實際上是一種數學想象，是人們探索數學規律和本質的一種策略。歸納和猜想在數學實驗教學中常常是分不開的，有的時候甚至是先提出猜想，后通過實驗的驗證，也就是人們所說的預料之中。根據實驗觀察到的現象進行數據分析，公平推理，尋找規律，是數學實驗教學的反映程度對目標的實現，對實驗成功的關鍵。一是注重數學教學的過程化，讓學生充分經歷歸納、猜想的基本過程。二是進行有效引導，提供給學生歸納、猜想的平臺。要培養學生歸納猜想能力，首先就要讓學生會觀察，會按照自己的直覺經驗進行大膽的猜想。教師要積極有效地引導，防止學生漫無目的地猜測。如多邊形的教學：你會畫四邊形嗎？如果會，請試畫一個。拿起你手中的四邊形，找出四個內角，并作上記號，剪下四個內角，把它們拼在一起（四個角的頂點重合），發現了什么？這樣引導，學生目的非常明確，他們會把四個角拼在一起，發現四個角拼成一個周角。如果教師直接問：“請觀察四邊形四個角，猜一下它們有什么關系？”那么學生就會毫無目標，找不到方向。但只要教師適當有效地引導，學生自然就朝著教師預設的方向思考，進行有目的的猜想。

五、及時驗證與數學化，完善數學實驗教學

提出猜想得到結論，并不代表實驗結束，還需要通過自主探究、動手實踐，對猜想進一步驗證。驗證的方法通常有實驗法、演繹法和反例法。鼓勵學生進行探究活動，通過猜想、驗證，親自解決問題。讓學生明白，數學中只有經過理論證明而得出的結論才是可信的。

數學實驗教學是一種新型的教學模式，這一模式的產生是現代數學的必然產物。在數學實驗教學中，我們必須給學生自主探索的機會，引導學生在觀察、討論、交流與猜測的過程中，發現問題，探索規律；引導學生從不同角度去分析解決問題，逐步培養學生探索和解決問題的能力。

參考文獻：

［1］李海峰.讓思維能力在數學實驗課堂中升華［J］.湖南教育，2010（12）.

［2］霍福德.數學課堂教學離不開實驗教學［J］.數學通報，2011（11）.