在數學實驗教學中培養學生的創新思維

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X(2012)O8-0237-01

《數學課程標準》指出：“學生的數學學習內容應當是現實的，有意義的，富有挑戰性的，這些內容要有利于學生主動地進行觀察、實驗、猜測、驗證、推理與交流等數學活動。” 數學家歐拉說：“數學這門科學需要觀察，也需要實驗。”實驗是科學研究的基本方法，數學學習也不例外。然而，學生的數學學習活動大多表現為以歸納和演繹為特征的思維活動，簡約了數學知識的發現過程。傳統數學教學常常把數學過分形式化，忽視探索數學知識形成過程的實踐活動，制約了學生的發展。數學實驗教學是再現數學發現過程的有效途徑，它為學生提供了主體參與、積極探索、大膽實踐、勇于創新的學習環境，提供了一條解決數學問題的全新思路。

一、數學實驗教學的理念與作用

數學實驗是根據研究目標創設或改變某種數學情境，在某種條件下通過思考或操作活動，研究數學現象和發現數學規律的過程。讓學生在教師的指導下進行數學實驗，可大大增強學生的好奇心，激發其探索和創造的欲望，使學生的學習過程變為自己動手實驗、觀察發現、猜想驗證、動腦設計的親身經歷。數學實驗能讓學生在已有的認知結構基礎上，主動發現、建構新知識，從而建構數學概念，探索和驗證數學規律，培養學生實事求是的科學態度和勇于探索的科學品質。

數學作為一門基礎性學科， 它起源于生活， 而生活的需要又推動了數學的發展。“數學實驗對激發學生的學習興趣， 促進學生將數學知識融入到生活中， 增強數學應用能力， 發展學生應用意識具有無可替代的作用。”因此， 我們在具體的教學中， 應結合實際需要考慮數學實驗教學。

二、數學實驗教學的基本環節

數學實驗教學模式的基本思路是：從問題情境出發，學生在教師的指導下，設計實驗步驟，進行探索性實驗，提出猜想、發現規律、進行證明或驗證。根據這一思路，教學模式一般包括以下五個環節。

（一）創設情境。創設情境是數學實驗教學過程的前提和條件，其目的是為學生創設思維場景，激發學生的探究欲望和學習興趣。當然問題情境的創設要精心設計，要有助于喚起學生的積極思維。

（二）活動與實驗。這是這種教學模式的主體部分和核心環節。教師根據具體情況組織適當的活動和實驗；數學活動形式可根據具體情況而定，最好是以2-4人為一組的小組形式進行，也可以是個人探索，或全班進行。這一環節對創設情境和提出猜想兩大環節起承上啟下的作用。

（三）討論與交流。這是開展數學實驗必不可少的環節，也是培養學生合作精神的重要環節。讓學生積極主動地參與到數學實驗活動中去，對知識的掌握，思維能力的發展，學業成績的提高以及學習興趣、態度、意志品質都具有積極的意義。

（四）歸納與猜想。歸納與猜想這一環節和活動與實驗、討論與交流密不可分，常常相互交融在一起。提出猜想是數學實驗過程中的重要環節，是實驗的高潮階段。根據實驗觀察到的現象進行分析，尋找規律，通過合情推理、直覺猜想，得到結論是數學實驗教學目標實現程度的體現，是實驗能否成功的關鍵環節。

（五）驗證與數學化。提出猜想得出結論，并不代表實驗結束，還需要驗證，通常有實驗法、演繹法和反例法。

三、數學實驗教學對學生創新思維能力的培養

（一）創設問題情境有利于學生想創新

學生求知欲的形成要經歷“好奇——求知——探索”三個階段。因此，數學課堂上要引導學生勇于提出問題。例如：在教學《圓錐體體積公式》時，學生看完書后，往往對“等底等高”這個條件不太在意。這時可巧設陷阱，讓學生進行倒水實驗：用圓錐體容器盛滿水倒入圓柱體容器。一個小組倒了水，還沒灌滿；而另一小組的同學卻大叫：“水溢出來了！”這是什么緣故呢？學生們議論紛紛。這一設計讓學生產生一種探索興趣，萌發出一種“自我需要”的強烈求知欲，樂于創新，既提高了學習數學的興趣，又使學生思維更活躍，充分激發培養了學生的創新意識。

（二）數學實驗教學氛圍有利于學生敢創新

心理學研究表明：學生在寬松、和諧、自主的環境中學習，才能思路開闊，思維敏捷，主動參與學習活動，從而迸發出創新的火花。實驗教學能營造和諧、平等、民主交往的良好數學課堂氛圍，使學生愉快地學習數學，激發學生對數學問題肯想、敢想的情感。例如在教學“長方形面積計算”時，提出在長6米、寬4米的房間里鋪地毯，商店有寬1米、2米、4米三種型號讓學生自由選擇。有的說“買1米拿起來方便”；有的說“買4米的鋪起來美觀大方沒有接口”；還有的說“選擇2米，這樣又方便又省錢，床底下可以不用鋪”。在教學過程中，民主的教學氛圍，讓學生處于一種輕松愉快的心理狀態。學生質疑問難，無拘無束的思考，創新意識的苞芽得到了保護，將逐步形成敢于創新的意識。

（三）數學實驗教學能讓學生愛創新

蘇霍姆林斯基說過，成功的快樂是一種巨大的情緒力量，是繼續學習的推動力。學生好奇心、求知欲強。當他們解決了一道難題后，都會從心底升起一股成就感。因此，教師要充分利用數學實驗教學，給學生滿足的機會，讓學生產生學習的成功感，進而引發積極探索的興趣和動機，讓學生體驗成功的喜悅，展示自己的閃光點。

綜上所述，數學實驗教學有利于培養學生的創新意識。教師對學生要潛心啟迪和培養，充分挖掘教材中和學生身上點點“發散性思維”的火花，利用實驗教學，最大限度地發展學生的創新思維能力。