重视知识呈现过程 将成功权还给学生

──初中数学实验教学之我见 

摘  要： 数学实验教学是数学教学的一条全新的思路，是一种十分有效的再创造式数学教学方法。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。

关键词：  数学实验教学  动手操作  创新思维  数学应用意识 

《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。” 大多数小学生学习数学轻而易举，而且学得都很好，主要是因为数和数加、减、乘、除等知识与生活中的实例息息相关，学生可以从生活中获得经验。而进入初中后，随着知识的加深，代数、几何的出现，学生的已有经验显得明显缺乏，加之初中数学教学过分强调形式化的逻辑推导和形式化的结果，而对数学发现过程的展示和数学直观性的背景注意较少，从而给学生的数学学习带来困难。因此，在初中数学课堂教学中恰当地引入数学实验，为学生学习数学提供一些感性材料，帮助学生从形象思维向抽象逻辑思维过度，是符合学生的年龄特点的。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。

根据笔者对我县数学教师的调查显示：绝大部分教师认为做数学实验是必要的，但在实践中，数学实验却做得很少。下面本人就“数学实验”结合自己的教学经历谈几点自己的拙见。

一、借助实验教学，有助于激发学生兴趣，加深对概念的理解。

爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师”，初中生的好奇心理是由他们的年龄特点决定的。直观性教育是吸引学生注意力，然后产生联想、概括和抽象的最好方法。

案例1：“一元一次不等式组”的概念教学。

教师可带上天平，先让两位学生根据老师的要求上台操作实验实验1，实验2，提问怎样用天平来估计一颗螺母的质量？实验1：把螺母放在天平的左侧托盘内，移动游码至刻度2g，发现天平向左侧倾斜，怎样来表示这颗螺母的质量呢？提问得：X>2（教师板书）这样又让学生体验到了不等式的来历。实验2：再次移动游码至刻度3g，发现天平向右侧倾斜，又怎样来表示这颗螺母的质量呢？同理得：X<3（教师板书）教师请实验同学回到座位后可以总结“原来这颗螺母的质量为大于2g而小于3g ，也即把这两个不等式合在一起作为限制条件。我们用大括号连接起来，记作 这样的式子就叫做一元一次不等式组。这样的新课导入，既使学生得到了实验的参与，绝大部分同学引发了兴趣，提高了注意力，又使不等式和不等式组的概念变为看得见，摸得着，充分照顾学习困难的同学积极参与，积极投入。

二、制作数学模型，有助于学生自己发现内在的规律性

教育心理学专家早已作论断，学生听，教师讲，只能记得15%。如果学生自己看书，可以记得其中的25%，如果既看又听，效果不只是两者的代数和，而是65%，这是一个很大的飞跃。如果不仅用耳听，而且动眼看，动手做，动口念，特别是多动脑筋，效果自然会更好。让学生制作数学模型，首先是培养了学生的动手操作能力，而且在做前的准备工作上，仔细地学习，仔细地观察，仔细地琢磨，甚至测量和计算，使在制作中体会到了其中内在的规律性。

案例2：七年级新生一开始要学习“数轴”。这是一个很抽象的概念，教师不妨在前一天布置同学回家观察温度计，并用卫生筷制作一支仿真的温度计。然后在上新课时老师准备一些实验室里的温度计发给同学，让他们仔细对照检查是否有做得不完善或不正确的地方，尽可能让学生先说。接下去老师提问：（1）温度计是否有刻度（包括零刻度线）？（2）刻度是否均匀？（3）刻度标法顺序是怎样的？（4）在相邻的两条刻度线之间能否再刻上更小的刻度线？（5）温度计上的刻度排列是否有方向性？（6）这个温度计能否做得很长很长，刻度标得更多些？学生根据自己的制作和观察一般能回答上来，然后我们把这支温度计抽象成一条向两方无限伸展的数轴，引出课题。这样的导入，不光是让学生从实例中体会到了数轴的形象，而且感觉到了创造数学的过程。对于数学目标来讲，数轴的三要素尽显其中，渗透了数形结合的思想，为接下去画数轴，在数轴上找表示有理数的点和说出数轴上的点所表示的有理数，以及下一节数轴上有理数大小的比较，扫清了理解上的障碍。

三、通过数学实验，有助于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3：在七年级数学“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双是多少？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，使学生的认识上升到一种理性的高度：盐的质量分数＝盐的质量/盐水的质量。这样处理，远比教师空洞的说教效果要好。

四、精心设计数学实验，有助于培养学生的创造性思维。

我们知道，数学家发现数学规律的过程是坎坷的，甚至经历多次失败。尽管学生在老师指导下发现真理与科学家发现真理的过程是不完全相同的，但学生发现那些在科学上早已被发现的东西的时候，他是像第一次发现者那样去推理的，这是被教育心理学家已经肯定的。如果我们教师在教学中直接了当地给出数学结论，学生会感到乏味，提不起兴趣，因为这仅仅是灌装知识，抹杀了学生的创造性思维。如果在教学中剪辑一些发现者的经历，让学生重复再现，其结果是学生好像自己发现结论那样兴奋。

案例4：在“三角形三边关系”一课学习时，课前先请同学准备三根细竹条和一把剪刀，先让学生首尾顺次连接围成一个三角形，教师可在投影仪上同步指导性操作。设问：是否任意长度的三条线段都能首尾顺次连接组成一个三角形？接着请同学各自量出三角形三条边的长度，并记录下来，然后把最短的边剪去一小段，再去围三角形，观察会出现什么现象？测量三边并记录，再剪去一小段，观察又会出现什么现象？再测量记录，这样重复到不能组成三角形为止。根据实验和记录，教师可引导学生思路：三边长度（数）的变化是怎样影响三角形（形）的变化的，在教师的诱导下，大部分同学会很自然地导出“三角形任何两边之和大于第三边”的三角形三边关系。最后让学生口算验证自己的实验结果，初步巩固实验结论，然而要理性地认识这个结论，还要从“两点之间线段最短”加以引证，找到它的理论根据来稳固实验结论。这是学生动手、观察、想象、归纳和论证等各方面能力的集中训练，是学生再现了发现数学结论的全过程。通过实验，手脑并用，既体现了数形结合的教学程序，又培养了学生的创造性思维。

五、利用数学实验，有助于强化学生的数学应用意识

应用数学知识解决实际问题,是数学教学的出发点和归宿。发展学生的应用意识是数学教学的重要目标之一。 通过数学教学，帮助学生树立数学应用意识是素质教育的一项重要任务。这就要求教师必须创设一种实验环境，使学生能受到必要的数学应用的实际训练，否则强调应用意识就成为一句空话。

案例5：学校每年要举行运动会，运动会后，我结合“一元一次方程的应用）一节内容编了这样一组应用题，作为拓展训练：

1.在校运会1500m长跑运动场上，起跑5分钟后，甲运动员比乙运动员多跑了一圈（本校操场一圈为200 m），假设两人的速度不变，甲比乙早多少时间到达终点？此时乙离终点还有多少米？

2.在3000m长跑比赛中，运动员乙的速度是每分钟80米，运动员甲的速度是乙的 倍，现在甲在乙的前方50米处，问：几分钟后甲乙两人相遇？他们会第二次相遇吗？全程比赛中他们一共有几次相遇？

表面上题目是行程问题中的“相遇”题型，学生根据与实际生活相联系，分析出实际上是“追及”题型的应用题。 这些应用到的数学知识虽简单，但与实际生活紧密联系的却并不多，通过实验，使学生领悟到跑道上也蕴含着丰富的数学知识。这样不仅能够激发学生学习数学的兴趣，还能激励学生多把数学知识应用于生活。

学生在实验情境中的“做”中学，对知识形成过程，对问题发现、解决、引伸、变换等过程的实验模拟和探索，这种实验式的教和学拓宽了学生的思维活动空间，使他们的思维更有深刻性和批判性。同时，它不仅仅关心学习者“知道了多少”，更关心学习者“知道了什么”、“怎样知道的”。它追求的不仅仅是解决了数学问题，更重要的是理解、发现和创造，是解决问题的数学精神和乐趣。这是一种新的求实精神，因而它更多的是对传统数学教学的矫正，至少也是一种有益的补充。 伴随着CAI技术的日新月异，数学实验的教学内容将逐渐增加，实验素材库将不断壮大，实验技术将更为先进与精巧，因而数学实验的教学思想和模式将具有更为广阔的天地、更为重大的作为。

让我们合理运用实验教学，充分发挥其作用。倡导学生主动参与、交流、合作、探究等多种学习活动，改进学习方式，使学生真正成为学习的主人。从小培养学生科学的研究态度，拓展思路，形成创新意识，最终培育出更多高素质的优秀人才。

参考文献：

1.《浅谈新课标下如何引导和培养学生提出数学问题》，陈志明，《中学数学教育》2005.11

2．韦辉梁      数学实验的学习环境和教学方法                          2005.1