浅谈“数学实验”在初中数学教学中的作用

蔡美泉

【摘要】“数学实验”教学有利于消除学生对数学的畏惧感、枯燥感与厌烦感，提高学生的学习兴趣，给学生带来学习数学的快乐，加强他们对数学认知的直观性、形象性，同时也为他们提供了广阔的探究天地。

【关键词】数学实验激趣创新

【中图分类号】G633.6 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）06-0129-01

数学是一门具有科学性、严密性、抽象性的学科。就其知识结构而言，相对于其他学科具有更高的抽象性，要求学生具有更强的概括能力；就其思维结构而言，已由小学算术中形向思维不断向抽象思维过渡。对学生的逻辑思维能力与空间想象能力等都比以往提出了更高的要求。这种思维结构的突变性使得部分学生无法较好地适应初中的学习。如果我们不加以重视则会导致学生成绩的急剧下降，学习兴趣、信心丧失，给初中数学整体教学水平的提高制造了一个较大的难题。而“数学实验”教学正是有利于消除学生对数学的畏惧感、枯燥感与厌烦感，提高学生的学习兴趣，给学生带来学习数学的快乐，加强了他们对数学认知的直观性、形象性，同时也为他们提供了广阔的探究天地。对大面积提高初中数学教学水平具有重要的现实意义。

以下就“数学实验”在教学中的作用谈谈自己的一些看法：

一、“数学实验”是激发学生学习兴趣，提高学生运用数学能力的法宝。

现实生活中有不少学生，特别是农村中学的学生，他们从小生活在农村见识少、知识面狭窄，所学知识均是书本知识，对生活中常见的一些现象缺少观察与实验。因此，他们认为所学知识对自己将来没用，更有甚者采取了“学那么多干什么？会写字就可以了”的态度。针对这一现象，激发学生学习数学兴趣就显得尤其重要了，而“数学实验” 又是提高他们运用数学能力的法宝。例如：在讲“三角形三边的关系”时，我们可以通过几组不同长度的三条木棒，通过学生自己动手，问哪几组木棒可以钉成三角形支架，能组成三角形支架的三条木棒之间有何关系？从而引导出它们的性质。又如：在学习“ 解直角三角形”后，可让学生进行如下实验：用三角板、刻度尺测量学校旗杆（教学楼）的高度。

通过以上两个实验，正是从学生周围事物出发，使他们普遍认识到“现实生活需要数学”，知识不是没用的东西的道理。

二、“数学实验”是学生进行探究学习的有效途径。

在数学教学中，课本每章的章首语都是实际问题的导入，要重视章首语材料的数学实验的挖掘，要创造性地使用教材；还有每章后面的应用举例、穿插在章节其中的阅读材料，往往与生活经验息息相关，让学生经历其中，亲手实验，才会感悟“需要产生数学”。由此体会数学的价值，体会前人创造数学的人生价值，激发学习的兴趣，从而自觉地关注和探究数学知识的形成和应用过程。

如在二次函数的章首语中有这样一个引例：用长20m的篱笆，一面靠墙围成一个长方形的园子，怎样围才能使园子的面积最大？最大面积是多少？

这个问题中，首先，学生对“函数”的概念恐已遗忘，需要重新设计情景加深对概念的体验和理解，尤其要让学生体验函数的形成和应用过程；其次，在与学过的函数对比中抽象出“二次函数”的概念，是一个“强抽象”的过程，应任其自然过渡（由学生命名）；再次，由于知识缺乏等因素，在应用结果（求最大值方法）的探究上留下了一點遗憾，激发了学生进一步探究学习二次函数应用过程和方法的欲望。

在教学本节课前本人先设计学生操作实验如下：

1.调查校园环境，利用已有环境的条件，设计如下方案：用长20m的篱笆围成一个长方形的生物实验基地；

2.画出图样，并提供利用有关自然环境资源的说明，标注图样尺寸和面积；

3.尽可能设计多个方案，比较哪个恰当？哪个方案的基地面积最大？（大致方案：一面靠墙、两对面靠墙、一组邻边靠墙、四面都不靠墙）

4.选择利用一种自然环境资源的设计方案，写出面积Y与长方形基地的一边长X的函数关系式；

5.对比已学过的函数类型，请你像科学家一样命名这种函数；

6.用选取多个X值的方法 ，探究当X为何值时，Y有最大值，并求出这个最大值；

7.写出实验报告，课堂交流实验成果；

8.实验延续。

探讨从校园环境的美学角度、从充分利用自然资源、利用有限的20m篱笆等因素，设计“基地”图样，以备日后学习研究之用。

学生个体通过对本实验的设计和探究，普遍理解了“需要产生数学”的道理；理解了面积Y随着边长X的变化而变化的“函数关系”，增进了对函数概念的理解；体验了二次函数的形成和产生过程，了解了二次函数可以求最值等……。因此，“数学实验”正是引导学生从实际生活经验出发，在自主活动中创造数学，理解数学对象的实际意义，使学生在探究能力上有了一定的培养和提高。

三、“数学实验”点燃了学生创新的火花、唤起了学生强烈的求知欲。

数学的学习并非一个被动的接受过程，而是一个主动的构建过程。也就是说数学知识不能从一个人迁移到另一个人，一个人的数学知识必须基于个人对经验的操作、实验、交流，通过反省来主动构建。

例如在学习“直线与圆的位置关系”一节，可采取以下的操作过程：

1.设问题情景：播放“海上日出”片段；

2.学生提出问题，引发学生观察思考：“太阳从海平面浮出到海面，直至跳出海面”这一过程的画面中含有什么几何图形？

3.请你画出这一过程中所含平面几何图形的草图，思考这些图形之间的位置关系如何？并且给予命名；

4.你能再举出一些生活中的实例（如：自行车轮子在公路上飞转等），说明直线与圆具有上述三种位置关系吗？

5.你能用什么特征区分这三种位置关系？（如：交点个数、d与r的数量关系或时间先后顺序等）

6.你能归纳出探究上面问题的观点和方法吗？

7.写出实验报告，课堂交流实验成果。

8.实验延续。

通过上述的实验操作过程，使学生体验到自己从生活实例中，抽象出数学图形和数学概念，并能像科学家一样命名自己的发现，学习的成就感得以极大的满足，促使他们进一步钻研它们之间的内在联系与特征，由此激活了他们对数学的求知欲、也点燃了他们创新的火花。

实践证明在教育教学中注意采用上述方法对提高学生的学习兴趣、学习成绩，开拓他们的创新精神，大面积提高初中数学的教学质量有着巨大的促进作用。

总之，“数学实验”是引导学生从实际出发，在自主活动中创造数学，理解数学对象的实际含义、领会数学的真谛，进而达到“学数学用数学”的目的。它为我们的教、学生的学提供了广阔的天地。新一轮的课程改革也对此提出了更高的要求。作为教师的我们又何不构造一个“实验”让学生去尝试呢？让他们也当一回“数学家”。