优化数学实验，培养学生的数学素养

江苏省淮安市北京路中学 彭 萍

优化数学实验，培养学生的数学素养

江苏省淮安市北京路中学 彭 萍

《数学课程标准》中强调：“有效的数学学习不是单纯地依赖模仿与记忆，而是在动手实验过程中交流合作、自主探究。”所以，教师应在初中数学教学中引导学生开展数学实验活动，在数学实验过程中帮助学生探究知识，这样，学生就能够掌握基本技能。从这个意义上说，数学教学中应该重视实验教学的开展，同时不断优化实验教学，力争让学生在实验过程中获得一定的数学思想方法与广泛活动经验，从而切实提高数学探究能力。

一、营造实验教学氛围，激发学生的求知欲望

美国认知心理学家奥苏伯尔认为：人是一种趋向性极强的个体，其心理变化特征是随着其对事物有兴趣时才能主动接触，并且进行积极探索。因此，教师在开展数学实验教学过程中，要尽力营建好实验的氛围，同时在面对数学问题情境中促使学生形成主动的求知欲望，从而激起探究知识的兴趣。例如：在教学“三角形”时，其中三角形中的角平分线、中线等相关知识较多，探究它们之间的关系时学生容易混淆，此时为了让教学过程更符合学生的认知心理而产生期待，就开展了这样的数学实验来激发它们的探究兴趣：教师拿出一个课前准备好的三角形纸片，然后用笔尖把这个三角形纸片支起来，接着用手把笔尖抬高，另一只手把纸片进行慢慢的旋转。此时学生们清楚地看到这个三角形纸片并没有马上落下来。学生们看着这样的实验，心里并不清楚教师开展这样的实验与今天学习的内容有什么样的联系，于是，教师马上要求所有学生开展同样的实验。然而，在下面的自主实验中很多学生却没有让实验成功，对于这样的情况，学生们更加疑惑：为什么这个实验我们不成功？实验与数学原理存在什么关系？带着这样的疑问开始下面的学习。

二、运用数学实验教学，揭示知识的形成过程

著名的教育家苏霍姆林斯基说：“人的心灵深处都希望自己成为学习的发现者、研究者、探索者。”我们知道，数学是一门逻辑思维强的学科，很多知识点需要通过实验来验证，并且知识的形成过程要通过数学实验来展示这样的形成过程。因此，开展数学实验不仅可以给学生提供参与数学实验的机会，还可以促进其通过自主探究来理解知识、获得技能。我们知道，初中数学中概念、定义、定理和公式比较多，要真正理解这些内容还需要辅助以直观的教学方法，而直观的教学方法莫过于开展数学实验，所用新课程标准中强调数学教学要重视开展数学实验，利用实验来揭示知识的形成过程，在过程中寻找数学知识的规律，不断优化实验教学，尽量让学生自己动手开展实验，以便于发现数学知识规律。例如：在教学“直线与圆的位置关系”时，就开展了这样的实验：教师拿出在课前准备好的一根细线与一枚一元钱的硬币，把这根细线先固定起来，让硬币从远处运动逐渐靠近这根细线。通过教师的演示，硬币可能远离直线、相交于一点，或有两个点相交。这样，学生在观察这个实验的过程中就可以通过比较、分析得出直线与圆存在几种关系。

三、以数学实验为载体，培养学生的数学应用能力

无数的教学实践证明，开展数学实验是渗透数学应用意识的有效手段。在教学过程中，通过创设数学实验情境，反映数学在实际生活中的应用，这样，可以让学生感知数学学科的应用价值。例如：在教学“相似三角形”这一内容时，就开展了这样的实验让学生感知相似三角形在实际生活中的应用：课前准备好卷尺、标杆等，请学生自主设计实验过程，测量出给定的旗杆高度。学生们根据相似三角形的性质，利用比和比例的关系最终设计出实验步骤，从而测量出旗杆的高度。同样，在教学求弧长公式后，就开展这样的实验：学校运动场跑道是400 m、800 m的环形跑道，给出跑道的起点与终点，如何测量两头半圆的弧长？应该说这样的问题是比较简单的，然而这样的实验具有一定的操作性。它能有效地培养学生的动手实践能力与数学应用能力，使学生感受数学学科的实用价值。开展数学实验一直是初中数学教学的薄弱环节，优化数学实验更是亟待加强的问题。新课改提倡探究式教学。然而，探究仅局限于教师的课堂传授与黑板中的演算，这是与新课改倡导的“做数学”的理念背道而驰的。因此，我们应该认真践行新课改理念，更应该在遵循学生认知规律的基础上不断优化数学实验，这样才能切实培养学生的数学探究能力。

四、以生活为背景实验，提高学生的创新思维能力

现代教育理论告诉我们，教学唯有将学生的实际生活作为背景才能真正取得实效。我们知道，数学知识逻辑性强，并且很多概念比较抽象，如何利用实际作为理解数学本质的载体一直数学教学中教师比较困惑的问题。而数学实验具有一定的“直观”性，课堂中可通过数学实验把知识直观地呈现出来，从而帮助学生抓住概念的本质。例如：在教学“相似三角形”时，教师拿出一个课前准备好的三角形纸片问：“谁能把这个三角形剪成两个相似的三角形呢？”这样贴近生活的问题可以引发学生有两种情况的思考：能或不能。如果能剪的话应该怎样来剪？想到能剪的学生往往首先想到特殊三角形，如等腰三角形或直角三角形。剪纸这样的手工活动直观形象，学生在小学阶段已经在手工课中接触过这样的活动。然而，用这样的活动来阐述数学知识还需要认真的探究。在数学教学中通过种种实验操作活动，既可以促使学生更加深入扎实学习数学，同时又让他们在探究过程中准确抓住数学知识的本质特征，这样学生才能在数学实验过程中产生思维的发散，从而有效提高学生的创新思维能力。

综上所述，在初中数学教学中开展数学实验应该以学生的动手操作为载体，进一步引导学生开展探究活动。因此，我们应该不断优化数学实验，在实验过程中既关注学生在实验过程中学到多少，更关心学生在实验过程中发现了什么，是如何发现的。这样，数学教学过程就变成了让学生吸收、探究、内化、发现与创造的过程。