浅谈数学实验的基本方法
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浅谈数学实验的基本方法
姜燕
摘要:数学实验作为一种现代化技术条件全新的数学教育模式,为学生提供了主动参与、
积极探索、大胆实践、勇于创新的学习机会,其研究和应用也日益深入和广泛。运用数学实
验开展教学对提高数学课堂有效性是一个全新的思路。数学教学中应当恰当地引入数学实
验,使学生参与数学知识的构建过程,亲历探索知识的乐趣,从而培养学生实事求是的科学
态度和勇于探索的精神。
关键词:数学实验 基本方法 教学模式 应用意识
数学实验是指为了获得某些数学知识,形成或检验某个数学猜想,解决某类数学问题,
学生运用有关工具,在数学思维活动的参与下进行的一种以学生参与的实际操作为特征的数
学验证或探究活动。根据全国初中生的心理特征,他们喜欢动手操作,喜欢把新的数学知识
跟现实生活、自己的经验联系起来,喜欢富有挑战性、新颖性、开放性的问题,大量教师在
教学实践中发现:引导学生发现问题、提出猜想、验证猜想和创造性地解决问题的有效途径
就是在初中数学教学中恰当地引入数学实验。下面就数学实验教学的基本方法作一些理论思
考和实验的探索。
一、直观教具实验法
初中学生思维方式正处于形象思维向抽象思维的过渡期,往往对理性的、抽象的概念感
到难以理解。演示实验法正是通过直观教具或实物的演示、实验,给学生提供鲜明的感性材
料,帮助他们理解抽象的数学知识。因此,数学教学中应多采用演示实验法。例如:在讲授
北师大版中“蚂蚁怎样走最近”时,我们可以利用粉笔盒这个现成的长方体模型,将粉笔盒沿三
个不同方向展开,从而得到三种不同的走法,通过计算以后再比较三个距离的大小,最终求得
最短距离。教师要善于利用学生周围的具体事物或特制的模型教具进行演示,借以使学生弄
清楚有关概念和关系。如果能让学生自己动手去制作模型与教具,并自行操作演示,则有更大
的教育意义。它不仅使学生能更好地完成从感性认识到理性认识的飞跃,而且有利于学生形
成空间概念和发展空间想象力。
在教学中,采用直观教具进行数学实验,使学生初步形成概念,学会知识,掌握科学的
思维方法。提高认知能力,逐步提高自己抽象思维能力,为他们今后数学涵养的不断成长奠
定坚实基础。
二、动手操作法
动手操作,是发展学生思维,培养学生数学能力的有效途径,学生通过动手可以提高学
习效率,激发创新意识,增强求知欲望。数学知识来源于生活,又服务于生活,这些都是人
类在动手操作过程中的沉淀和积累。
初中阶段,是学生身心成长、知识积累的重要阶段。在这一阶段学生好奇心强、可塑性
强,因此教师在教学中要善于抓住这一特点,充分地利用教材中的知识点在课堂上培养学生
的动手操作能力,如进行三角形内角和的教学时,可以利用“剪一剪,拼一拼,量一量,证
一证”的方法,使学生在动手的过程中建立数形结合的思想,加深对数学知识的理解和记忆,
使学生眼、脑、手并用,多层次、多角度地深人理解教材相关内容,课堂效率大大提高。
同时为了培养学生兴趣,增加课堂教学的实效性和趣味性,教师必须根据教材内容在课
外设计布置一些新颖的需要学生动手制作的数学模型,激起学生学习数学的热情。如北师大
版本中“丰富的图形世界”一章的教学,就需要根据教材内容,将正方体展开或折叠,并且
展开或折叠的过程中不破坏正方体六面的整体性。故我为学生分配了任务:每人制作一个正
方体纸盒,并在课堂上让学生展开或折叠。这项活动使他们感受到了初中数学学习的轻松愉
快,并且获得了成就感。同时制作的正方体模型也为以后学习几何体的三维视图打下了基础。
实践出真知,实践是创新的摇篮,学生通过动手操作,既可以培养解决问题的能力,又
可以培养创新能力。在数学教学中,“动手操作法”不仅仅是探索知识,寻求知识之间的内
在联系的有效方法,更应作为复习、巩固知识的手段。因此,在“动手操作法”的每一个教
学环节中必须发挥学生的主体作用,把“动手操作法”作为一个完整的过程,使“动手操作
法”发挥最佳的效果。
三、运用计算机做数学实验法
利用多媒体进行实验教学是指借助于计算机的快速运算功能和图表处理能力,模拟再现
问题情境,引导学生自主探究数学知识,检验数学结论或假设的数学活动。
计算机多媒体技术能为教学活动提供并展示各种所需的图文资料,创设、模拟各种与教
学内容相适应的情境,为抽象的数学思维提供了直观模型,为学生的学习和发展提供了丰富
多彩的学习情境和有力的学习工具。学生通过教师提供的教学软件在计算机上自行动手在变
化的图形中发现恒定不变的规律,这样不仅有效地发展了学生的空间观念,还帮助学生认识
和掌握规律,提高思维能力。可以运用此类实验的例子还有很多,比如在计算机上模拟直线、
抛物线等的图形,借助图像来研究函数的性质等等。
四、实地考察法
进行数学实验前要先明确考察的对象和目的。考察什么,为什么要做这次考察,是考察
之前必须弄清楚的问题,否则就要陷入盲目性,难以收到预期效果。如:学习“测量学校旗
杆的高度”时,考察的对象是一些必要的数据,目的是求出旗杆的高度。于是要准备测量用
的工具,如小镜子,标杆,皮尺、测角仪等,然后到学校旗杆前要注意边考察,边分析,边
记录。又如我们在学习统计时,想明白一个事情的真相,势态发展流程,就需要去实地调查
一些确定的数据,经过准确分析得出结论进行。
学生通过实地考察法,进行一次“数学实验”,并通过在实验中的观察、认识、发现、
猜想、推理、证明等过程,培养分析问题、解决问题的能力,培养创新精神。学生不再是被
动的听数学,而是从听数学转变到动手“做”数学,以研究者的方式主动的参与包括发现、
探索在内的知识获得的过程。
其实数学实验室能给学生提供一个施展才能激发创造的舞台和空间,在这个舞台上学生
能自觉主动地探究新知识,同时这个探究的过程能让学生再现数学工作者是怎样发现、提出、
归纳、简化、解决、处理问题的整个思维过程,这个过程可以帮助学生弄清数学实验的思想
和方法,从而激起了学生学习数学的兴趣。因此数学实验课堂不仅是传授知识的教学,更是
一种学习方法的教学。它一面开发学生思维、培养学生的创造力;另一面更新传统教学观念;
是一堂新的教学理念的探究课。这堂课一石击起千层浪,引起同行们的广泛讨论,促进当前
中学数学教学观念的变革。
近些年以来,在计算机技术的广泛应用下,数学向自然科学和社会科学的各个领域渗透,
形成了一种“数学实验”教学模式,揭示了“数学实验”活动的规律,更新了数学的教育教
学。数学实验向学生提供了充分从事数学活动的机会,使他们在自主探索、合作交流的过程
中真正理解和掌握了基本的数学知识与技能、数学思想和方法,获得了广泛的数学活动经验,
让学生通过自己的活动参与建构数学的过程,从而显示出“做”数学能使数学变得容易。因
此,在新课改、新教改的背景下,我们教师应当认识到数学实验是改变学生的数学学习方式、
方法的一种手段,在学生的数学学习中有着一种无可替代的作用。