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在数学实验教学中培养学生的创新思维龚申成

发表时间：2021/4/20 来源：《教学与研究》2021年3月下作者：龚申成

[导读] 《数学课程标准》将实践活动作为数学学习的一个重要组成部分．教学时，我们结合学生的实际经验和已有知识，构建数学实验，设计富有情趣和有意义的数学实践活动，使学生感受数学与现实生活的密切联系，从周围熟悉的事物中学习数学、理解数学．数学实验教学是再现数学发现过程的有效教学途径，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。

湖北省襄阳市保康县寺坪镇中心学校龚申成 441604

【内容提要】《数学课程标准》将实践活动作为数学学习的一个重要组成部分．教学时，我们结合学生的实际经验和已有知识，构建数学实验，设计富有情趣和有意义的数学实践活动，使学生感受数学与现实生活的密切联系，从周围熟悉的事物中学习数学、理解数学．数学实验教学是再现数学发现过程的有效教学途径，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。

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【关键词】数学实验教学动手操作创新思维
        《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．” 数学家欧拉说：“数学这门科学需要观察，也需要实验．”实验是科学研究的基本方法之一，数学也不例外．然而，由于学生所学的数学知识都是前人发现并经过严格论证的真理．因此，过去学生的数学活动大多表现为以归纳和演绎为特征的思维活动，简约了数学的发现过程．传统数学教学常常把数学过分形式化，忽视探索重要数学知识形成过程的实践活动，制约了学生的发展．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．
        一、数学实验教学的理解与作用
　    　数学实验是根据研究目标创设或改变某种数学情境，在某种条件下通过思考或操作活动，研究数学现象和发现数学规律的过程．让学生在教师的指导下进行实验，可大大增强学生的好奇心，激发其探索和创造的欲望，使学生的学习过程，变为自己动手实验、观察发现、猜想验证、动脑设计的亲身经历．数学实验是让学生在已有的认知结构基础上，去发现、建构新知识，从而主动建构数学概念，探索和验证数学规律，进而培养学生实事求是的科学态度和勇于探索的科学品质．在数学教学中，充分挖掘实验环境，特别是利用计算机为学生创设良好的实验环境进行数学实验，是实施数学素质教育的重要途径．
        数学作为一门基础性学科, 它起源于现实, 而现实的需要又推动了数学的发展．“数学实验”对激发学生的学习兴趣, 促进学生将数学知识融入到生活中, 增强数学应用能力, 发展学生学用意识具有无可替代的作用．随着市场经济的不断完善, 数学知识、数学思想、数学语言、数学意识、数学方法等的应用日趋广泛．“数学的生活化、生活中的数学”“让数学回归生活”等理念正逐步为广大教师所接受．因此, 我们在具体的教学中, 应充分考虑数学实验教学．
        二、数学实验教学的基本环节
        数学实验教学模式的基本思路是：从问题情境（实际问题或数学问题）出发，学生在教师的指导下，设计研究步骤，进行探索性实验，发现规律、提出猜想、进行证明或验证．根据这一思路，教学模式一般包括以下五个环节．
        （一）创设情境．创设情境是数学实验教学过程的前提和条件，其目的是为学生创设思维场景，激发学生的学习兴趣．问题情境的创设要精心设计，要有助于唤起学生的积极思维．
        （二）活动与实验．这是这种教学模式的主体部分和核心环节．教师根据具体情况组织适当的活动和实验；数学活动形式可根据具体情况而定，最好是以2-4人为一组的小组形式进行，也可以是个人探索，或全班进行．这一环节对创设情境和提出猜想两大环节起承上启下的作用．
        （三）讨论与交流．这是开展数学实验必不可少的环节，也是培养合作精神、进行数学交流的重要环节．让学生积极主动地参与到数学实验活动中去，对知识的掌握，思维能力的发展，学业成绩的提高以及学习兴趣、态度、意志品质都具有积极的意义．
        （四）归纳与猜想．归纳与猜想这一环节和活动与实验、讨论与交流密不可分，常常相互交融在一起，有时甚至是先提出猜想，再通过实验验证．提出猜想是数学实验过程中的重要环节，是实验的高潮阶段；根据实验观察到的现象进行数据分析，寻找规律，通过合情推理、直觉猜想，得到结论是数学实验的教学目标实现程度的体现，是实验能否成功的关键环节．
        （五）验证与数学化．提出猜想得出结论，并不代表实验结束，还需要验证，通常有实验法、演绎法和反例法．
        三、数学实验教学的实施
        根据初中生的心理特征，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．笔者在教学实践中发现，在初中数学教学中恰当地引入数学实验是引导学生发现问题、提出猜想、验证猜想和创造性地解决问题的有效途径．在数学教学中让学生动手做数学实验，开启学生“数学的眼睛”，激发学生用数学的眼光探索数学的新知识，是调动学生热爱数学，学好数学，用好数学，发现步入数学殿堂大门的十分有效的数学教学方法．
        1、借助数学实验教学，引导学生加深对概念的理解．
        通常数学概念教学是教师给出概念，学生加以记忆，但学生往往对其本质属性理解不够，一知半解，更别提运用了．列夫托尔斯泰曾说：“知识，只有当它靠积极的思维得来，而不是凭记忆得来的时候，才是真正的知识．”新课程理念就要求教师在概念教学中注重知识的生成，引导学生从已有的知识背景和活动经验出发，提供大量操作、思考与交流的机会，让学生经历观察、实验、猜测、推理、交流与反思等过程，进而在增加感性认识的基础上，帮助学生形成数学概念．
        2、数学实验教学，有助于培养学生发现数学规律
        数学规律的抽象性通常都有某种“直观”的想法为背景．作为教师，就应该通过实验，把这种“直观”的背景显现出来，帮助学生抓住其本质，了解它的变形和发展及与其它问题的联系．传统数学课堂教学压缩了学习知识的思维过程，往往造成感知与概括之间的思维断层，既无法保证教学质量，更不可能发展学生的学习策略．新课程理念提倡重视过程教学，在揭示知识生成规律上，让学生自己动手实验，发现数学规律，从而理解更深刻．
        3、通过数学实验，培养学生的创新思维和数学应用能力
        学生的创新思维往往来自与学习过程中的思维“偏差”和好奇心．学生在传统的教学模式中，往往表现为随着时间的推移，好奇心越来越弱，越来越顺着老师讲课的思维想问题，思维中的“偏差”越来越少，思维的亮点也越来越少．而实验教学恰恰是提供学生探索发现、尝试错误和猜想检验的机会，只要教师善于发现学生的闪光点，善于捕捉学生思维“偏差”的契机，恰当引导，有时实验教学会收到意想不到的效果．
        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、探究等多种学习方式，改进学习，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]《数学课程标准》
[2]陆麒丞.《计算机技术模拟数学实验与实例开发》