在数学实验教学中培养学生的数学思维

任林云

（灌云县侍庄中学，江苏 连云港 222207）

传统的初中数学教学多为形式化教学，极少引导学生去探索数学知识形成的过程，学生动手实践操作的机会较少，多年的形式化教学大大制约了学生数学思维的延伸。而随着新课程改革的深入推进，数学实验在数学教学中逐渐得到普及和推广。数学实验是近年来最受教师青睐与学生喜爱的一种新颖的教学方式，它是集认知活动与学生观察、思考、操作于一体的教学实践，能让学生在动手实践的过程中会学、会用、会做，进而提升其综合数学素养，培养其数学思维，真正达到学、思、创共存的目的。因此，在数学教学过程中，教师应当尝试创新教学理念及方式，在充分尊重学生主体地位的前提下，积极开展实验教学，为学生提供一条全新的解题思路。然而，数学实验终归属于一种新尝试，如何在教学中合理开展，还是非常值得教师深思的。

一、数学实验中培养学生数学思维的意义

数学实验教学是近年来最受欢迎的一种新型教学模式，其完全突破了传统教学的限制，真正实现创新教学，促进学生数学思维的提升。在数学实验教学中，培养学生数学思维的实际意义主要体现在以下几个方面。

（一）有利于提高学生分析与解决问题的能力

数学实验教学能为学生提供动手操作的平台，不同于传统的应试教育，学生在实验操作中无须面对大量题目，其更注重培养学生的解题技巧与思维能力，学生在掌握相应技巧后，其分析和解决问题的能力也会得到相应提升。

（二）有利于培养学生的创新思维

数学实验教学能让学生灵活运用数学知识去探索实践，在实践过程中培养学生的思维能力，使学生的思维空间得以拓宽，进而培养其创新精神。

（三）有利于提高学生灵活运用知识的能力

数学实验教学在操作过程中可以为学生提供更多的思考机会，使学生积极探索知识与生活之间的关系，进而灵活运用数学知识去解决实际问题。

二、数学实验教学中培养学生数学思维的策略

（一）借助实验，提高学生发现问题的能力

在传统模式的教学过程中，教师会发现大部分学生在接受新的数学知识时都能快速内化，但没过多久便会遗忘。其原因在于学生没有真正经历知识的形成与发展过程。只有让学生亲身经历，主动发现问题，才能真正激发学生的学习动力，进而提升其发现问题的能力。例如，在证明“三角形内角和为180°”时，教师可以先将学生进行分组，然后通过实验指引学生自主探究或与同学合作交流，归纳总结出“三角形内角和”的规律。在实验过程中，多数学生都会迅速进入状态，试图证明这一结论。有的学生还会用工具去量，用多种器具去拼，甚至是动手去折。可以说，他们完全打开了自己的思路，能够很自然地证明“三角形的内角和为180°”这个结论。这种利用数学现象去证实数学知识本质的过程，可以充分激发学生的学习动力。一场有深度的实验教学能让学生更好地理解与“三角形内角和”相关的知识。只有通过这样的实验教学，学生才能获得数学实验的灵魂，而不是只获得实验的“形”。

（二）借助实验教学，提高学生运用知识的能力

数学实验教学除了引导学生进行操作以外，还是一场知识运用的考量。数学实验的过程应该是学生主动学习、学以致用的过程。数学实验是培养学生数学思维的重要途径，倘若学生在实验后并不能学以致用，那么这一场实验也就没有任何意义了。因此，教师在数学实验教学中要结合实际学情与教学内容，尝试应用多种策略，引导学生打开数学探究的大门。例如，在教学“平移变换”相关内容时，教师可通过创设故事情境的方式来开展实验，故事主题可为“整体平移大楼”，激发学生对建筑物平移的好奇心。在教学实验中，教师先利用多媒体为学生展示日常生活中看到的一些物体的平移现象，比如传送带运输物品、乘电梯上下、吊机运送材料等，让学生具体感知何为“平移”，了解生活中处处有数学，激发起学生的探究欲。为深化实验内容，教师可以要求学生先把方格纸上的线段往上平移3个单位，然后向右平移2个单位，最后在方格纸上画出两次平移后得到的图形，使其进一步了解图形平移的具体做法。通过开展实验教学，不仅能提高学生理解知识、运用知识的能力，还能开阔学生的视野。

（三）借助实验，促使学生感悟数学知识

要想提升学生的知识感悟能力，教师就应把课堂还给学生，为学生提供足够的实验机会和实验时间。数学实验不仅要引导学生探究数学知识，还要引领学生经历知识形成的过程，帮助其积累丰富的探究经历。若学生在数学实验中能独立思考并获得感悟，那么他就会形成一定的抽象思维，通过数学实验达到一定深度，发挥所有外在学习因素的作用，进而加速知识内化的过程，显著提高自身感悟知识的能力。例如，在教学“轴对称的性质”内容时，教师可要求学生在一张白纸上任意画出A点，引导学生将纸进行对折，用铅笔尖在A点处用力戳出一个小孔A′，最后展开白纸。在该环节，教师可以提出问题让学生探究：“A、A′和折痕之间有什么关系？线段AA′与折痕又有什么关系？”学生自由讨论后，教师继续引导学生在纸上任意处画出B点，进而继续对折纸张，以同样的方式戳出小孔B′，展开白纸后将纸上四个小点相连。在实验过程中，学生始终是操作者，这能让学生从浅表记忆逐渐过渡到深刻的理解与感悟，形成数学智慧，进而有效提高其思维的灵活性。

（四）借助实验教学，延伸拓展学生的数学思维

数学实验是培养学生数学思维的有效途径，学生数学知识体系就是从数学实验中衍生而来的。在数学实验中，学生既能发展能力，又能形成全新的解题思路。从某种意义上分析，数学实验不但提高了实践效果，让学生明白数学的具体作用，培养了学生的实践能力，同时拓展了知识结构，使学生在真实的实验中学到创新的研究方法，从而培养学生的探究及创造能力。以“圆周角”一课教学为例，教师可以按教材内容为主题开展实验。本次实验的目的是了解、掌握圆周角的性质。实验开始前，教师可以先提出相应问题，如同弧所对的圆周角、圆心角有什么关系？直径所对圆周角的度数为多少？90°圆周角所对应的弦是否为直径？为什么？教师提出问题让学生思考后，可利用几何画板、多媒体等信息化手段进行实验，让学生通过观看动画去直观感受，或者让学生自己操作，以小组合作、全班探究的形式进行，以便更好地引导学生发现问题、解决问题，将数学思想与实践完美融合，确保数学思维与创造思维共存，进而培养学生的数学思维，提高其数学核心素养。学生经过实验受到启发后，很快能总结出圆周角的性质，极大地提高学习效率。

综上所述，数学实验教学的目的是帮助学生认识数学、理解数学、完善知识结构，培养学生的数学思维和创新思维。因此，在数学实验教学中，教师要合理利用实验教学，引导学生自主探究、合作探究，从而提高学生发现问题、解决问题、运用知识、感悟知识的能力。只有这样，学生才能真正做到情感、认知、行为合一，不断提高自身的数学思维和数学综合素养。