有效开展实验教学增强初中数学课堂效果

刘冬

摘 要 数学新课标在注重双基训练的基础上增设数学实验或活动经验部分，强调引导学生自主参与实践，并在实验和实践的过程中发现问题、合作交流、分析验证，最终自主解决问题。分析开展初中数学实验的原则，并对实验教学的具体开展方法进行研究。

关键词 初中数学；实验教学；实验器材；几何画板

中图分类号：G633.6 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）17-0139-02

1 前言

美籍匈牙利数学家G.波利亚曾经指出：“数学有两个侧面，一方面它是欧几里得式的严谨的科学，从这方面看数学像是一门系统的演绎科学；但另一方面，创造过程中的数学看起来却像一门实验性的归纳科学。”[1]这就说明数学教学不但要充分体现它的抽象化与形式化，又要在发现与创造的过程中，展示数学具体化和经验化的一面。而通过开展实验教学模式，可以有效培养学生良好的动手实践能力和创新素养，提升学生的数学综合素质。

2 初中数学开展实验教学的原则

数学实验应具有人人参与性 新课标强调人人参与性原则，注重突出学生主体性，即教师在具体教学中应平等对待每一位学生，关注每一位学生的学习情况。数学实验应建立在每一位学生都积极参与的基础之上，所以数学实验探究的内容不能过于深奥，不能补充大量数学知识来进行，更不能超出初中生的认知范畴，否则学生在实验过程中会感到莫名其妙、不知所云，出现相反的教学效果。同时，教师应注意实验的趣味性，以利于激发学生的探究兴趣，启迪学生的数学思维，在拓展学生眼界的同时，调动学生的积极性和主动性。此外，在小组实验分工时，也应结合学生个体的性格特征与特长进行分工协作，有负责观察的，有负责实验操作的，有负责记录过程的，还有负责总结的；还应采用轮流分工的形式，以促进学生的平衡发展。如在做“一元一次方程”的实验时，在将直尺放到支点这一环节就比较适合细心谨慎的学生，而记录总结就应交给思维清晰、语言具有条理性的学生。

数学实验设计应具有直观性 教师在设计数学实验时应把握直观性原则，不直观的实验不易得出正确结论；实验中所使用的器具也应符合实际，大小适当的器具可以在视觉上给予学生正确引导，便于学生理解和掌握。著名数学家庞加莱曾经指出：“逻辑用于论证，直觉用于发现。”[2]可见，直觉在数学学习过程中占据重要位置，而准确的直觉思维主要来源于眼睛对事物的观察。波利亚也曾经说过：“直观的洞察和逻辑的证明是感知真理的两种不同方式，直观的洞察可能远远超前于形式逻辑的证明。”[3]因此，教师可以利用计算机展示数学实验模型，将实验过程以准确无误的方式呈现出来，便于启迪学生的数学思维，促使学生顺利思考。

如在教学“图形初步认识”时，就适合采用数学实验法实施教学，通过实验展示立体图形和平面图形，可以让学生产生强烈的代入感，调动学生思维的积极性，帮助学生更好地深入探究，从而提高观察能力和分析能力，因为有些图形的运动过程只能通过学生自己体会和消化，从而内化为自己的知识体验。通过仔细观察立体图形与平面图形之间的关系，以及线段和角之间的关系，学生能够进一步认识更多的图形，掌握更多图形的性质，感受数学世界的精彩有趣，充分调动学习欲望，为接下来的学习奠定良好基础。

数学实验问题应具有适度性 初中生的思维正处于从形象到抽象的过渡阶段，受到理解能力和认知能力的限制，对于很多抽象问题不能很好地消化与把握。为此，教师应结合学生潜力和思维的可塑性，在实验过程中设计具有适度性的问题，不能过难，也不能过于简单，而是要“建立在学生认知发展水平和已有知识经验基础之上”。此外，数学实验的选用也受到多方面的影响，如内容、情景、知识量等，所以教师在设置实验时，应结合知识的广度、深度、学生能力等做出适当安排，使其符合初中生的年龄特征与认知规律。同时，数学实验问题的难度不但要适宜，而且要具有一定的挑战性，充分激发学生的参与热情，使其体会到成功的乐趣。

如在教学“用扇形图描述数据”这部分内容时，其难点在于学生对于条形图和扇形图的数据描述不是很理解。为了帮助学生突破这一难点，教师可以借助电脑中的Excel软件和制图软件，详细呈现图形知识的形成过程，然后鼓励学生动手操作，通过实践体验来掌握两种统计图形对数据的描述特征。

3 初中数学教学中有效开展实验的策略

精心设计实验课题 数学实验课题即实验主题，是数学实验的核心，其取材应围绕具体的数学问题，既要突出数学实验的特点，又要表述清晰明确，不能超出学生的认知范围，更不能笼统模糊，否则会影响学生对实验主题的解读，从而导致实验失败。初中数学实验应具有较强的实践性和可操作性，应适合学生观察、操作和体验，所以教师应尽量选择符合学生認知规律的实验素材。首先，实验课题要具有较强的可操作性与实践性；其次，教师要结合学生的年龄特征和认知规律精心选择恰当合理的实验问题，其原理不能过于复杂，而且要明确一个观念，即：并不是所有的数学课程都适合采用实验方式进行讲解，在一节课中也不需要从头到尾都进行数学实验。那么究竟哪些问题可以通过实验实施讲解呢？这是值得教师深入分析和思考的问题。

如在教学“认识简单几何体”时，教师可以引入数学实验。事先准备几张相应几何体的平面展开图，让学生自主动手制作几何体，在实验过程中引导学生仔细观察几何体的边、顶点、棱之间的关系，让学生经历知识的形成过程，在脑海中形成深刻印象。又如在教学“图形的形成”时，教师可以引入多媒体技术呈现图形的制作过程，当学生全程了解点动成线、线动成面、面动成体的过程后，要求学生自主制作，还可以借助铅笔、硬币、直尺等教具的转动来感受图形的形成。实践证明，通过数学实验，可以帮助学生更好地感受知识的形成过程，更为深刻地体会数学知识的魅力。

做好实验准备工作 实验准备包括准备好相应的实验器材、工具、例题、知识储备等，这些都是实验中必须用到的重要因素，数学实验的准备越充分，就越能节省实验时间，提高实验教学的效率。endprint

首先，实验器材与工具的准备。选用怎样的实验工具将直接影响实验效果。对于演示类的实验，器材和工具较为简单，只需根据实验需求进行准备即可；对于操作类的实验，应结合实验内容和实际情况，准备好相应的器材与工具，如学具、剪刀、纸张等；对于同一类型的实验，器材与工具并不是唯一的。如在教学“可能性”时，教师可以让学生自主选择转盘、掷骰子、抛硬币、摸牌等多种方式。

其次，知识准备工作。教师应确保学生对实验中所涉及的知识都有所了解，比如在利用几何画板实施数学实验时，应确保学生具备相应的操作技能，如果将宝贵的课堂时间浪费在讲解如何操作上，就会偏离教学目标，降低教学效率。

创设良好实验情境 问题是进行数学实验的重要载体，问题无处不在，生活中蕴含大量的数学问题。教師可以利用问题创设良好的实验情境，吸引学生注意力，激发学生的实验兴趣。如在教学“有理数”时，其中数的产生和发展、有理数大小比较、加减法、数轴等知识都是通过实际需要而引入的。在教学“有理数加减法”时，可以将教材中提供的实验与“填幻方”作为一种实验情境：要求学生将“-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4”这几个数分别填入九个空格中，让无论是同一横行、竖行还是斜行上的三个数字加起来都为0。为了帮助学生更好地完成这一任务，教师应鼓励学生合作交流，让学生通过小组合作探究的方式获得正确的解题方法，并在这一过程中很好地掌握了有理数加减法的运算规律。

又如在教学“一元一次方程”时，教师可以事先准备若干一元硬币、一把直尺、一个较为牢固的支点，在实验过程中在加强指导的同时，引导学生合作交流，提高学生的实验技能。首先找到直尺中点，并将中点部分放在支点上，保持直尺左右平衡；其次在直尺两端各放置一枚一元硬币，观察直尺在支点上是否保持平衡；再次在一端的硬币上再放置一枚硬币，然后将两枚摞在一起的硬币向支点方向移动，直到两边平衡为止，此时记录两端平衡时支点分别到两侧硬币的距离a1、b1；接下来，在放置两枚硬币的一侧再放置一枚硬币，重复上一步的操作过程，并记录a2和b2；最后，通过多次重复操作之后，分别记录a3、b3，a4、b4，...，an、bn，引导学生对这些数据进行思考。结合之前所学知识以及自身实际生活经验，学生在教师引导下很快得出相应的数学模型，并列出关于x的一元一次方程式。由此可见，学生通过自己动手操作，可以有效激发探究兴趣，在解决问题的过程中形成良好的数学思维能力。

4 结语

借助数学实验实施教学，可以有效调动学生的积极性，激发学生的好奇心与求知欲，帮助学生改变传统的数学观念，形成全新的学习方式，拓展学生的数学思维能力，让数学课堂充满趣味性和生动性。可见，在初中数学教学中引入实验法，能够有效落实素质教育各项要求，因此，数学教师应积极构建完善的数学实验教学平台，拓展数学实验空间，将学生带入精彩有趣的数学实验世界，让学生充分领会数学实验的魅力。

参考文献

[1]谭顶良.初中数学实验的心理功能[J].数学教育学报，

2014（6）：98-99.

[2]喻平.数学实验的教育价值[J].江苏教育，2016（10）：

76-77.

[3]董林伟，孙朝仁.初中数学实验的理论研究与实践探索[J].数学教育学报，2014（6）：125-126.endprint