苏科版初中数学实验手册的教学应用分析

张荣

[摘 要] 数学实验手册，是结合数学课本，从中提炼出适合做数学实验的内容，然后把每项实验内容编辑为一个实验主题，每个主题都详细地说明了实验的目的、需要的工具、实验的流程、实验提示的一种学习手册. 本文说明教师如何通过实验手册的解读与教学应用提高学生的学习水平.

[关键词] 初中数学；数学教学；数学实验；实验手册

数学实验手册是专门引导学生做数学实验的手册，它强化了初中数学教材中数学实验的有关内容. 苏科版初中数学实验手册一共介绍了15个实验主题，教师如果能够帮助学生解读及应用手册，就能通过引导学生做数学实验来提高学生的学习水平.

应用实验手册培养学生的学

习兴趣

关于为什么要学习知识，很多学生要么答不上来，要么存在错误的认知. 很多学生认为学习知识的目的是为了应付考试，数学是中考的必考内容，于是不得不学习知识；很多学生认为他们是为了获得家长或教师的认同才学习知识，实际上他们对知识没有兴趣. 假如学生对知识本身没有兴趣，就难以发挥主观能动性，难以深入地挖掘知识. 教师可以应用数学实验让学生感受到学习知识的乐趣.

现以教师引导学生看数学实验手册，看数学排布的问题为例. 很多学生都看到过计算机键盘的字母排布方法，发现它们没有规律，虽然这些学生曾经有过这样的疑问，但是他们没有深入地挖掘这一问题. 现在，当数学手册提出这一问题时，学生开始思考这一问题. 数学手册引导学生随机在网上找一篇英语文章或英语新文，取其中一段文字，统计26个英文字母出现的频率. 经过统计，学生发现26个字母出现频率最高的字母为“ETAOINRSDC”这几个字母. 接下来，教师引导学生观察字母出现的频率与键盘分布规律的关系. 学生通过观察发现：频率高的字母或者不相邻，或者不同排，如果应用标准的盲打法，学生打出现频率的字母时，要么得换手指按字母，要么得换另一只手打字母，总之学生在按键的时候不会出现用一只手指一直按一个出现频率高的字母的现象. 为什么会出现这一规律呢？学生再次产生好奇心，教师引导学生在网络上查阅资料. 最常见的键盘字母分布方法有哪几种？学生现在使用的是哪一种？每种键盘分布的特点是什么？学生要不要应用实验的方法来体验键盘分布的方法？学生接受了教师的引导，继续学习及实验. 学生通过学习了解到当前最常见的键盘分布方式为QWERTY键盘分布及DUORAK键盘分布，当前的计算机允许用户自由地设置这两种键盘分布. 学生应用文献资料上描述的键盘分布切换方法来切换键盘分布，继续实验. 通过一个小时的实验，学生发现QWERTY键盘可能不是打字最快的一种分布方式，但是它是手指敲击键盘频率最均衡的方式，因为学生不会集中地应用一根手指，或者一只手来敲击字母，所以学生的双手不会太累；反观DUORAK键盘的分布方式，应用这种分布方式，学生的打字速度虽然可能会较快，但是学生的右手承担了主要的打字工作，特别是部分手指承担了主要的打字工作，这就意味着如果长期这样打字，学生的右手或部分手指极易疲累. 结合实验，学生开始思考，原来生活中有各种数学现象，他们要么没有认真观察，要么没有深入思考，但这些现象均与学生的生活息息相关，假如合理应用，就能优化生活.

教师可以引导学生应用实验手册来观察生活中的数学现象，比如学生曾经思考过键盘分布的问题，然而学生产生好奇心以后，没有从数学的角度来探索这一现象. 假如学生能够在观察到问题以后，立即进行探索，就会发现一个数学现象背后可能有很多知识，学生在观察知识、探索知识的过程中会体验到很多有趣的数学现象.

应用实验手册培养学生的思

维水平

当学生观察到数学现象以后，需要探索，但是探索对部分学生来说却是个难题. 有一部分学生天资较高，他们遇到问题的时候能够从宏观的角度思考，从而找到问题的变化，然而部分学生却没有这样的天资. 如果学生不懂得如何探索知识，在体验数学问题的时候就会遇到挫折. 为了帮助学生了解如何探索知识，教師需要培养学生的思维水平，让学生掌握基本的探究知识的技能.

以教师引导学生学习骰子游戏为例. 很多学生曾玩过掷骰子的游戏，学生知道在游戏的规则中，如果6个骰子同时掷出6个相同的数字都能获得高分，或者掷出特定的数字也能获得高分. 为什么要制订这样的规则呢？学生提出了这样的疑问. 教师可以引导学生结合实验手册中的流程开始实验. 首先，学生两人一组开始实验，实验的工具为两枚大小一致的骰子，一名学生掷骰子，一名学生记录实验结果，学生共掷30次骰子. 学生需要记录的参数为记录下每一次掷出的两枚骰子相加之和出现的频数与频率. 刚开始，学生不理解为什么要用这样的方法来做实验. 教师引导学生思考：该次做实验的目的是什么？实验的对象是什么？需要统计的数据是什么？经过思考，学生意识到该次实验的目的就是为了了解两枚骰子投出去后出现的数字产生的概率，实验对象是两枚骰子，学生需要通过统计每次掷出的数据来分析数据包含的规律. 在准备实验的过程中，学生理解了如何结合实验的目的找到实验的样本和数据统计的方法. 待学生完成30次投掷时，部分学生开始准备总结规律，教师引导学生思考：仅仅投掷了30次，这个样本数合理吗？30次投掷中会不会出现数据偏差？经过教师的引导，学生意识到仅仅投掷30次，可能会出现样本过少的问题，结合学习需求，学生同其他学习小组商议，共享数据统计结果. 这一学习行为加大了数据样本的容量，提高了数据统计的精确性. 在学生完成数据统计以后，教师引导学生应用柱形图、饼形图、折线图来分析数据，获得数据规律.

教师在实验的过程中要引导学生应用分类归纳的思想想问题，抓住实验的关键；应用枚举的方法思考问题，并让学生在枚举例子的过程中控制样本特征发生的概率；引导学生学会统计数据、抽象公式、绘制图形等. 学生只有掌握了这些科学的思维才能完成实验. 完成实验后，学生可以把这些思维方式应用到各类数学问题的探索中，这些科学思维是学生探索知识的重要思想利器.

应用实验手册培养学生的科

学精神

数、实验的特点是具有客观性、逻辑性，部分学生没有这样的素养，导致在学习中养成了不良的学习习惯. 比如有些学生在证明问题的时候，不顾证明问题的逻辑性，应用跳跃的方式证明，出现了证明漏洞. 不良的学习习惯会影响学生的学习水平，教师可以应用做实验的方法培养学生的科学精神.

现以教师引导学生完成图形旋转的实验为例. 刚开始，部分学生认为图形旋转是很简单的问题，不需要做数学实验. 教师引导学生在直角坐标系中随意绘制一个不规则的图形，开始做旋转实验. 首先，学生以不规则图形的一个角的顶点为轴心进行旋转. 教师引导学生思考，这一次旋转有哪些事物改变了？哪些事物没有改变？学生通过对比，发现图形在旋转时，轴心不会改变、面积不会改变；除了轴心以外，其余点的坐标改变了. 教师又引导学生思考：顺时针旋转与逆时针旋转，会有什么区别？学生经过思考，认为图形旋转的角度有区别，除了图形的面积和轴心所在的位置以外，没有共同之处. 教师引导学生尝试用顺时针或逆时针旋转至少一周，此时学生发现，无论是顺时针旋转还是逆时针旋转，只要旋转到360°，图形都会重合，这就是它们的共同之处. 此时学生意识到了，在探索知识的过程中，必须脚踏实地地去研究、实验，在实验的过程中，不能想当然地随便下定论，否则会得到错误的结论.

教师在引导学生实验时，要引导学生注意实验的科学性与逻辑性，使学生意识到只有应用科学的流程完成实验，才能得到正确的结论；只有应用客观的态度完成数学实验，才能避免得到偏颇的结论. 当学生在数学实验中培养了科学精神以后，就能以科学的态度对待数学学习.

教师要在数学教学中应用实验手册引导学生完成数学实验，在实验的过程中，学生的学习兴趣能够被激发，思维水平能够得到提高，科学精神能够得到培养，这些都是教师提高学生学习水平的重要教学内容.endprint