浅谈数学实验变革对初中数学学习方式的探究

钟 敏

(江西省九江市同文中学 332000)

新课标的主要改革目标，就是学生学习方式的转变.现阶段，伴随着新课改的不断深入，形式化的课堂教育现象被逐步的改善，加之学习评价方式的不断同步改进，一言堂与题海战术卷土重来，充斥了整个校园.可是，实践证明，灵活生动的学习方式与数学成绩的提升不但不矛盾，而且具有显著的促进意义.而数学实验是一种通过手脑并用的方式进行学习的学习行为，学生通过亲自操作相关的工具，在数学思维的指导下参与的一种具有实操意义的数学探究活动，这一活动具备显著的数学特征.操作与实践是数学实验的关键，能够使学生的学习方式得到有效的转变.

一、数学实验对学生学习方式转变的积极意义

现代化的教学理念，认为科学的教育不仅仅是学生被动的接收教师所传授的知识，并反复的进行练习，加以强化.而是学生抱着积极主动的心态，主动参与，借助原本的知识结构探索新的知识，实现问题的深入发现与妥善解决，同时将新旧知识整合起来，搭建全新的知识结构体系.数学实验是一种实操性的数学学习方式，学生借助观察、操作与实验等多种方式来开展自主的学习.

1.激发学生的学习好奇心

数学实验是让一个学生从原本的旁观者，变成了一个亲手操作的参与者.因此，学生更加容易对实验的结果、结果产生的原因与过程、新知识的发现以及新方法的探寻产生浓厚的兴趣，以此可以很好的满足学生好玩、好奇的心理特征，进而使得学生的学习兴趣与积极性得到有效的激发，推动学生自主的参与到学习活动中来.

例如：“频率”一课的教学，可以设计类似抛图钉的实验，带领学生积极参与感受.经过亲自参与实验，学生可以发现伴随着实验次数的增加，图钉朝上的次数在0.65数值之间摆动.以实验激发学生对于数学知识探索的好奇心.

(1)图钉朝上的概率为什么是0.65？

(2)概率的估计为什么可以通过频率来判断？

2.数学实验能够还原学生的课堂主体地位

建构主义认知理论中将学习定义为学习者以自身原有的知识与经验，在此基础上主动的对知识进行建构的学习活动，而并非教师灌输式的将知识传授给学生.换言之，学习的实质就是学生自主的构造知识，积累数学经验，为学生营造一个自主积极的学习环境，帮助学生完成新认知的建构，将教学的主导地位交还给学生，将传统的灌输式教学转变为自主的知识构建.

例如：数学知识“三角形全等条件”的探索，想要引导学生进行自主探究，可以设计以下的数学实验.

每一位学生都准备一个三角形的纸板，六支木棍，其中三支木棍与三角形纸板各边长度相等.

(1)选择一个与三角形边长一致的木棒，再加上两支长度不一的木棒搭建一个三角形，这个三角形是否能够与纸板重合？

(2)选择两支与纸板两边边长一致的木棒，加上一支不一致的木棒，搭建一个三角形，这个三角形与纸板是否完全重合？

(3)选择三支与三角形边长相等的木棒搭建一个三角形，这个三角形与纸板是否完全重合？

传统的初中数学教学，学生所接触到的基本上是已经完成总结的数学成品知识，并没有太多的机会可以亲自尝试、实验以及自主探究，自己亲自去寻找问题的答案，实验教学相较于传统的教学方式，最大的差异表现在学生与教师之间的关系方面.学生不再一味的听教师讲解，看教师演示，而是具备足够的时间与空间范围，自主的进行时间的规划，对实验方案进行设计并操作.通过自己的努力得到实验的结果并进行分析.营造如此的学习氛围，就可以让学生真正的感受到自己在学习中的主导地位.

二、数学实验变革初中数学学习方式的具体操作

1.加深学生理解

教育心理学家的认知发展阶段理论认为，初中生的认知发展水平是由具体的运行逐步向形式演算的趋势迈进.但是初中年龄段的学生其抽象思维的发展水平不高，正处于直觉经验型思维向逻辑思维过渡的阶段.因此，初中生在对数学概念进行判断的过程中，是非常依赖于直观形象的.数学实验的重点在于实测与直观，借助具体的数学实验让教学内容变得直观可视，引导学生从中汲取数学知识的理解.同时，经过长期的积累与学习，逐步建立数学学科的抽象思维，实现深入的二次试验.

例如：初中数学概念，图形相似的教学中，可设计如下的教学设计来将概念引入课堂.首先，利用方格纸，带领学生使用熟悉的画图游戏，将熊猫图案放大，例如图1所示，结合实际的生活案例，来理解对应与放大的实质含义.

其次，借助方格纸将图像放大之后，如图2所示，向学生提问，“这两个多边形的形状是否一致”，以此来引导学生对数学图形放大后发生的本质变化进行深入的理解.

图2

紧接着，测量这两个多边形对应的角和边，引导学生深切感受图形放大之后的变化，由此将图形相似的概念引入课堂.

2.帮助学生发散思维

积极的数学实验能够对大脑的思维产生直接性的促进作用，它不但可以帮助学生加深概念的理解，还可以让学生在亲身实践中体会到乐趣与成就感，让学生在实践的过程中掌握思考的技巧，培养创新的意识.

例如：通过折纸的实践游戏，理解三角形中内心、外心以及重心的含义.让学生准备三角形纸片，沿着A点折叠，将AB落于AC上，进而得到折痕AD，那么角C被AD平分.以相同的方式可得到折痕BE、CF.通过这样的方式，学生就可以发现三角形三个角的平分线相交于一点，这一点就是三角形的内心.以此可以深入验证该结论是成立的，进而明确三角形内心的数学性质.同样的，使用这种方法可以得到三角形的外心与重心.引导学生的思维进行发散，可以进一步得出三角形垂心的相关概念.

在具体的实验操作中，让抽象的数学知识变得具体，直观的演示出其具体的得到过程，一改传统的知识教授模式，让学生看到数学知识不再感到陌生与突兀.以这种直观的方式将知识展示给学生，在学生的脑海中留下深刻的印象.著名学者曾说过“儿童只对亲历的事物真正的理解，在数学领域也同样如此.”

同时，传统的数学教学模式，以教师的讲解为重点.但是伴随着时间的积累，会严重的减少学生思维的偏差，进而导致学生的思维亮点也越来越少.实验教学的实质，是为学生自主的探索发现、尝试以及检验错误留有足够的空间与机会.需要教师能够善于发现学生的优势，捕捉学生思维方面出现的偏差，以此为契机进行适当的引导，这样就可收获意想不到的积极效果.

数学实验是一种借助数学工作进行动手操作与动脑思考的数学实践学习过程，以此来为数学关键能力的培养提供有利的现实情境以及数学情境，为学生提供积极的发现问题、解决问题以及分析问题的机会与空间，确保学生可以将实际的生活与数学知识的学习紧密的结合起来.以数学实验来促进数学学习方式的转变，以此有效的提升数学教学的质量，对于初中数学教育的进步具有极大的积极意义.