数学实验在初中学生学习过程中的作用

在初中数学教学中恰当地引入实验教学之要义在于，与初中学生的学习心理相适应，以实验激发兴趣与引导学生主动探究数学知识，在发现问题与提出问题的基础上探究问题的解决之道，从而帮助学生完成从形象认知到抽象认知的转变，进而达成不断完善与优化学生的数学知识结构的目的。显然，数学实验的目的在于服务于学生的学，其出发点与落脚点均是学生学习效果的提升。这就要求教师必要对数学实验的作用及具体运用做深入探究。

一、利用数学实验激发学生学习兴趣

传统数学学习活动多以归纳与演绎为主要思维特征，对学生来说即简单认知为数学学习就是大量做题，这实际上简约了学生数学知识的发现过程。恰恰正是这种简约制约了学生动手操作的可能，违背了初中学生喜欢动手操作，喜欢在挑战性、新颖性和开放性问题的解决过程中展示智慧的心理需求，也由此抑制与消磨了学生数学学习兴趣。实际上，在初中数学教学中，很多教学内容都可以通过学生的操作活动来助力学生认知、接受与掌握。如教学“一元一次不等式组”，教师即可用天平做导入工具，做分组数学实验。如教师可指导学生取一个质量在2克与4克之间的金属块放在天平托盘内，然后移动游码至刻度2克时，可见天平左端下沉，学生会由此可推理出金属块的质量大于2克，此时教师可作板书示范记录为“x﹥2”；教师继续指导学生拨动游码至刻度4克时，可见天平右端下沉，学生由此可推理得出金属块质量要小于4克，此时教师可板书示范记录为“x﹤4”。两者结合，学生即会得出金属块的质量大于2克而小于4克。此时学生的问题仅是不知如何做具体记录——即如何作数学语言的表达——而已，但主要知识已经由学生的双手操作与头脑思考而生成。这样的导入既体现了学生的主体地位使得课堂成为学生的课堂，又会因知识生成的显性表达而激发学生的学习兴趣。

二、利用数学实验助力学生发现数学知识内在的规律性

探究数学知识的内在规律性是学生数学学习的重要任务之一。规律虽抽象，却多会有某种“直观”表达作为其展示背景。亦即课标所言，数学教学活动建立的基础“学生的认知发展水平和已有的生活经验”。如果教师能够抓住“规律性”教学内容的表达“直观”而引导学生在操作认知中认真观察并思考蕴含其中的“知”与“识”，就会较为容易的帮助学生把握这种规律性知识的本质，了解与理解其内涵。如教学《三角形的三边关系》时，在预习阶段我即要求学生两两合作分别制作三组长度不一的小棒，第一组分别为5cm、3cm、4cm，第二组分别为5cm、2cm、3cm，第三组分别为5cm、2cm、2cm，以及其他一些长度不一的小棒。教学开始后，我要求学生分别用三组小棒搭建三角形，期间不得交换使用各组及其他小棒。学生们多认为这件事非常容易，但很快他们就发现，除第一组小棒外，其他两组均无法有效搭建。“为什么会出现这种情况呢？”学生自然会产生疑问。暂时搁置问题，再指导学生随意选用其他小棒搭建三角形，并就某一组同学所搭建三角形提出问题，“为什么没有使用某三根小棒（如7cm、3cm、3cm）来搭建三角形呢”，并引导学生将该问题与前面的疑问合并思考；在学生不能顺利得出结论时，教师可提示学生可对组成三角形的三根小棒作两两之和的计算，以及不能组成三角形的三根小棒作两两之和的计算，以引导学生能够“从中发现规律性问题”。经此操作、计算、思考和交流讨论与同伴提醒，学生们多会得出如“如果两根小棒的长度和等于或小于第三根小棒，是没有办法搭建起三角形的；两根小棒的长度和大于第三根小棒时，才能够搭建起三角形”的结论。如此表述已经非常接近于本课时的教学重点知识了。

三、利用数学实验深化学生的数学应用意识

数学知识源于生活和实践，又服务于生活和实践。表现在学生学习上，要让学生认识到可以应用所学来解决实际问题，这是学生数学学习的价值和动力所在，也是教师数学教学的出发点和归宿；即便所学暂时看似无具体应用，也要让学生相信所学可备不时之需。因而，教师在数学教学中应有意识的培养学生的数学应用意识并作为教学的重要目标之一。欲达此目的，教师通过数学实验教学为学生创造一种相对真实的实验环境为学生做数学应用的问题实操练习，就成为一种必需。如教学完“一元一次方程的应用”后，我即根据班上学生的走读实际以某学生为实例参考相关题目制作了如下例题“赵大伟每日骑自行车上学。他从家到学校，若每小时骑行15Km，可比原定时间早到15分钟；若每小时骑行9Km，会比原定时间晚到15分钟。求赵大伟从家到学校的距离有多远”，供学生做问题解决练习。这样的问题解决，因与学生的实际生活经验相结合，在理解上基本不存在太大问题。而对一些需要做大量快速计算或图形处理等来再现问题情境以引导学生自主探究或检验数学假设（或结论）的数学实验，则可借助CAI做模拟实验教学，以为抽象的数学思维做直观模型便于学生探究。如教学“无理数的概念”时，计算边长为1的两张正方形纸所拼正方形的边长，即需计算√2的值。在学生无法得出具体数值时，即可交由计算器计算其值，却最终发现它是无限不循环小数，从而使学生认识到无理数在现实生活实践中是确实存在着的并深化其认知。

当然，数学实验在学生学习中的应有作用并不局限于以上所述，其他如培养学生的唯物辨证观、严谨的治学态度等还有很多。因而，充分认知数学实验的重要作用并探求其应用技巧，对于提高教与学的效果是大有必要的。