数学实验在初中数学教学中的实践探究

陆海进

初中数学的学习对于大部分学生来说一直是枯燥乏味的学习任务，因为与小学不同的是，初中数学从具体到抽象，更多的要求学生的逻辑思维能力，将实际问题转化为数学问题。而数学教师在讲台上滔滔不绝的讲述数学理论知识，只会让学生产生茫然无措的感觉，久而久之他们就对数学产生畏惧感、枯燥感与厌烦感，给教学水平的提高带来很大的困难，更不用谈什么高效课堂。在以学生为主体地位的前提下，教师在教学中恰当地引入数学实验，让学生动手操作实验，去发现数学问题，从感性认识上升到理性认识，体会知识形成的过程。

一、“数学实验”的内涵

所谓的“数学实验”是为了帮助学生建构某种数学理论，或检验某个数学猜想，或解决某类数学问题，借助于一定的技术手段，通过对实验素材进行实际操作来理解、解释或建构数学的学习活动。数学实验的目的是提高学生学习数学的积极性，提高学生对数学的应用意识并培养学生用所学的数学知识去认识问题和解决问题的能力。不同于传统的数学学习方式，它强调以学生为主的数学学习方式，符合新课标要求。

二、初中数学课堂教学中恰当地引入数学实验有以下优势

1.数学实验让学生更真切的理解概念

每一个数学概念的产生都有丰富的知识背景，真正的理解和形成一个数学概念，必须明确这个数学概念的内涵—对象的本质属性，学生真正的理解了，才能运用自如。在教学活动中，学生作为学习的主体，在教师创设的实验演示中，透过现象看本质，从实际背景中抽象出数学问题，构建数学模型，体验概念的形成过程。

例如，在理解“自变量”“函数”“函数值”及“自变量的取值范围”时，教师设计实验如下：

一个小量筒中装有10ml水，若每次向一个已装有20ml水的大量筒倒入2ml水，则大量筒中的水量V（单位：ml）随次数n（单位：次）的变化而变化吗？这个问题中的变量是______，请把这个变化的数值记录在表格中：

通过这个实验，让学生经历函数概念的形成过程，从根本上揭示函数的本质。实验过程也为学生提供思考与探索的空间，让学生从实际问题中抽象出函数概念，从而更真切的理解概念。《义务教育数学课程标准》指出动手实践是学习数学的重要方式，学生应当有足够的时间和空间经历观察、实验、猜测、计算、推理、验证等活动过程。

2.数学实验有利于培养学生的探究能力

社会的快速发展让广大的教育工作者意识到，创新是当下的主题思想，也是教学的重点内容。创新的基础是探究能力，而素质教育明确指出要通过探究性学习的学习方式，培养学生的探究能力，注重学生的实践能力。在教学过程中，老师要发挥主导作用，正确引导和激发学生积极探究问题的兴趣，使学生逐渐养成有探究意识的学习习惯。下面结合一个案例说说数学实验对学生的探究能力的培养：

【案例】探索画轴对称图形的对称轴，教学中设计以下环节：

（1）在一张有笑脸的方格图中作出笑脸的对称轴；

（2）请学生回答是怎样确定对称轴的；

（3）若没有方格，图形仅在一张白纸上，你怎么确定它的对称？同桌相互在透明的纸上作一个轴对称图形，然后互换，作对称轴。

（4）若没有方格，也不能折叠，怎样确定对称轴？

通过上述的实验操作，在探讨图形对称轴作法时，理论由浅入深，让学生自然地进行逐步探究，思维层次逐渐上升，用已有的经验去解决问题，乐在探究中，教师的作用被淡化，解决问题的方法是学生自己去探寻。

3.数学实验有效的激发学生的学习兴趣

兴趣是学习最好的老师，当人对一件事物产生兴趣后，就有欲望去研究和探索它，如果学生对你讲的数学知识不感兴趣，老师只能唱“独角戏”，学生也学不进去，教学效果不理想，所以兴趣的激发至关重要。青少年对很多事物充满着成人无法理解的猎奇心，因此教师应利用好学生的好奇心，引导学生做好数学实验，激发他们的学习兴趣。

例如，在“可能性”的教学中，老师先激趣问学生：“老师发现，随意翻开数学课本，左边的页码是偶数，右边的页码是奇数，你们信吗？”学生马上产生兴趣想一验真假，他们都不由自主的翻开书本试试，老师接着设计问题：每组都分有一个不透明的箱子，里面装有1个红球，5个黑球，第一次摸出的球一定是黑球吗？能摸出蓝球吗？

学生就这样一步步的在老师引导下，没有等待知识的传递，积极主动的参与到课堂中来，带着兴趣去探究老师抛出的问题，并能通过实验去主动构建知识。

4.数学实验让个体得到发展的同时也带动了团体

为了便于实验的操作，在学生间创立学习小组，在小组中可以将个人思考的成果转化为全组的共同认识，在倾听他人的观点同时，提高了合作意识，有助于培养学生的合作精神，并且学生在合作过程中分工协作，动手操作、大胆交流，完善自我，提高了自身的探究能力，为了小组的进步，以点带面，在学习上互帮互助，取长补短，让基础不同的学生在数学上得到不同的发展。

数学实验的实施，要求老师精心的设计，实施者可以是老师、学生，也可以师生合作。形式可以多样化，比如手工操作，电教辅助等。实验的工具既可以让学生自制，老师准备，也可以借助诸如生物、化学、物理等其他學科的器材来展开实验操作。学生要分好学习小组，完善小组体制，建立目标多元、方法多样的学习评价体系。

总之，数学实验的本质就是让学生去体验和感受，对于学生来说只有真正的体验和感受到教师的教学，教学才能顺利进行。它为我们的教、学生的学提供丰富的资源。更重要的是将数学的抽象性与学生的生活联系起来，人人都能参与进来，调动学生学习的积极性，学数学变得轻松起来。一个好的数学教育者应当在适当的场合设计并利用适当的内容，让学生参与数学实验，体会知识形成的过程，是提高数学课堂有效性的一条全新思路。