中学数学实验设计原则及具体教学实践探析

陈侃

摘 要：随着课程改革的推进，实验在中学数学教学中的作用逐渐受到教育工作者的认可。通过实验设计，教师不仅能够帮助学生深化知识理解，更能够为学生提供一个自主探究的开放性环境，促进学生数学综合素养的发展。基于此，本文从中学数学教学实践出发，结合实验设计要求对实践原则以及实验落实方法提出几点建议，以期对实验在中学数学教学中的应用提供参考。

关键词：中学数学;实验设计;原则;教学实践

引言：实验是指学生在教师的指导下，使用一定的设备和材料，通过控制条件的操作过程，引起实验对象变化，进而在观察实验现象的过程中探索科学规律的一种思想方法。在中学数学教学中，教师应根据数学学科特点，为学生积极引入实验内容，以提高数学教学有效性。

一、中学数学实验设计原则

1.主体性原则

在新课程改革背景下，学生的主体地位被一再强调，因此，在中学数学教学过程中，教师应注重学生的主体参与。根据现代课程教学标准要求，学生课堂实践的参与度的高低影响了课堂教学效果的好坏，因此，在中学数学实验设计中，教师应立足学生主体特征，引导学生建立正确的数学思维方法，鼓励学生参与到实验操作中来，允许学生在实验中提出不同观点，并加以讨论，这样才能发挥学生的探究和创新能力，推动实验教学设计的不断完善。

2.目标性原则

在中学数学实验设计中，缺乏明确的目标引导，课堂实验操作就会失去方向，最后导致实验教学的低效甚至失效。中学生虽然在实验操作过程中存在强烈的探索精神，但是由于思维发展的局限，对于实验过程中涉及的形式与内容缺乏深入分析，因此，对目标的构建缺乏理性。针对此，教师在实验设计中应结合具体的数学教学内容，为学生讲解目标，并结合实验过程、实验方法、实验评价等渗透目标，确保实验教学的方向性。

3.探索性原则

实验根本就是知识探索的一部分，因此，在中学数学实验设计中，教师应根据教学要求，为学生构建一定的探索空间，以促进学生独立思考与自主探究。例如在“数轴”一课的教学设计中，教师利用温度计为学生设计实验探索情境，并提出引导性问题：温度计上的刻度范围是什么？其刻度是否均匀？刻度排列是否有方向性？以零刻度为基准，两边的刻度分布呈现什么特点？学生在问题的启发下自主观察、归纳，进而在实验中完成了对数轴知识的自主探究。

4.趣味性原则

寓教于乐是现代教学的基本理念，数学知识相对枯燥，学生在学习过程中常常出现兴趣缺失、动力不足的情况，针对此，在数学实验设计中，教师应注重趣味性的教学引导，例如“轴对称图形”的教学设计中，教师为学生设计了“趣味剪纸”的实验操作，让学生在剪纸的过程中潜移默化地理解轴对称图形的概念与特点，并在兴趣、喜爱、愉悦等情绪的引导下进行创新与想象，进而在愉悦的氛围中实现对数学知识的探索与理解。

二、中学数学实验具体教学实践策略

1.结合生活实际，合理设计实验内容

在中学数学实验教学开展过程中，教师堅持主体性原则，将实验形式与实验内容同学生的现实生活相结合。数学来源于生活，而利用生活元素设计数学实验也是生活化教学理念的重要体现。例如在“数据的收集、整理、描述”的教学设计中，教师根据某班级学生第一学期其中数学成绩的表格，为学生提供数学分析素材，并要求学生利用电子表格软件对统计数据进行分析语整理，并选择恰当的统计表、统计图进行表达，从而引导学生理解统计知识在生活中的应用，提高生活化数学实验的教学效果。

2.注重知识生成，优化实验设计过程

知识的生成是一个不断产生、建构的过程，在中学数学教学中，教师对数学知识的传授不应该仅限于结论的分析与讲解，还应该注重学生在知识生成中的体验与感受。基于此，在数学实验设计中，教师应不断优化实验过程，让学生在参与中探索并理解。例如在“一元一次方程”的教学设计中，教师利用生活中的实际问题为学生设计了应用题，并构建实验操作情境，学生成为应用题中的“主角”。在这一过程中，教师引导学生融入实验过程，并在过程完成分析、思考、探索，最后形成一元一次方程的解题方法。

3.注重逻辑分析，提高学生思维品质

在中学数学教学中，实验应用对于学生的逻辑思维能力培养发挥着重要作用。在实验开始之前，教师可以安排教学任务，让学生对实验内容与实验过程形成整体性安排，在实验操作过程中，教师则引导学生根据思想运作的条理性对数学知识进行呈现，进而将抽象化为形象、将复杂化为简单、将数字化为图形、将一般化为特殊，进而得出数学结论。在这样的实验操作中，学生的思维发展过程与实验细节相融合，并在实验推动中实现了逻辑思维发展。

三、结束语

总之，实验是中学数学教学实践的重要方法，教师在实验设计中应坚持主体性、目标性、探索性、趣味性的基本原则，不断优化实验设计过程，呈现实验教学价值，并根据数学学科特点探索相应的教学策略，提高数学实验教学的有效性，促进学生数学素养的综合发展。

参考文献

[1]尤晓珍，黄陆珍.实验融入数学课堂——对中学数学实验教学设计的策略探讨[J].数学教学通讯，2018（14）：62-63.

[2]高明松，孙延峰.中学数学实验设计原则及具体教学实践研究[J].中国教育技术装备，2017（23）：138-139.