设计数学实验提升探究能力

摘 要：以生为本就要激活学生参与课堂活动兴趣与思维，在初中的数学课堂之中，兴趣和思维需要同步推进，那么，在课堂之中开展适合的数学实验，就是最好的教学策略之一.实验，学生将心、脑、手等，全部参与到数学活动的探究之中，思维深度、广度都得到保障，学生的主体地位得到实实在在的体现.

关键词：数学实验;探究能力;主体;初中数学

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1008-0333（2020）20-0005-02

作者简介：刘红梅（1977.11-），中学一级教师，从事初中数学教学研究.

一、设计操作型实验，提升学生探究能力

初中阶段的数学具有较强的逻辑性，这就造成学生在知识的认知上存在困难，为了让学生更好地理解数学知识，教师应优化教学策略，设计教学实践活动，通过操作型实验，让学生更好地理解所学知识，掌握知识的本质.当然，教师的实验并不是随意设计，要符合教学内容及学生的接受能力，让学生通过体验，对所学知识有直观的认识，改变他们单一的思维模式，让他们在思维方面更加灵活，不断提升探究能力.

例如，在教学《图形的变化》一课中，教师让学生准备了三种学具，一枚硬币，长方形纸板，一个三角板，教师首先让学生想一下，硬币是一个圆面，如果将硬币快速旋转会形成什么图形？学生拿起手中的硬币开始动手体验，在经历了N次操作后，学生发现硬币高速旋转后形成一个立体的圆形，也就是圆球.教师接着让学生操作，将长方形纸板沿着它的某一条边旋转，看能形成什么图形？由于已经有了硬币旋转的经验，学生的操作变得简单，学生分别沿着长方形的四条边进行旋转，发现两条对边旋转后得到是相同的图形——圆柱体，不同的旋转方法得到的圆柱体底面积和高不同，接下来学生自己动手探究，通过三角板的旋转，得到三种不同的圆锥体，通过图形旋转，学生初步认识了图形的变化.

上述案例，教师通过在课堂引入动手操作实验，学生不再单纯地通过想象来学习知识，而是在实践的过程中找到了知识的形成过程，培养了学生的探究能力，提高了教学效益.在实际的操作过程中，学生动脑、动手，在活跃的思维中得到有效的训练和提升，知识得到自主的建构，技能得到切实的训练，过程和思维也得到充分的保障.

二、设计推理型实验，提升学生探究能力

推理型实验就是让学生根据已学知识，通过某种过程推理出可能存在的结论.目前许多教师注重让学生“记住”“学会”，很少让学生通过推理真正明白知识蕴含的本质，学生对知识处于一知半解状态.因此，教师应该在课堂创设情境，给学生留出探索和交流的时间，根据学生自身特点引导学生通过认真观察，动手实验，合理猜想来证明知识的正确性，将实验过程和教学活动有机结合在一起，通过实验“悟”出知识，真正地学会数学知识，培养学生的探究能力.

例如，在教学《勾股定理》一课中，教师让学生猜想：“如果将一根直尺折成三段，将三段的两端分别连接得到一个直角三角形，假如直角三角形的两条直角边分别是3和4，那么斜边是多长？”这激发了学生的兴趣，教师让学生先动手画一个直角边为3厘米和4厘米的直角三角形，测量斜边的长度，教师提出两条直角边的平方之和与斜边的平方相等吗？教师引导学生进行推理实验，教师将提前准备好的学具分给学生进行分组讨论，并引导学生可以采用割补、拼接等方式来证明，教师让学生观察拼接后图形的特点，用ab表示直角三角形的两条直角边，c表示斜边，用四个完全相等的直角三角形拼成一个边长为a+b的大正方形，这时可以用公式4×1/2ab×c2=（a+b）2，即：2ab+c2=a2+2ab+b2可以得到c2=a2+b2，由此推导出勾股定理.

上述案例，教师通过在课堂中让学生进行动手实验，并进行推理论证，激发了学生探究的欲望，通过观察、测量、操作的过程，让学生对勾股定理的理解更加深刻，培养了学生的推理能力.在这个环节的教学过程中，我们还可以运用图形的组合、拼装等形式来启发学生参与数学实验的探究与推理，让学生在实验深入中，对比过程与方法，总结经验与思想，促进学生多维度解决问题.

三、构建应用型实验，提升学生探究能力

传统的教学模式下，课堂是以教师为主体，学生缺乏进行探究性实验的机会， 很多学生缺乏应用能力，而初中数学与生活紧密相关，因此，教师在课堂上要引入生活问题，让学生从数学角度去分析、思考、概括并解决问题，让学生在动手实验的过程中深刻感受到数学知识和生活的紧密联系，数学和生活是息息相关的，数学来源于生活又应用于生活，提高学生的应用意识，培养学生的探究能力，实现全面发展.

例如，在教学《一元一次方程》一课中，教师给学生出了这样一道题目：某商场开业，为吸引顾客，商场设立了打折销售活动，所有商品按照8折销售，已知篮球的进价为60元，打折后商家的利润率为40%，请问篮球的标价是多少钱？折扣为多少钱？这道题目吸引了学生的兴趣，教师给出了利润率公式：利润率=利润/成本，根据这个公式学生将商品标价设为x，利润=80%x-60，由此可以列算式40%=（80%x-60）/60，由此可以得出篮球的标价为105元，折扣价格为21元，根据这个公式，教师让学生变换折扣率及毛利率进行探究性实验.针对这样应用类的问题，我们可以通过进一步变换数据或者变化数学情境等形式，达成对问题的进一步理解和剖析，促进学生对一元一次方程的真正掌握，并达成学以致用的效果.

上述案例，教师将数学与生活应用相结合，让学生在分析问题的过程中逐渐构建数学模型，找到解决数学问题的方法，再回归到生活中，强化了数学的应用价值，提高了学生的应用能力.

其实，教师在课堂中设计数学实验，让学生通过实验理解和掌握数学知识，培养了学生的操作及应用能力，拓展学生分析问题及解决问题的能力，提升探究意识，实现全面发展.而教师需要在教学备课中充分预设教学内容可以开发和实施的数学实验，激發学生参与到数学实验中来，在实验的不断深入中，促进实验效果的不断提升，促进学生会实验、爱实验、善实验.

参考文献：

[1]张建梅.初中数学实验的核心素养意蕴[J].数理化解题研究，2019（32）：19-20.

[2]王莉.从数学实验到数学实验工具的思考[J].数学教学通讯，2020（02）：51，86.

[责任编辑：李 璟]