数学实验在初中数学教学中的实践探索

2022-04-22田园

快乐学习报·教师周刊 2022年5期

田园

摘要：将数学实验引入课堂教学是新课标的要求之一，通过实践活动，充分调动学生的大脑、手、口等多种感官，不断提高学生合理应用数学思维的能力。本文从实验起点、实验过程和实验结果三个方面对数学实验教学进行了探讨，从而激发了学生对数学实验的兴趣，加深对数学思想的理解，培养数学创新精神，增强实际应用意识，使学生在数学教学中不断提高核心素养。

关键词：数学实验;数学思想;创新精神;应用意识

公理性、高度抽象性、重视逻辑演绎是传统初中数学教学的主要特点，在传统的初中数学教学模式中，学生学习抽象概念、定理，忽略了对数学的思考方法，使其发现问题、处理问题、解决问题的思维轨迹常常被掩盖。数理实验是指运用计算机技术观察、研究某些数学现象，发现其规律，再结合已学的数学知识进行分析和思考，最终使问题得以解决，从而更深刻地理解和掌握数学的概念和方法。数学实验是完善学生的知识结构，提高学生数学核心素养的重要途径之一，本文提出了将数学实验应用于初中数学教学的具体做法。

一、重视实验起点，激发学生学习兴趣

在心理学上，兴趣是人们对所从事活动的创造性态度的重要条件。初中生由于处于思想的发育期，他们的好奇心和求知欲也很强，将数学理论与数学实验有机地结合在一起，既能加强学生的实践能力，又能加深对数学知识的理解，不断提高学生综合素质。为此，教师应以数学实验为起点，在教学过程中让学生参与实验活动，使学生加深数学与生活的联系，加深对学习重要性的认识，提高学习动机。用「概率」来说明：

师：爸爸买来一袋大白兔奶糖，小明和小乐都非常喜欢吃，但现在只剩下最后一颗了，应该把这颗奶糖给谁吃呢，哪位同学可以帮助这位爸爸做出公平的决定？

生1：爸爸可以出一道数学题目，谁答对了谁就可以吃。

师：要是小明和小乐都答对了呢，还有没有更好的办法？

生2：我认为这位爸爸可以采用抛硬币的方式做出決定，这个方法很公平。

师：这个想法很好，那你可以把具体的方法和操作过程讲给大家听一听吗？

生2：首先，拿出一枚质地均匀、干净整洁的1块钱硬币，向上竖直抛起，当硬币自然下落并静止于地面时观察其表面，若正面朝上则把奶糖给小明吃，若反面朝上则给小乐吃。

师：这位同学讲得很详细，请其他同学认真思考采用抛掷硬币的方法对于小明和小乐而言是否具有公平性呢？有兴趣的同学也可以尝试抛硬币进行模拟。

以上数学实验是针对“概率”这一知识点而设计的，目的在于帮助学生初步理解“概率”的概念和特点。当学生建立了相关概念后，教师也可以指导学生增加抛硬币的次数，观察“正向上”在实验过程中的变化规律。把日常问题设计成数学实验，运用到教学过程中，可以活跃课堂气氛，避免抽象内容给学生带来困扰，有利于激发学生的数学兴趣。

二、优化实验过程，深刻理解数学知识

中学数学具有重视演绎逻辑的特点，部分学生在学习过程中常常陷入“知其所以然”的困境，无法深刻把握数学知识的核心与本质。关心每个学生的学习状态，促进每个学生的发展是新课程教学的基本任务。为此，教师在教学中不仅要注重数学概念、数学定义等细节解说，而且要重视学生的体验与感受，运用数学实验引导学生思考、实践、观察、交流，充分发挥外在学习因素的作用，促使学生自然形成数学概念。实践数学实验中，教师可以把实验分成两个阶段，在第一阶段，教师要根据实验步骤自行准备实验所需的材料，在此阶段，教师要协助学生初步体验要学习的知识内容;在第二阶段，教师可以引导学生思考和交流归纳，进一步加深对数学知识的理解。用“全等三角形判定法”教学为例：

师：若两个三角形全等，则其前提条件包括什么？（学生根据所学的知识经过讨论，会得出多个结论。）

师：请同学们根据以下数据进行分组讨论：①在三角形中，其中一条边长6cm，一个夹角为30°;②在三角形中，一条边长6cm，另一条边长4cm;③在三角形中，其中一个夹角为60°，另一个夹角为30°。

上述教学中，教师指导学生画图并讨论，就会得出关于全等三角形的判定方法的正确结论，即边边边、边角边、角边角、角角边等，同时还能够深刻认识到角角角、边边角的判定方法不能验证两个三角形为全等三角形。教师优化数学实验的过程，在实验中重视引导学生进行思考、交流讨论，有助于不同基础的学生进行自主探讨，从而不断加深对数学知识的理解。

三、完善实验途径，培养学生创新精神

素质教育是培养创新精神和创新人才的教育，随着新课程改革的不断深入，初中数学教师也应不断树立培养学生创新思维的意识。初中数学是一门被公认为基础性较强的学科，实验教学是提高学生解决数学问题的关键内容和手段，也是学生“独创性”思维的主要来源，在教学过程中引入数学实验对于培养学生的创新精神具有至关重要的意义。学生在参与数学实验的过程中主动提出推理、猜想，同时通过画图、测量、观察等一系列实践活动，能够不断推动创造性思维的发展。例如，在讲授“利用相似三角形测量河宽”这一知识点时，学生根据已学的知识，会形成多种思路，而教师为了帮助学生深入相似三角形的性质并创造性地运用于实际中，可设计一个有关的数学剪纸实验：

师：请同学们自己动手尝试一下，能够将一个三角形剪成两个相似三角形？如果可以，那么一共有几种剪裁的方法呢？（学生们从枯燥的数学讲义脱离出来，在学习活动中有的量、有的剪，形成活跃的课堂氛围）

生1：我认为一个三角形能够被剪成两个相似三角形，但要求较高，该三角形必须是一个特殊的三角形。

师：那么是什么样的三角形呢，又该如何剪裁才能变成两个相似三角形呢？

生2：我认为该三角形必须是直角三角形才能被剪裁成为两个相似三角形，首先找到斜边上的高并做好标记，然后沿着标记剪开就能够得到两个相似三角形。

师：很好，还有其他同学进行补充吗？

生3：我认为一个等腰三角形也可以被剪成两个相似三角形，首先找到底边上的高并做好标记，然后沿着标记剪开就能够得到两个相似三角形。

师：这个想法也很新颖，还有别的方法吗？

生4：我认为任何一个三角形都可以被剪成两个相似三角形，首先画出任意底边上的平行线，然后沿着平行线剪开就能够得到两个相似三角形，但两个三角形的面积不等。

师：同学们的分析都非常到位……学生在上述实验中直面问题本身，不仅能够深入理解数学知识，其创新意识和实践能力也得到了培养。

结语

在新课改不断推进的教育背景下，初中数学教师只有对数学实验的本质进行准确的把握，在教学中重视教学实验的起点、优化实验过程、完善实验途径、强调实验结果，才能激发学生学习数学的积极性，帮助其深入理解数学知识、培养创造性思维、强化应用意识和能力，才能不断提高学生的综合素质。

参考文献：