数学实验在初中数学教学中的运用

【摘 要】数学实验不仅能验证学生已经掌握的知识，科学且合理的实验还能够增加课堂教学活跃性，提高学生的创新意识、分析能力、逻辑思维能力、抽象意识以及探索能力等。利用数学实验进行有效教学有利于提升学生的数学能力和素养，从而实现学生的全面发展。

【关键词】数学实验;初中数学;运用策略

【中图分类号】G633.6  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437（2022）12-0169-03

数学实验教学模式应用的根本意义在于，引导学生通过主动操作的方法对学习内容进行深度探究，结合具体问题发现其中的数学思想和数学概念，进而实现增强学生学习效果、强化学生探索能力的发展目的。在初中数学教学体系中应用数学实验教学模式，可以有效促进学生创新意识、分析能力、逻辑思维等多项综合素质水平的提高。

1   借助数学实验培养学生创新意识

全面强化初中阶段学生创新思维意识是当前教学体系中的重要发展目标，同时也是帮助学生进一步探索多元学习内容的重要途径。为了实现学生创新意识发展目标，进一步提升初中生数学学习水平，教师可以充分利用数学实验对学生进行引导，促使学生主动发现问题，并能通过对实验过程进行分析而解决相关问题，以此达到强化学生创新思维能力的教育目的。在此过程中，数学教师要以培养学生好奇心和积极探索意识为条件，使学生积极参与到数学实验探索过程中，从而完成根本教育目的。

如在初中数学实验与探究课程“填幻方”教学方案设计过程中，数学教师可结合本课教学过程中的实践教学环节对学生进行引导，促使学生全面认识幻方，并了解幻方的起源及基本概念，同时可以在实验学习过程中进一步探索三阶幻方的构造方法。数学实验的基本教学流程便是实现学生创新意识发展的有效方式，学生可以在不断分析及尝试过程中进一步了解奇阶幻方填写的方法。除此之外，在用数学实验教学模式培养学生创新意识的具体方案构建过程中，数学教师可以为学生构建多元化的教学方案，促使学生从多角度分析相关数学知识，避免学习方法局限化，从而推动学生创新能力的发展。因此，在初中阶段数学实验教学方法设计及应用过程中，教师要注重对学生创新能力的培养，要引导学生多途径探索问题，从而实现拓展学习方向和学习内容的发展目标。

2   通过数学实验强化学生分析能力

就初中学生的身心发展特点与思维方式角度而言，大部分学生对于数据分析观念的认知主要是以螺旋上升的形式为主，这是全面强化学生理解能力和探索能力的根本原因。初中阶段是学生累积基础知识、提升基础素养的重要时期，全面发展学生分析能力是十分重要的教学发展目标。对此，数学教师可以充分利用数学实验教学模式。对学生进行引导和培养，促使学生在实验探究过程中主动建立数据及分析理念，从而在自主探索过程中掌握学习内容，强化数据分析水平。

如在初中数学实验与探究课程“无限循环小数化分数”教学方案设计过程中，教学目标在于引导学生进一步探究无限循环小数化分数过程中渗透的转化思想、无限逼近思想及相关方程的具体作用。在此目标实现过程中，数学教师可充分利用数学实验教学模式对学生进行引导，使学生体会到实验方法的多样性，同时深度领悟实验探究学习方法的具体应用策略。除此之外，教师还要拓展学生数据分析探索方向，引导学生结合基础实验学习环节主动探究更加全面广泛的学习内容，进一步提升学生数学实验水平，强化其数据分析能力。总之，加强数学实验教学模式的应用是全面提升学生数学分析能力及综合思维能力的有效措施。

3   结合数学实验发展学生逻辑思维

逻辑思维能力的发展是保障学生智力发展的重要基础条件。从初中阶段数学教学内容和教学体系的基本特点来看，教师应当以发展逻辑思维为核心，为学生构建科学的教学方案和教学内容，促使学生根据思维活动探索学习方法，强化学习效果，从而实现思维结构的转化。然而发展学生的思维能力一直是教育过程中的难点。为了帮助学生突破这一难点，全面提高综合逻辑思维水平，数学教师可以利用数学实验教学模式为学生构建完善的教学体系，促使学生在实验探究过程中全面感受逻辑思维给学习带来的积极影响，从而提升学生的综合思维水平。

如在初中数学“瓶子中有多少粒豆子”课程教学过程中，为了帮助学生进一步了解抽样调查收集数据的方法，同时帮助学生初步感受抽样的必要性，并体会用样本估计总体的思想，数学教师可应用数学实验教学模式，促使学生通过实验了解运用统计知识解决实际问题的具体方法，同时让学生感受统计的一般过程，初步建立统计观念，并实现逻辑思维能力发展。除此之外，为了进一步拓展数学实验教学，全面强化学生综合思维水平，教师可以将合作交流教学方法融入其中，这样可以帮助学生突破单一化的思维模式，领悟学习其他同学及教师的思维方法，进而强化学生综合思维水平和合作探究能力。总之，加强应用数学实验教学方法对学生进行引导，可以有效培养学生数学思维能力和学习能力。

4   借助数学实验提升学生抽象意识

很多学生由于缺乏抽象意识，学习效果达不到既定目标。为此，数学教师可以加强应用实验教学模式，促使学生在动手实践和分析探索过程中，进一步认识数学内容中的抽象元素，进而更好地理解数学知识。

如在初中数学“三角形中边与角之间的不等关系”教学设计过程中，数学教师可结合实验探究和推理论证，促使学生全面探索三角形中边与角之间的不等关系，提升学生分析问题的能力和理解抽象知识的能力。与此同时，通过探索总結，学生可以全面认识数学活动中的新颖元素，进一步激发学习几何的兴趣。总之，借助数学实验教学模式，为学生构建教学方案，可以帮助学生突破学习难点，在探究过程中进一步强化抽象思维能力，提高学生综合学习水平。

5   利用数学实验提高学生探索能力

为了全面提升学生探索能力，教师在教案设计过程中，可以充分利用数学实验教学模式及鼓励教育方法对学生进行引导，促使学生充满探索的信心，体会及享受成功的喜悦，从而提升综合学习水平。如初中数学“丰富多彩的正方形”的主要教学目标是引导学生学习菱形的定义和性质，培养学生解决问题的能力。在制定教学方案时，数学教师可使用实验教学方法，引导学生通过动手实践掌握平行四边形的性质及基本证明方法，进而学习菱形的定义及性质。在此过程中，教师要有针对性地对其进行鼓励，使学生充满探索信心。总之，利用数学实验为学生构建完善的教育方案，可以全面提高学生探索能力，帮助学生突破学习难点。

6   应用数学实验激发学生自主意识

很多学生缺乏良好的自我管理能力和自主探究意识。数学教师为此可以加强数学实验教学模式的应用，激发学生的自主意识，促使学生根据实验任务和实验目标主动探索，并完成学习发展目标。

如在初中数学“设计跑道”教学方案设计过程中，为了激发学生自主意识，培养学生自主学习能力，数学教师可以应用科学的学习方法及辩证唯物主义思想，促使学生在类比及联想等多元化学习方法的探索过程中领悟公式推导的过程，进一步强化自主学习意识和主动学习能力。与此同时，数学教师可以在实验教学中构建任务探索情境，引导学生结合具体公式正确熟练地应用知识，并完成计算。总之，加强应用数学实验教学方法，可以全面强化学生自主学习意识，培养学生自主学习能力。

7   依托数学实验构建良好教学氛围

初中数学教学过程中，教師十分重视教学环境及教学氛围的构建工作，这是影响学生学习积极性的根本，同时也是帮助学生深度理解学习内容，掌握学习重点的关键因素[1]。在初中数学实验教学模式应用过程中构建良好教学氛围，对学生课堂学习有较大作用。

如初中数学“概率与中奖”的主要教学目标是引导学生体会统计推断的合理性，进一步掌握概率与统计之间的联系及概率的一般应用模式。在教学设计过程中，教师可以依托数学实验教学方法，并融入趣味游戏，使学生在参与数学实验的过程中体会到数学学习的趣味性。另外，无论是精神环境氛围还是物质环境氛围的构建，都要在结合学生的基础水平和身心发展特点的基础上进行。

8   借助数学实验发展学生实践能力

实验教学有利于发展学生的实践能力，能够引导、鼓励学生充分利用所掌握的知识解决问题，体现出数学的实用性。随着学生对数学实验的兴趣越来越高，教师可以拓宽实验的维度和范围，使数学实验不再局限在课堂教学中，而是能够合理地延伸到课外，增加实验的操作空间，并且丰富实验素材。教师可以充分挖掘教材中的知识点，从生活中选择合适的案例设计实验，让学生以合作的方式进行实验[2]。

如在教学关于“打折销售”的问题时，教师可以设计课外实践活动，以便了解学生对打折销售的看法。教师首先要将学生分组，对每组组员进行明确分工，然后让其利用课余时间进行社会调查。整个实验要让多个小组共同进行，有的小组负责调查问卷，有的小组负责摄像……然而各小组汇总收集的信息，并得出自己的结论，并利用自己掌握的知识进行判断。这样的实验具有很强的开放性，没有标准答案，学生只要能够找到符合自己观点的依据即可。这样的开放性数学实验不仅具有趣味性，还有利于发展学生的实践能力，并且能够在一定程度上提升学生的分析和归纳能力，对于学生而言是一种具有积极意义的教学活动。

9   利用数学实验培养学生数学兴趣

数学知识具有严谨、抽象等特点，因此很多学生都对数学“敬而远之”，无法激发学生兴趣，进而影响学生学习的主动性和积极性，最终影响数学教学效果。适当利用数学实验进行教学，能够有效地解决以上问题，促使学生主动学习。

如在教学“全等三角形的判定”时，教师可以指导学生提前准备好剪刀、量角器、刻度尺等工具，然后让学生按要求制作内角确定的三角形、边长确定的三角形，并让学生讨论这样的三角形是否具有全等性。学生通过实验验证三角形全等的条件，既能够使学生深入理解本节知识，又能够激发学生学习兴趣。同时，为保证教学的有效性和学生的积极性，教师可以应用分组教学方法，让每个小组证明相应条件下三角形是否全等，最先完成任务且答案准确的小组可以获得奖励。与传统死记硬背定义等教学方式相比，数学实验教学方法能够提高课堂教学的活跃性、提高学生的参与度和积极性。同时，在实验过程中，学生对定理、公式等内容的理解更加深入，对数学的兴趣被有效激发出来，有利于学生主动学习数学。总之，在初中数学教学中积极且合理地应用数学实验，可以有效激发学生兴趣。

将实验教学科学地应用于初中数学教学过程中，可以使学生在主动实践及探索过程中进一步提升创新意识、分析能力、逻辑思维、抽象意识等核心素养，从而帮助学生在有效的学习体验过程中掌握科学的数学学习方法，进而提升整体教学效率。

【参考文献】

[1]王家宾.“数学实验”在初中数学教学中的运用[J].当代家庭教育，2021（33）.

[2]黄心怡.数学实验在初中数学教学中的实践探索[J].文理导航（中旬），2021（11）.

【作者简介】

陈兵（1975～），男，山东邹平人，本科，一级教师。