数学实验在初中数学教学中的运用

玄甲峰

摘   要：在初中数学教学中渗透实验内容，深受学生喜爱。开展实验时，要对实验内容做筛选处理，还要组织学生参与实验的设计和操作，让学生主动进入到实验环节，在实践操控、探究、发现、分析、体验、归结等学习行动中建立数学学科认知能力。数学实验带有直观性、推理性、探索性等特点，其教学训练价值极高，要做好教学设计和组织，让实验成为数学学习重要助学手段。

关键词：初中数学;数学实验;教学应用

中图分类号：G633.6 文献标识码：A  文章编号：1009-010X（2022）20/23-0057-02

数学实验有特殊训练价值，教师在教学中适时渗透实验内容，能够为学生创造特殊训练机会。数学实验有很多不同的表现形式，思维性实验、制作性实验、探索性实验、模拟性实验，都属于数学实验范畴，教师要对教学内容做深入分析，筛选出实验素材，组织学生参与实验的设计和操作，在实验中培养学生的观察能力、动手能力、创造能力。数学实验有特殊助学价值，教师要做创新探索，为学生提供更多学习机会，让学生在实验实践中建立学科认知。

一、筛选思维性实验，培养学生观察能力

所谓思维性实验，是指运用思维方式探究数学知识、检验数学结论的教学活动。思维性实验不需要走进实验室，也不需要借助更多实验器材，只是对实验设计做分析，在数学定义、定理、公式分析应用中完成学科学习，让学生自然建立数理关系，形成系统性学科认知。

教师对教学内容做深度分析，找到数学实验相关内容，能够将课堂教学带入特定学习情境之中。如教学鲁教版七年级数学上册“勾股定理”，教师借助多媒体播放一段视频，让学生观看并分析：这是一个特殊的数学实验，利用简单复制、粘贴等手法，演示勾股定理证明过程，仔细观看和思考，推演出其中的原理，用自己的话介绍操作过程。学生开始观察这个动态图形的拼接，展开多重互动，对其中原理进行推导，课堂研究气氛逐渐形成。教师播放另一个视频，这是一个注水实验，也是对勾股定理做验证的实验。三个正方体容器围成一个直角三角形，最大容器注满水，转动容器位置，让水流向两个小容器，正好注满。这其中有什么样的原理存在？学生再度展开观看和思考，对勾股定理应用原理做深入分析。教师接连推出无字证明的动态画面，为学生深入思考创造机会。

二、推出制作性实验，培养学生动手能力

制作性实验和操作性实验有太多对接点，教师要做好筛选和分类处理，针对不同学习内容，设计不同实验任务，为学生提供更多实践操作机会，培养学生动手操作能力。学生对制作类实验有更高认同感，其训练作用更为突出，教师要抓住学生兴趣展开设计，利用实验做具体调度，让学生自然进入到学科核心。

教师推出实验任务时，需要设计具体的操作要求，给学生规划清晰的操作路线，这样才能为学生顺利进入到实验环节创造良好条件。如教学“图形的全等”这部分内容时，教师让学生拿出剪刀，找到一些白纸，任意折叠和设计，剪裁出一些几何图形，然后做观察和判断，哪些图形是可以完全重合的。学生快速进入到实验操作环节，开始制作不同的几何图形。在挑选相同图形时，学生都能够利用重合作出全等判断。教师随意找到一个平行四边形图形，让学生将其分成相同的两部分，看看有多少种方案。学生接受任务后，都能够主动展开思考和操作，课堂研究气氛活跃起来。成果展示阶段，教师要求学生做具体介绍，学生积极响应，对重合判断方法做归结。学生对剪纸之类的制作实验比较有感觉，说明教师设计是有针对性的，为学生带来了更多研究机会。

三、组织探索性实验，培养学生创造能力

操作类实验相比制作性实验更为简单，让学生通过摆一摆、拼一拼、画一画、测一测等学习活动展开实验操作，在动态行动中建立数学认知。学生对简单的操作性实验比较有兴趣，教师要对实验操作条件做整合处理，让更多学生主动进入到实验操作环节，在实际操控中形成实验认知能力。

教师对教学内容做深入分析，推出探索实验任务，学生会主动接受，并展开深入研究，在实践操作过程中建立学科认知。如教学“利用三角形全等测距离”这部分内容时，教师设计了探索性实验：这里有一个软尺，长度为20米，校园花园中有水池，宽度超过20米，如何运用这根软尺测量出水池两边指定位置之间的距离？学生对实地操作性活动有特殊参与兴趣，在教师安排下快速进入现场，并展开观察和设计。经过一番操作，很多小组都顺利完成实验操作，计算出测量结果。在课堂展示环节，学生踊跃发言，教师对学生实验操作情况做观察和评价。

四、设计模拟性实验，培养学生综合能力

教师借助计算机或相关软件设计模拟实验，建立多种互动功能，为学生参与实验创造条件。学生对计算机模拟实验操作更感兴趣，教师要对实验展开创意设计。模拟实验未必要很复杂，教师要做好合理设计。

学生对模拟实验有特殊兴趣，教师借助多媒体做辅助，能够为学生带来更多观察机会。如教学“探索轴对称的性质”，教师先做示范操作：这是一片白纸，从中做对折，用针扎一个“天”字，然后将纸片打开，这两个“天”字分列在对折线两边，形成轴对称图形。学生对教师操作进行细致观察，对轴对称图形有了更清晰的认识。为激发学生探索热情，教师让学生找到一张方格纸，随意画出一个图形，并找到适当地方画出一根线，在这根线的另一边画出对称图。学生开始操作，但遇到一些困难，不知道在什么位置设计这根线。教师利用多媒体做动态展示，让学生仔细观看，逐渐找到实验操作的要领。多媒体展示动画图形，直观性更高，学生接受不存在障碍，助学效果更为显著。

實验具有重要的应用价值，教师在设计教学时有意识引入一些实验内容，组织学生展开实验设计和探索行动，不仅能够为学生创造深度学习机会，还能够培养学生良好的学习习惯，建立生活学习意识。初中数学学科教材中有不少实验内容，教师要对这些内容做优化处理，提炼更多实验素材，组织学生展开多种形式的实验实践活动，让学生在探究性学习中锻炼学科认知能力。