数学实验在初中课堂教学中的应用

王海波

【摘要】随着社会的不断发展和教育理念的更新，我国的教育体制也在不断改革.为提高教育质量、培养具有创新能力的学生，教育部门倡导采用更多实验性教学方法.将“初中数学实验”融入课堂的教学策略，需要教师在教学过程中着重培养学生的创新思维和解决问题的能力.基于此，文章主要从引导学生发现问题、给学生提供实践机会、强调数学实验的目的、鼓励学生合作学习、建立学习评价机制这五个方面进行详细的研究分析.

【关键词】初中数学；数学实验；教学策略

【基金项目】文章系苏州市教育科学“十四五”规划2022年度课题“初中数学‘云·微实验的实践研究”（2022/JK/02/040/10）；本文系苏州高新区教育科学“十四五”规划2021年度课题“基于数学文化的初中数学实验工具开发研究”（SND-2021-ZD-031）

引 言

数学是一门理性、严谨的学科.很多学生在学习数学的过程中容易出现学习兴趣不高、知识应用能力不强的问题.为了提高学生的数学学习效果，引导学生对数学产生兴趣和热爱，文章从“初中数学实验”融入课堂教学的角度，探讨如何有效地提高学生对数学的学习兴趣和知识应用能力，同时为教师在课堂教学中如何引导学生参与数学实验提供一些实用的策略.

一、自主发现问题，利用数学实验验证

数学实验是将抽象的数学知识具象化、形象化的有效手段之一.通过实际操作和考查，学生能够更深入地理解数学知识，并发现数学问题.在将“初中数学实验”融入课堂教学的过程中，教师应当充分发挥实验的作用，引导学生自主发现问题，培养学生探究和发现问题的能力.

首先，教师可以通过实数的运算引导学生发现问题.实数的加、减、乘、除是初中数学的基本运算，但许多学生在学习的过程中常常会混淆或者不理解这些运算的规律.在具体的实验过程中，教师可以让学生进行简单的数值计算，并引导他们分析计算过程中出现的问题.例如，教师可以让学生通过实验验证以下结论：“两个正数相乘，积为正数；两个负数相乘，积为正数；一个正数和一个负数相乘，积为负数.”教师可以引导学生通过实际计算来验证结论，并自主发现其中的问题.例如，当一个正数和一个负数相乘时，学生应该如何计算？

其次，教师可以鼓励学生提出自己的猜想.在实验中，学生会遇到很多数学问题，而这些问题往往需要一定的数学知识来解决.为了让学生更好地理解这些问题，教师可以引导学生提出自己的猜想，并通过实验验证或推翻这些猜想.例如，教师可以给学生提供以下问题：两个负数相加，结果一定是负数吗？通过实验，学生可以得出结论：两个负数相加，结果可能是正数、负数或者零.这样的实验过程不仅可以让学生更好地理解数学知识，还可以培养学生的探究和发现问题的能力.

再次，教师可以在实验中引导学生关注数学中的常见错误.在实验中，学生可能会出现一些常见的错误，例如计算错误、符号混淆等.教师可以在实验中提醒学生注意这些常见错误，并帮助他们纠正这些错误.例如，在实验中，学生需要进行实数的乘法计算，但他们可能会混淆加法和乘法的符号.教师可以通过实际操作和分析，帮助学生纠正这些错误，并让他们更加熟练地掌握数学知识.

最后，教师可以在实验过程中引导学生归纳总结.实验是一种探究性学习的过程，学生需要通过实际操作和观察发现数学问题，并从中归纳总结出数学知识.在实验过程中，教师需要引导学生归纳总结，帮助他们将实验中的发现和结论转化为数学知识，并巩固学生的学习成果.例如，在实验中，学生发现了实数乘法中符号的特殊规律，教师可以引导学生从实验中归纳总结出实数乘法中符号的规律，并通过课堂讲解加深学生对这个规律的理解.

二、深入理解概念，利用多种实验实践

提供学生实践机会是将“初中数学实验”融入课堂教学的关键一步.实践机会不仅可以帮助学生更深入地理解数学知识，还能培养学生的实践能力和创新意识.

首先，提供有理数与无理数的实践机会.在初中数学中，有理数与无理数是一个重要的知识点.然而，大部分学生都很难理解这个抽象的概念.在实际教学中，教师可以让学生通过实际的操作更好地理解有理数和无理数.例如，教师可以让学生在实验中使用尺子和直角尺等工具，测量不同长度的线段，并用分数、小数和无理数表示.学生通过亲自操作，感受和理解有理数和无理数的实际意义.

其次，通过模拟实验提高学生对数学概念的理解.在某些情况下，真实的实验可能会受到条件限制，难以进行.这时教师可以采用模拟实验的方式，让学生更好地理解数学概念.例如，在学习三角函数的时候，教师可以使用三角函数模拟器，让学生模拟不同角度下三角函数值的变化，深入了解三角函数的性质和应用.同时，教师可以让学生进行真实的数学实验，提升他们的探究能力.在学习数学知识的过程中，学生往往被动地接受知识，缺乏主动探究的机会.通过数学实验，学生可以亲身体验和探究数学知识，发挥自己的主动性和创造力.例如，在学习平方根和立方根时，教师可以让学生自行设计实验，探究不同数值的平方根和立方根的特点和性质.

最后，借助信息技术手段，增加实践机会.在现代社会中，信息技术已经深入人们的生活和工作中，为教学提供了新的实践机会.例如，教师可以使用教学软件和网站，让学生在计算机上进行数学实验.这些软件和網站可以提供丰富的数学资源和模拟实验工具，让学生更加深入地理解数学知识.教师也可以引导学生在网络上进行分享和交流.

三、培养探究精神，实现数学实验目的

数学实验在课堂教学中的作用不仅是为了让学生通过实践更好地理解数学知识，更重要的是通过实验加深学生对数学知识的认识，并培养学生的探究精神和实践能力.因此，在将初中数学实验融入课堂教学的过程中，教师需要清晰地强调数学实验的目的，从而帮助学生更好地理解数学实验的意义和价值.

首先，强调数学实验的目的是培养学生的探究精神.学生通过做数学实验，可以在实践中发现问题、猜想并验证结论，这一过程培养了学生的探究精神和探究能力.例如，在角的相关知识中，学生可以通过实验探究同角的性质，通过改变角度大小、角的位置等实验操作，发现同角在平面几何中具有的性质.这样的实验可以让学生更好地理解同角的定义和性质，并培养学生的探究能力.

其次，强调数学实验的目的是让学生在实践中更好地理解数学知识.在传统的课堂教学中，学生只能通过讲解来练习数学知识，但是这样的学习方式难免会让学生产生疑问和困惑.而通过数学实验，学生可以在实践中更直观、更深入地理解数学知识，从而更好地掌握知识.例如，在角的相关知识中，学生可以通过实验验证同角的性质，从而更深入地理解同角的定义和性质，提高学生对知识的理解.

再次，强调数学实验的目的是培养学生的实践能力.学生在数学实验中需要进行实际操作，能够培养学生的实践能力和动手能力.例如，在角的相关知识中，学生需要自己动手画角、移动角度.这样的实验可以让学生在实践中培养动手能力和实践能力，从而更好地应用数学知识.

最后，强调数学实验的目的是提高学生对数学的兴趣和学习热情.数学实验具有趣味性和实用性，可以让学生在实践中感受到数学的魅力，从而提高学生对数学的兴趣和学习热情.对于初中学生来说，数学实验可以使他们从枯燥乏味的课本知识中获得新的体验和感受，让学生感到学习数学是一件有趣的事情.例如，在角的相关知识中，实验可以让学生在操作中感受到同角的性质，从而激发他们对数学的兴趣和热情，提高他们的学习积极性.在强调数学实验的目的时，教师需要注重引导学生的思考和总结.通过实验，学生可以获得更直观、更深入的数学知识，但同时需要学生进行自主思考和总结，从而将实验结果应用到实际问题中.因此，在实验结束后，教师需要引导学生对实验结果进行思考和总结.例如，教师可以让学生通过讨论和演练来巩固所学知识，让学生在实验中获得更多的收获，进而提高学生的数学水平和思维能力.

四、鼓励合作实验，激发自主学习能力

合作学习是一种让学生通过相互合作完成学习任务的教育方法，可以帮助学生更好地理解知识、提高学习效果.在初中数学实验教学中，鼓励学生之间的合作学习是非常重要的.

一方面，鼓励学生合作学习可以提高学习效果.在学习“平行与垂直”的相关知识时，教师可以设计一些小组合作任务，让学生合作完成一些有关平行与垂直的实验.例如，教师可以让学生分组，在一张白纸上画出几条平行线和垂直线，然后用尺子和量角器测量角度，并归纳总结规律.通过这种方式，学生可以互相交流和分享自己的想法，从而更深入地理解“平行与垂直”的相关知识.另一方面，合作学习可以促进学生之间的交流与合作.通过合作学习，学生可以更好地沟通和交流，共同解决问题，从而增强了学生的团队合作精神和协作能力.在实验中，教师可以给学生分配任务，让他们分工合作，各自负责一部分，最后将结果汇总.例如，教师可以让学生组成一个小组，分别测量一张纸的不同角度和边长，并互相比较、检查，然后讨论和归纳规律.通过这种方式，学生可以共同解决问题，互相支持和帮助，从而增强团队意识和协作能力.

另外，教师可以在合作学习中加强学生的自主学习能力.例如，在实验过程中，教师可以让学生自行安排实验步骤、制订实验计划，并且自主探究规律.教师只需要提供必要的指导和帮助，让学生自主学习和探究.通过这种方式，学生可以更好地发挥自己的想象力和创造力，培养自主学习的能力和兴趣.除此之外，教师还需要在合作学习中引导学生注重个人贡献和团队合作.例如，教师可以通过小组评价的方式评估每个学生的个人贡献和团队合作精神.通过这种方式，学生可以更好地了解自己在小组中的作用和表现，并且学习如何在团队中更好地合作和协调.同时，教师可以及时给予学生反馈和指导，帮助学生更好地发现自己的优势和不足，从而提高个人能力和整体团队效果.

五、建立评价机制，提升数学实验效果

学习评价是学习过程中不可或缺的一部分.在将“初中数学实验”融入课堂教学的过程中，建立适当的学习评价机制可以帮助学生更好地了解自己的学习进度和掌握情况，同时可以帮助教师及时了解学生的学习情况，以便调整教学策略.

一方面，评价的目的是帮助教师了解学生的学习情况.评价需要根据学习目标和教学内容确定评价的侧重点，评价的形式也需要根据具体情况来进行选择.例如，如果是对实验结果进行评价，可以采用实验报告和实验演示的形式；如果是对数学知识进行评价，可以采用考试和作业的形式.评价的目的不仅是对学生进行评价，还是帮助教师了解教学的效果，及时调整教学策略.评价的形式可以根据具体情况选择.例如，教师可以采用平时表现、课堂测验、考试、实验报告、作业等多种形式进行评价.在选择评价形式时，教师需要考虑到不同形式对学生的影响以及评价的可靠性和有效性.除此之外，评价的时机也需要合理安排.评价时机可以分为定期评价和随堂评价两种.定期评价通常是在学期末或学年末进行，其目的是对学生进行全面评价，以帮助他们更好地掌握数学知识.随堂评价是在课堂上进行的，其目的是对学生的学习情况进行及时评价，帮助他们及时发现和纠正问题.

另一方面，评价的效果需要在教学实践中得到验证.评价的效果包括促进学生的学习动机和学习兴趣、帮助学生发现和纠正问题、增强学生的自信心和合作精神、促进教师和学生的交流和互动等.通过建立科学有效的评价机制，教师可以最大限度地实现教学目标，提高学生的学习效果.因此，教师要将“初中数学实验”融入课堂教学需要建立学习评价机制，评价的目的、形式、时机和效果等方面需要根据实际情况进行综合考虑，以达到促进学生学习兴趣、增强学生自信心和合作精神、促进教师和学生交流和互动的效果的目的.同时，评价机制的建立需要考虑教学的特点和学生的实际情况，要注重个性化评价和因材施教，帮助学生发挥自己的优势和克服自己的不足.评价机制的建立也需要注重与家长的沟通和协作，帮助家长了解孩子的学习情况，共同促进孩子的學习进步.

结 语

综上所述，通过将“初中数学实验”融入课堂教学，不仅可以提高学生对数学的兴趣和热爱，还能加强学生的实践能力和知识应用能力.为了实现这一目的，教师可以根据学生的实际情况和课程特点，灵活运用教学方式，帮助学生更好地掌握数学知识，提高数学学习效果.

【参考文献】

[1]程花.通过数学实验培养学生数学抽象素养———以苏科版“数学实验室”栏目素材为例[J].数学通报，2021（4）：35-37，66.

[2]万兆荣.基于“数”概念理解的数学实验开发[J].教学与管理，2021（35）：61-63.

[3]张扬，王宗信.变化基本图形生长关键能力———通过数学实验变化四边形进行单元教学的尝试[J].数学通报，2022（1）：33-35.

[4]许彬.初中数学实验常态化实施的原则及路径[J].教学与管理，2022（19）：42-44.