初中數學教學中數學實驗教學基本要求初探

摘 要：對于一些比較抽象難懂的數學概念或推理過程，數學實驗教學將那些看似抽象、深奧的知識點，直觀、生動地展示給初中生，同時也可給學生提供探究學習的機會。因此，設置一定的實驗，通過師生共同參與，用實物或數學軟件對某數學知識點進行講解突破，非常有必要。初中數學課堂教學中實驗的運用必須遵循一定的原則，采用科學的實驗教學策略。

關鍵詞：初中數學；實驗教學；基本要求

中圖分類號：G622.41 文獻標識碼：A 收稿日期：2016-01-14

一、遵循數學實驗教學的基本原則

1.實驗教學既要突出過程性，又要落實教學目標

任何教學活動都有特定的教學目標，而該教學目標又是在具體的教學過程中完成的。因此，實驗教學必須要考慮到兩者的結合，既要體現過程的探究性和趣味性，又要圍繞著教學目標進行。一方面，老師要充分考慮到學生的可接受能力和實驗過程的直觀性和趣味性，盡量選取學生熟悉且感興趣的實驗環境和內容，讓學生對實驗過程感興趣，對實驗結果產生足夠的期待，從而提高其參與學習的積極性和主動性；另一方面，任何教學設計都要圍繞一定的教學目標來進行。

2.既要讓學生獲得感性認識，又要引導學生進行理性思考，從而獲得知識

數學實驗教學絕不僅僅在于具體的實驗過程，還在于對實驗過程和結果及由此總結出的數學定理、公式等的掌握及運用的理性思考，從個性中總結出數學規律。對于初中生來說，其理性思維能力相對欠缺，對具體的操作比較感興趣，但在科學總結和歸納實驗結果、促進自身的數學思維水平提高等方面的能力則相對欠缺。因此，教師設計和實施數學實驗時要盡量實現兩者的統一。一方面，為了激發學生的自主學習和探究學習的主動性，老師要鼓勵學生參與實驗過程，真正讓學生“動”起來，參與到課堂中來，讓學生通過自己的親身操作，對某一數學現象產生興趣和探究的動力；另一方面，許多數學知識如負數，點線面的抽象空間的構架，數學定理、公式的總結等，僅僅靠直觀的動手操作不可能真正完成，還需要發揮抽象思維能力。因此，數學老師進行實驗教學時，除盡量創造機會讓學生動手操作，更重要的是引導和訓練學生從具體實驗中總結出一般性的數學規律。筆者曾經觀摩過一位老師運用實驗教學給學生展示無理數的“無限不循環”性質。他先是設定了一個小數，然后準備了一個麻將骰子，讓學生隨機扔，并將多位學生得出的數字依次寫在該小數后面。最后，這位老師引導學生總結歸納這些數字的特點，從而得出無理數的概念和數學性質。從中可以看出，這位老師該教學環節比較好地做到了學生參與實驗過程和最后進行數學歸納和總結的統一。通過教學，學生對無理數的數學性質有了更深刻的認識。

筆者在講授“多邊形的內角和”知識點時，也采用了實驗教學方式。在教學過程中，我提前考慮到了實驗的感性結果與理性歸納的關系：前一教學環節，我基于學生的小學數學基礎，簡單講授完了三角形內角之和的計算。此時，我提前準備了分別為四邊形、五邊形、六邊形的較大紙片3張和3把剪刀；課程導入完成引入新課后，我隨機挑選了3位學生上來分別用量角器量這些多邊形的內角并相加，分別算出這3個多邊形內角之和；再選取3位學生上來嘗試用剪刀將這些多邊形分割成若干三角形，讓他們自己找出這3種多邊形內角之和與三角形內角之和的關系，并以此讓他們猜猜七邊形、八邊形、九邊形與三角形之和的關系。在實驗中，許多學生都能順利猜出七邊形、八邊形、九邊形之和。應該說，此時的學生已經對多邊形內角之和與三角形內角之和的關系有了一個感性認知，但尚未形成科學的理性歸納與總結方法。最后，我再引導他們運用證明去推導多邊形的內角和公式。實踐證明，通過這種實驗教學，學生對多邊形內角之和的計算方法有了更深認識，從而能熟練地掌握。

二、規范完成實驗教學實施的主要步驟

1.做好實驗前的準備工作

做好實驗前的準備工作是所有實驗教學的前提。老師在這個階段主要做好三件事：一是按照具體的教學進度、教學內容和學生的實際情況選擇好實驗課題。一個合適的實驗課題，可以激發學生的好奇心和學習熱情，可以更有效地突破重難點，實現教學目標。實際上并不是所有教學內容都適合采用實驗教學。一般來說，老師在選擇實驗課題時必須考慮到操作性強和探究性強的要求，選擇切合初中生年齡特點、生活環境，且適合學生觀察、動手操作的內容。教材中如“試一試”“做一做”“數學實驗室”等僅僅是實驗素材，沒有詳細的實驗設計方法和流程，并不能直接采用，需要老師進行選擇和加工。二是要按照教學大綱和具體的教學內容，明確本次實驗教學所要達到的目標，做到心中有數。只有確定好了教學目標，所有的實驗過程才不會亂。三是具體的實驗準備工作，準備實驗必需的物質條件。

2.合理組織、引導，師生共同完成實驗展示過程

這個步驟是整個實驗教學的主體部分，它的成敗直接決定著教學目標能否實現。首先，教師要按照預定的實驗設計，從總體上保證整個教學過程的層次性。從簡單的直觀演示到最后的理論歸納總結，都應該按照學生的認識發展規律，從簡到繁，從具體到抽象的順序，做到有條不紊。其次，對于一些稍微復雜一點，又必須要做的實驗，老師可以事先將其分解成若干子步驟。每個子步驟都要考慮到學生的認知基礎和實驗操作的難易程度，選擇不同的展示方式。一些由老師演示完成，一些由學生單獨完成，還有一些可以由師生共同參與完成。最后，課堂教學設計也要視具體的教學設計執行情況做必要的調整。老師進行實驗操作或講解時，必須隨時跟蹤學生的實際反應，做必要的微調。最后，根據不同的實驗類型，選擇不同的展示教學方法。按照不同的標準，數學實驗也可分為多種類型，本文主要按照實驗教學目的來考慮，將初中數學實驗大致分為驗證型實驗、理解型實驗和探究型實驗三類。不同類型的實驗實施的時間、方式及實施要求都不一樣。如驗證型實驗一般是在學習完概念、原理之后進行，其目的是為了用直觀的方式證明某一數學概念或數學原理；而探究型實驗一般安排在難度較大、較為抽象的概念和原理新授之前，為了創設一個真實、直觀的教學情境以激發學生的求知主動性和積極性，鼓勵學生以探究的方式完成對某一概念或原理的掌握和運用。

3.實驗完成后的總結與反思

任何教學活動都要了解學生對所講授知識點的實際掌握與運用情況。優秀的數學實驗教學設計是通過不斷完善才得以形成的，每一次數學實驗教學都是對教學設計的一次檢驗和提升。因此，老師不僅要在實驗教學過程中隨時根據學生的反應調整實驗展示；在實驗結束后，老師還要通過課堂提問、作業布置、單元測驗等方式綜合評估學生的整體情況，并根據學生的實際學習情況對已經完成的實驗教學環節進行總結與反思，以達到既查漏補缺，又為下一次實驗教學積累經驗的目的。

總之，初中數學實驗具有直觀性、趣味性和探究性等特點，對于幫助學生更好地理解和運用某一數學概念或原理有極大的幫助，同時也是培養和提高學生探究性學習能力的必要條件。因此，數學老師都充分重視初中數學教學中實驗教學環節，發揮主觀能動性，積極實施數學實驗教學。

參考文獻：

[1]孫朝仁，朱桂鳳.初中數學“實驗切片”銜接教學的實踐與思考[J].江蘇教育研究（實踐），2015，（17）.

[2]朱桂鳳.數學實驗課教學中的“慢”“重”“輕”——兩節觀摩課隨想[J].中學數學教學參考旬刊，2012，（1）：138-140.