數(shù)學實驗在初中數(shù)學教學中的實踐探究

廣西上思縣民族中學 陸海進

初中數(shù)學的學習對于大部分學生來說一直是枯燥乏味的學習任務，因為與小學不同的是，初中數(shù)學從具體到抽象，更多的要求學生的邏輯思維能力，將實際問題轉化為數(shù)學問題。而數(shù)學教師在講臺上滔滔不絕的講述數(shù)學理論知識，只會讓學生產(chǎn)生茫然無措的感覺，久而久之他們就對數(shù)學產(chǎn)生畏懼感、枯燥感與厭煩感，給教學水平的提高帶來很大的困難，更不用談什么高效課堂。在以學生為主體地位的前提下，教師在教學中恰當?shù)匾霐?shù)學實驗，讓學生動手操作實驗，去發(fā)現(xiàn)數(shù)學問題，從感性認識上升到理性認識，體會知識形成的過程。

一、“數(shù)學實驗”的內涵

所謂的“數(shù)學實驗”是為了幫助學生建構某種數(shù)學理論，或檢驗某個數(shù)學猜想，或解決某類數(shù)學問題，借助于一定的技術手段，通過對實驗素材進行實際操作來理解、解釋或建構數(shù)學的學習活動。數(shù)學實驗的目的是提高學生學習數(shù)學的積極性，提高學生對數(shù)學的應用意識并培養(yǎng)學生用所學的數(shù)學知識去認識問題和解決問題的能力。不同于傳統(tǒng)的數(shù)學學習方式，它強調以學生為主的數(shù)學學習方式，符合新課標要求。

二、初中數(shù)學課堂教學中恰當?shù)匾霐?shù)學實驗有以下優(yōu)勢

1.數(shù)學實驗讓學生更真切的理解概念

每一個數(shù)學概念的產(chǎn)生都有豐富的知識背景，真正的理解和形成一個數(shù)學概念，必須明確這個數(shù)學概念的內涵—對象的本質屬性，學生真正的理解了，才能運用自如。在教學活動中，學生作為學習的主體，在教師創(chuàng)設的實驗演示中，透過現(xiàn)象看本質，從實際背景中抽象出數(shù)學問題，構建數(shù)學模型，體驗概念的形成過程。

例如，在理解“自變量”“函數(shù)”“函數(shù)值”及“自變量的取值范圍”時，教師設計實驗如下：

一個小量筒中裝有10ml水，若每次向一個已裝有20ml水的大量筒倒入2ml水，則大量筒中的水量V（單位：ml）隨次數(shù)n（單位：次）的變化而變化嗎？這個問題中的變量是______，請把這個變化的數(shù)值記錄在表格中：

n(次)V（ml）

通過這個實驗，讓學生經(jīng)歷函數(shù)概念的形成過程，從根本上揭示函數(shù)的本質。實驗過程也為學生提供思考與探索的空間，讓學生從實際問題中抽象出函數(shù)概念，從而更真切的理解概念。《義務教育數(shù)學課程標準》指出動手實踐是學習數(shù)學的重要方式，學生應當有足夠的時間和空間經(jīng)歷觀察、實驗、猜測、計算、推理、驗證等活動過程。

2.數(shù)學實驗有利于培養(yǎng)學生的探究能力

社會的快速發(fā)展讓廣大的教育工作者意識到，創(chuàng)新是當下的主題思想，也是教學的重點內容。創(chuàng)新的基礎是探究能力，而素質教育明確指出要通過探究性學習的學習方式，培養(yǎng)學生的探究能力，注重學生的實踐能力。在教學過程中，老師要發(fā)揮主導作用，正確引導和激發(fā)學生積極探究問題的興趣，使學生逐漸養(yǎng)成有探究意識的學習習慣。下面結合一個案例說說數(shù)學實驗對學生的探究能力的培養(yǎng)：

【案例】探索畫軸對稱圖形的對稱軸，教學中設計以下環(huán)節(jié)：

（1）在一張有笑臉的方格圖中作出笑臉的對稱軸；

（2）請學生回答是怎樣確定對稱軸的；

（3）若沒有方格，圖形僅在一張白紙上，你怎么確定它的對稱？同桌相互在透明的紙上作一個軸對稱圖形，然后互換，作對稱軸。

（4）若沒有方格，也不能折疊，怎樣確定對稱軸？

通過上述的實驗操作，在探討圖形對稱軸作法時，理論由淺入深，讓學生自然地進行逐步探究，思維層次逐漸上升，用已有的經(jīng)驗去解決問題，樂在探究中，教師的作用被淡化，解決問題的方法是學生自己去探尋。

3.數(shù)學實驗有效的激發(fā)學生的學習興趣

興趣是學習最好的老師，當人對一件事物產(chǎn)生興趣后，就有欲望去研究和探索它，如果學生對你講的數(shù)學知識不感興趣，老師只能唱“獨角戲”，學生也學不進去，教學效果不理想，所以興趣的激發(fā)至關重要。青少年對很多事物充滿著成人無法理解的獵奇心，因此教師應利用好學生的好奇心，引導學生做好數(shù)學實驗，激發(fā)他們的學習興趣。

例如，在“可能性”的教學中，老師先激趣問學生：“老師發(fā)現(xiàn)，隨意翻開數(shù)學課本，左邊的頁碼是偶數(shù)，右邊的頁碼是奇數(shù)，你們信嗎？”學生馬上產(chǎn)生興趣想一驗真假，他們都不由自主的翻開書本試試，老師接著設計問題：每組都分有一個不透明的箱子，里面裝有1個紅球，5個黑球，第一次摸出的球一定是黑球嗎？能摸出藍球嗎？

學生就這樣一步步的在老師引導下，沒有等待知識的傳遞，積極主動的參與到課堂中來，帶著興趣去探究老師拋出的問題，并能通過實驗去主動構建知識。

4.數(shù)學實驗讓個體得到發(fā)展的同時也帶動了團體

為了便于實驗的操作，在學生間創(chuàng)立學習小組，在小組中可以將個人思考的成果轉化為全組的共同認識，在傾聽他人的觀點同時，提高了合作意識，有助于培養(yǎng)學生的合作精神，并且學生在合作過程中分工協(xié)作，動手操作、大膽交流，完善自我，提高了自身的探究能力，為了小組的進步，以點帶面，在學習上互幫互助，取長補短，讓基礎不同的學生在數(shù)學上得到不同的發(fā)展。

數(shù)學實驗的實施，要求老師精心的設計，實施者可以是老師、學生，也可以師生合作。形式可以多樣化，比如手工操作，電教輔助等。實驗的工具既可以讓學生自制，老師準備，也可以借助諸如生物、化學、物理等其他學科的器材來展開實驗操作。學生要分好學習小組，完善小組體制，建立目標多元、方法多樣的學習評價體系。

總之，數(shù)學實驗的本質就是讓學生去體驗和感受，對于學生來說只有真正的體驗和感受到教師的教學，教學才能順利進行。它為我們的教、學生的學提供豐富的資源。更重要的是將數(shù)學的抽象性與學生的生活聯(lián)系起來，人人都能參與進來，調動學生學習的積極性，學數(shù)學變得輕松起來。一個好的數(shù)學教育者應當在適當?shù)膱龊显O計并利用適當?shù)膬热荩寣W生參與數(shù)學實驗，體會知識形成的過程，是提高數(shù)學課堂有效性的一條全新思路。