中學數學實驗設計原則及具體教學實踐探析

陳侃

摘 要：隨著課程改革的推進，實驗在中學數學教學中的作用逐漸受到教育工作者的認可。通過實驗設計，教師不僅能夠幫助學生深化知識理解，更能夠為學生提供一個自主探究的開放性環境，促進學生數學綜合素養的發展。基于此，本文從中學數學教學實踐出發，結合實驗設計要求對實踐原則以及實驗落實方法提出幾點建議，以期對實驗在中學數學教學中的應用提供參考。

關鍵詞：中學數學;實驗設計;原則;教學實踐

引言：實驗是指學生在教師的指導下，使用一定的設備和材料，通過控制條件的操作過程，引起實驗對象變化，進而在觀察實驗現象的過程中探索科學規律的一種思想方法。在中學數學教學中，教師應根據數學學科特點，為學生積極引入實驗內容，以提高數學教學有效性。

一、中學數學實驗設計原則

1.主體性原則

在新課程改革背景下，學生的主體地位被一再強調，因此，在中學數學教學過程中，教師應注重學生的主體參與。根據現代課程教學標準要求，學生課堂實踐的參與度的高低影響了課堂教學效果的好壞，因此，在中學數學實驗設計中，教師應立足學生主體特征，引導學生建立正確的數學思維方法，鼓勵學生參與到實驗操作中來，允許學生在實驗中提出不同觀點，并加以討論，這樣才能發揮學生的探究和創新能力，推動實驗教學設計的不斷完善。

2.目標性原則

在中學數學實驗設計中，缺乏明確的目標引導，課堂實驗操作就會失去方向，最后導致實驗教學的低效甚至失效。中學生雖然在實驗操作過程中存在強烈的探索精神，但是由于思維發展的局限，對于實驗過程中涉及的形式與內容缺乏深入分析，因此，對目標的構建缺乏理性。針對此，教師在實驗設計中應結合具體的數學教學內容，為學生講解目標，并結合實驗過程、實驗方法、實驗評價等滲透目標，確保實驗教學的方向性。

3.探索性原則

實驗根本就是知識探索的一部分，因此，在中學數學實驗設計中，教師應根據教學要求，為學生構建一定的探索空間，以促進學生獨立思考與自主探究。例如在“數軸”一課的教學設計中，教師利用溫度計為學生設計實驗探索情境，并提出引導性問題：溫度計上的刻度范圍是什么？其刻度是否均勻？刻度排列是否有方向性？以零刻度為基準，兩邊的刻度分布呈現什么特點？學生在問題的啟發下自主觀察、歸納，進而在實驗中完成了對數軸知識的自主探究。

4.趣味性原則

寓教于樂是現代教學的基本理念，數學知識相對枯燥，學生在學習過程中常常出現興趣缺失、動力不足的情況，針對此，在數學實驗設計中，教師應注重趣味性的教學引導，例如“軸對稱圖形”的教學設計中，教師為學生設計了“趣味剪紙”的實驗操作，讓學生在剪紙的過程中潛移默化地理解軸對稱圖形的概念與特點，并在興趣、喜愛、愉悅等情緒的引導下進行創新與想象，進而在愉悅的氛圍中實現對數學知識的探索與理解。

二、中學數學實驗具體教學實踐策略

1.結合生活實際，合理設計實驗內容

在中學數學實驗教學開展過程中，教師堅持主體性原則，將實驗形式與實驗內容同學生的現實生活相結合。數學來源于生活，而利用生活元素設計數學實驗也是生活化教學理念的重要體現。例如在“數據的收集、整理、描述”的教學設計中，教師根據某班級學生第一學期其中數學成績的表格，為學生提供數學分析素材，并要求學生利用電子表格軟件對統計數據進行分析語整理，并選擇恰當的統計表、統計圖進行表達，從而引導學生理解統計知識在生活中的應用，提高生活化數學實驗的教學效果。

2.注重知識生成，優化實驗設計過程

知識的生成是一個不斷產生、建構的過程，在中學數學教學中，教師對數學知識的傳授不應該僅限于結論的分析與講解，還應該注重學生在知識生成中的體驗與感受。基于此，在數學實驗設計中，教師應不斷優化實驗過程，讓學生在參與中探索并理解。例如在“一元一次方程”的教學設計中，教師利用生活中的實際問題為學生設計了應用題，并構建實驗操作情境，學生成為應用題中的“主角”。在這一過程中，教師引導學生融入實驗過程，并在過程完成分析、思考、探索，最后形成一元一次方程的解題方法。

3.注重邏輯分析，提高學生思維品質

在中學數學教學中，實驗應用對于學生的邏輯思維能力培養發揮著重要作用。在實驗開始之前，教師可以安排教學任務，讓學生對實驗內容與實驗過程形成整體性安排，在實驗操作過程中，教師則引導學生根據思想運作的條理性對數學知識進行呈現，進而將抽象化為形象、將復雜化為簡單、將數字化為圖形、將一般化為特殊，進而得出數學結論。在這樣的實驗操作中，學生的思維發展過程與實驗細節相融合，并在實驗推動中實現了邏輯思維發展。

三、結束語

總之，實驗是中學數學教學實踐的重要方法，教師在實驗設計中應堅持主體性、目標性、探索性、趣味性的基本原則，不斷優化實驗設計過程，呈現實驗教學價值，并根據數學學科特點探索相應的教學策略，提高數學實驗教學的有效性，促進學生數學素養的綜合發展。

參考文獻

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