初中數學實驗教學中存在的問題及對策研究

馬穎

（江蘇省常熟市實驗中學，江蘇常熟 215500）

同其他學科相比，數學的知識更加抽象化，對于學生的思維能力以及理解能力有著非常高的要求，怎樣才能讓學生對概念有清晰的認知，并且在這個基礎上合理提升學生的數學成績以及學習能力，是目前數學教師在教學的過程中需要加強重視的一點，這就要求數學教師在具體教學的過程中，能夠充分利用實驗教學的方式，將數學的理念滲透到其中，使學生能夠更好地理解數學知識，并且掌握相應的技巧，提升自身學習的能力[1]。

1 數學實驗教學的基本內涵

近幾年，我國逐漸加強了對數學實驗教學的重視，在《全日制義務教育數學課程標準（2011年版）》中明確指出： 在教育中有效的數學活動不能單純地依靠記憶以及模仿，需要將動手實驗、自主探索與合作交流，作為學生學習數學的主要方式。由此可以看出，動手實驗成為初中數學課堂實驗教學的重要形式之一，在對數學知識進行理解的過程當中，學生通過親自動手實驗，可以提高學生對于數學學習的興趣，促進學生之間的合作與交流。目前對于實驗數學教學的理念理解以及闡述，還沒有形成統一的界定，部分學者認為實驗數學：“為了能夠更好地獲得某種數學理論，對某種數學思想進行檢驗，合理解決某類數學問題，實驗人員需要采用一定的物質手段，在數學思維活動的積極參與之下，與特定的實驗環境當中對數學理念進行探索以及研究。”還有部分學者認為：“數學實驗教學是利用數學軟件接觸計算機技術合理處理數學問題的一門學科。”結合初中數學教學的特點以及中學生的心理特征，可以對初中數學實驗教學作出以下定義： 為了能夠使初中數學獲得某個數學理念，對某種數學理念進行檢驗，合理解決實際教學過程中出現的問題，教師或者學生在數學思維活動參與之下，通過預先的設計以及組織借助計算機軟件對數學知識進行分析與假設，并且驗證相應的數學理念，這樣使學生在動手實驗過程當中，能夠激發自身學習的興趣，更好地掌握數學知識的一種教學方式[2]。

2 初中數學實驗教學中存在的問題

2.1 初中數學實驗教師存在的問題

實驗教學在物理、 化學教學的過程中使用的次數比較多，但是在數學教學過程當中并不常見。為此，大部分數學教師在講課的過程當中，對數學實驗教學并不是很重視，在具體備課的時候會忽略數學實驗教學的方式，這樣會直接影響到數學教師的教學水平。因為初中數學在具體教學過程當中不采用實驗教學的方式，學校對于教師的這一方面也并沒有加強重視，這樣就會導致學校找不出幾個能夠獨立對學生學習起到幫助的教師，這樣不利于學校開展數學實驗教學。即使學生不能夠合理的理解實驗教學過程當中的數學知識，數學教師無法及時地對學生給予相應的指導[3]。

2.2 學生存在的問題

因為受到家長以及各任科教師的壓力，學生在學習的過程中認為，只有提升成績才能夠達到最終的目標，為此他們在上課的過程當中，并沒有加強對知識理念學習的重視，甚至不想參與到實驗教學的過程當中。在進行數學實驗教學過程當中，需要學生進行過程體驗，但是大部分學生不愿參與整個實驗過程，聽課不認真，不能積極地參與到課堂活動當中，這樣會影響聽課的效率。

2.3 教學的模式較為老套，很難設立有效的教學情境

隨著我國社會科學技術水平的逐漸進步，教師需要及時地適應時代發展的要求，在教學的過程當中采用先進的教學工具，合理的構建信息化教學理念，這樣才能夠更好地提高學生學習的效率以及教師教學的質量。在傳統的教學模式當中，教師只能依靠板書的方式來講解知識理念，但是課堂教學的時間又非常短，這樣會影響到學生學習的效率。隨著科學技術的發展，教師在具體教學的過程當中，可以使用多媒體等設備來輔助進行教學，開展一些具有意義的教學活動，激發學生學習的興趣[4]。

3 初中數學實驗教學的策略思考

初中數學是學生學習數學非常重要的階段，在這個過程當中學生的心理發展不平衡，教師需要從中學生的心理特點出發，制定相應的實驗教學課程。通常情況下，一節好的實驗數學教學課程需要從以下幾個方面進行考慮。

3.1 轉換教學模式，提供學生實操機會

在初中數學教學的過程當中，教師如果想要使學生能夠真正地投入到學習的過程當中，有效提升課堂教學的效果，不僅需要教師合理地進行數學實驗教學，同時還應該要求學生積極地參與到整個實驗的過程當中。在傳統教學的過程當中，主要是由教師掌握教學的主權，大部分時間都是教師對數學知識進行講解，在課堂上留給學生實驗的時間比較少。學生作為學習的主體，在教學的過程中，不能更好地體現主體的地位，在具體教學的過程中，教師與學生之間的關系不對等，這樣就會導致學生無法更好地掌握數學的知識以及合理的應用。為此在初中數學教學的過程中，采用實驗教學的方式，教師必須提供學生實踐的時間，讓學生能夠參與到實踐的過程當中，通過動手實驗充分了解數學原理，提升數學課堂的教學效果[5]。

3.2 實驗過程助力創新思維

在進行數學實驗教學的過程，合理的孕育創新思維，讓學生的“獨創”能夠來自實驗教學的過程當中。在初中數學實驗的活動當中，學生需要主動地觀察、思考、學習、推理，主動提出學習過程當中的問題。從某種意義上來講，學生進行數學實驗教學是一種創造性思維的過程。比如，在具體實驗的過程當中，引導學生合理解決“不過河測量河寬”這一個問題的時候，學生通過主動探索、積極思考、相互交流，產生了多種解題思路。有的學生利用全等三角形、有的學生利用相似三角形的性質、 有的學生則利用等邊三角形的性質，還有部分學生提出利用勾股定理合理的對長和寬進行測量……不同的學生在實驗的過程當中采用了不同的方法，學生從自身已經掌握的知識經驗出發，得出不同解決問題的方法，這是學生在實踐過程當中，從不同視角以及不同經驗出發而形成的各種各樣的探究。

3.3 分小組合作進行實驗，激發學生的學習興趣

在數學實驗教學的過程當中，一個實驗僅靠一個學生是無法完成的，需要多名學生共同協作完成。為此初中數學教師在教學的過程當中，可以將班級里面的學生分成幾個學習小組，在進行實驗的過程當中，讓學習小組內的學員進行相互交流，互幫互助。這樣才能夠讓每一名學生都能夠積極地參與到實踐教學的活動當中，這樣能夠更好地提高學生學習的效率以及動手能力。比如，在對初中數學知識“三角形的內角和”進行講解的過程當中，這一章教學的主要目的是為了能夠讓學生明白以及充分了解三角形的內角和都是180 度。數學教師在具體教學的過程當中，可以通過實驗小組來進行探究學習。教師可以為學生提供幾個形狀各異的三角形，通過合理計算不同形狀三角形的內角和，讓學生能夠更加清楚地了解到對于任何一個形狀的三角形來講，它的內角和都是180 度。通過采用這樣一個合作探究學習的方法，學生在學習的過程中，不僅能夠積極的參與到具體的活動當中，同時還能夠更好地提高學習的效率，提升數學課堂的教學質量[6]。

3.4 根據課題內容制定合適的實驗活動

在數學實驗教學的過程當中，合理設計實驗教學的內容也是最為核心的部分，教師需要根據數學知識對實驗教學內容進行合理設計，學生是實驗活動的執行者，教師根據數學知識提出相應的實驗要求，學生可以根據教師提出的要求，合理的完成相關的實驗活動。在義務教學的過程當中，課程標準明確規定了初中數學學習的內容以及具體要求，《初中數學實驗課程》 對數學實驗教學的內容作出了明確的規劃，表明了數學實驗內容的基本目的是為了能夠幫助學生更好的理解數學知識，完成課程標準所要求的數學實驗任務。為此，在對實驗教學內容進行合理設計的過程中，首先需要分析目前學習內容在課程標準中的定位及要求，尤其需要分析結果性知識當中所蘊含的數學思想，還原數學知識的發展過程，這樣能夠通過明確數學實驗教學的本質來實現教學實驗的任務。同時在進行實驗教學的過程當中，還應該分析學生對于知識的認知情況，合理把握在教學過程當中，學生不能很好理解的部分，這樣能夠針對學生學習的難點來合理設計實驗教學的內容，更好的幫助學生理解數學知識，化解學習過程當中的難點。總而言之，在初中數學實驗教學的過程當中，實驗教學的內容需要設定的符合數學知識本身的要求，同時還要從初中學生的認知水平出發，設計出更加符合實際的實驗教學內容。

3.5 引入新課標教學理念，培養學生自主學習能力

在教育過程當中，因為受到社會需求以及人才發展需求的相關要求，教師在具體教學的過程當中，應該改變傳統的教學方式，使課堂教學能夠更加適應學生活潑好動的特點，以達到培養學生自主學習的目的。在傳統教學的過程當中，教師沒有給予學生足夠的思考空間，大部分的解題思路都是教師自己想出的，學生在課堂上只需要遵守教師的相關要求，長此以往，學生在解決沒有教師講解的難題時，不能更好地發揮自主學習到的數學思維，這樣非常不利于學生對于數學的實際運用。為此在初中數學教學的過程當中，教師應該培養學生自主學習的能力，更好地利用實驗教學，使學生能夠積極地通過相關的實驗得出結果。比如，教師在進行“平移”章節相關知識教學的過程當中，可以讓學生自己帶一副三角板，讓其隨意繪制多邊圖形，并且使其向左、向右、向下移動，讓學生切實體會到平移的相關理念，培養學生的空間觀念，這樣能夠提高學生實踐的能力，提升學生自主學習的能力，提高課堂教學的效果。

3.6 運用信息技術教學，深化數學課堂實驗

經過大量的實踐證明，在數學教學的過程當中，合理的利用多媒體技術，能夠使數學教學變得更加快捷、輕松，更好地實現對數學知識的共享，提高學生學習的效率，使學生能夠從復雜的數學計算過程當中解脫出來，將更多的時間放到創造性學習的研究過程當中，比如，“利用幾何畫板探究一次函數圖像及其性質”的實驗教學過程當中，可以借助計算機的快速運算以及圖形處理功能，模擬相應的問題情境，完成學生自主探究學習的過程，使學生在具體操作的過程當中，能夠充分掌握一次函數的性質，并且合理的利用到相應的解題過程當中。

4 初中數學實驗教學案例分析

在初中教學的過程當中，大部分數學知識都可以采用數學實驗來進行教學，幾何與代數是非常重要的教學內容，可以說占據著初中數學的半壁江山。下面將采用安利的方式來分析初中數學實驗教學的重要性。采用全等三角形的概念作為實驗教學的對象，讓學生充分掌握全等三角形的概念，是目前學生學習集合內容的基礎。只有更好地掌握這部分內容，才能夠使學生對全等三角形的證明以及相似三角形的學習奠定基礎，甚至對高中數學幾何的學習帶來深刻的影響。

實驗設計：學生在進行動手學習之前，教師可以根據該章節學習的內容設計相應的問題，問題：通過相應的動手實驗，能否利用數學語言來概述全等三角形的理念？全等三角形具有什么特征？任何一個三角形通過怎樣的變化能夠成為全等三角形？

要求：在解決前面兩個問題時，學生需要獨自進行實驗，并且從實驗過程當中獲得相應的看法。在解決第三個問題的時候學生可以動手實驗，通過相互交流的方式來解決這個問題。具體的實驗工具有：直尺、量角器、鉛筆、橡皮等。

實驗過程為：（1）學生需要在一張紙上畫出任意一個三角形，用剪刀將其剪下，并且放到另外一張紙上，再用剪刀在另外一張紙上剪出與三角形重合的部分，在這個過程中，學生可以知道兩個三角形是一樣的。可以猜想出全等三角形的概念“能夠完全重合的兩個三角形是全等三角形”。（2）為了能夠更好地確認第一步的觀點，讓學生獨自分別測量兩個三角形的邊長角度，這樣可以判斷出第一步的觀點是正確的。（3）學生通過自己的測量能夠回答出第二個問題。（4）學生之間可以進行相互合作交流探索第三個問題，并找出答案。

學生可以通過平移、 旋轉等不同方式做出與其全等的三角形。通過上述幾步，可以將書中的知識轉化為具體實驗操作，使學生在實驗的過程當中能夠更好地了解全等三角形的概念，充分掌握書本的知識，激發學生對于學習的興趣，提高學生對幾何問題的解決能力。

5 結語

綜上所述，在初中數學教學的過程當中，采用實驗教學的方式是非常重要的一個手段。初中數學教學，需要重視實驗教學，教師需要認真備課，圓滿地完成各項教學任務，提高學生學習的效率，提高課堂的教學質量。