數學實驗在初中課堂教學中的應用

王海波

【摘要】隨著社會的不斷發展和教育理念的更新，我國的教育體制也在不斷改革.為提高教育質量、培養具有創新能力的學生，教育部門倡導采用更多實驗性教學方法.將“初中數學實驗”融入課堂的教學策略，需要教師在教學過程中著重培養學生的創新思維和解決問題的能力.基于此，文章主要從引導學生發現問題、給學生提供實踐機會、強調數學實驗的目的、鼓勵學生合作學習、建立學習評價機制這五個方面進行詳細的研究分析.

【關鍵詞】初中數學；數學實驗；教學策略

【基金項目】文章系蘇州市教育科學“十四五”規劃2022年度課題“初中數學‘云·微實驗的實踐研究”（2022/JK/02/040/10）；本文系蘇州高新區教育科學“十四五”規劃2021年度課題“基于數學文化的初中數學實驗工具開發研究”（SND-2021-ZD-031）

引 言

數學是一門理性、嚴謹的學科.很多學生在學習數學的過程中容易出現學習興趣不高、知識應用能力不強的問題.為了提高學生的數學學習效果，引導學生對數學產生興趣和熱愛，文章從“初中數學實驗”融入課堂教學的角度，探討如何有效地提高學生對數學的學習興趣和知識應用能力，同時為教師在課堂教學中如何引導學生參與數學實驗提供一些實用的策略.

一、自主發現問題，利用數學實驗驗證

數學實驗是將抽象的數學知識具象化、形象化的有效手段之一.通過實際操作和考查，學生能夠更深入地理解數學知識，并發現數學問題.在將“初中數學實驗”融入課堂教學的過程中，教師應當充分發揮實驗的作用，引導學生自主發現問題，培養學生探究和發現問題的能力.

首先，教師可以通過實數的運算引導學生發現問題.實數的加、減、乘、除是初中數學的基本運算，但許多學生在學習的過程中常常會混淆或者不理解這些運算的規律.在具體的實驗過程中，教師可以讓學生進行簡單的數值計算，并引導他們分析計算過程中出現的問題.例如，教師可以讓學生通過實驗驗證以下結論：“兩個正數相乘，積為正數；兩個負數相乘，積為正數；一個正數和一個負數相乘，積為負數.”教師可以引導學生通過實際計算來驗證結論，并自主發現其中的問題.例如，當一個正數和一個負數相乘時，學生應該如何計算？

其次，教師可以鼓勵學生提出自己的猜想.在實驗中，學生會遇到很多數學問題，而這些問題往往需要一定的數學知識來解決.為了讓學生更好地理解這些問題，教師可以引導學生提出自己的猜想，并通過實驗驗證或推翻這些猜想.例如，教師可以給學生提供以下問題：兩個負數相加，結果一定是負數嗎？通過實驗，學生可以得出結論：兩個負數相加，結果可能是正數、負數或者零.這樣的實驗過程不僅可以讓學生更好地理解數學知識，還可以培養學生的探究和發現問題的能力.

再次，教師可以在實驗中引導學生關注數學中的常見錯誤.在實驗中，學生可能會出現一些常見的錯誤，例如計算錯誤、符號混淆等.教師可以在實驗中提醒學生注意這些常見錯誤，并幫助他們糾正這些錯誤.例如，在實驗中，學生需要進行實數的乘法計算，但他們可能會混淆加法和乘法的符號.教師可以通過實際操作和分析，幫助學生糾正這些錯誤，并讓他們更加熟練地掌握數學知識.

最后，教師可以在實驗過程中引導學生歸納總結.實驗是一種探究性學習的過程，學生需要通過實際操作和觀察發現數學問題，并從中歸納總結出數學知識.在實驗過程中，教師需要引導學生歸納總結，幫助他們將實驗中的發現和結論轉化為數學知識，并鞏固學生的學習成果.例如，在實驗中，學生發現了實數乘法中符號的特殊規律，教師可以引導學生從實驗中歸納總結出實數乘法中符號的規律，并通過課堂講解加深學生對這個規律的理解.

二、深入理解概念，利用多種實驗實踐

提供學生實踐機會是將“初中數學實驗”融入課堂教學的關鍵一步.實踐機會不僅可以幫助學生更深入地理解數學知識，還能培養學生的實踐能力和創新意識.

首先，提供有理數與無理數的實踐機會.在初中數學中，有理數與無理數是一個重要的知識點.然而，大部分學生都很難理解這個抽象的概念.在實際教學中，教師可以讓學生通過實際的操作更好地理解有理數和無理數.例如，教師可以讓學生在實驗中使用尺子和直角尺等工具，測量不同長度的線段，并用分數、小數和無理數表示.學生通過親自操作，感受和理解有理數和無理數的實際意義.

其次，通過模擬實驗提高學生對數學概念的理解.在某些情況下，真實的實驗可能會受到條件限制，難以進行.這時教師可以采用模擬實驗的方式，讓學生更好地理解數學概念.例如，在學習三角函數的時候，教師可以使用三角函數模擬器，讓學生模擬不同角度下三角函數值的變化，深入了解三角函數的性質和應用.同時，教師可以讓學生進行真實的數學實驗，提升他們的探究能力.在學習數學知識的過程中，學生往往被動地接受知識，缺乏主動探究的機會.通過數學實驗，學生可以親身體驗和探究數學知識，發揮自己的主動性和創造力.例如，在學習平方根和立方根時，教師可以讓學生自行設計實驗，探究不同數值的平方根和立方根的特點和性質.

最后，借助信息技術手段，增加實踐機會.在現代社會中，信息技術已經深入人們的生活和工作中，為教學提供了新的實踐機會.例如，教師可以使用教學軟件和網站，讓學生在計算機上進行數學實驗.這些軟件和網站可以提供豐富的數學資源和模擬實驗工具，讓學生更加深入地理解數學知識.教師也可以引導學生在網絡上進行分享和交流.

三、培養探究精神，實現數學實驗目的

數學實驗在課堂教學中的作用不僅是為了讓學生通過實踐更好地理解數學知識，更重要的是通過實驗加深學生對數學知識的認識，并培養學生的探究精神和實踐能力.因此，在將初中數學實驗融入課堂教學的過程中，教師需要清晰地強調數學實驗的目的，從而幫助學生更好地理解數學實驗的意義和價值.

首先，強調數學實驗的目的是培養學生的探究精神.學生通過做數學實驗，可以在實踐中發現問題、猜想并驗證結論，這一過程培養了學生的探究精神和探究能力.例如，在角的相關知識中，學生可以通過實驗探究同角的性質，通過改變角度大小、角的位置等實驗操作，發現同角在平面幾何中具有的性質.這樣的實驗可以讓學生更好地理解同角的定義和性質，并培養學生的探究能力.

其次，強調數學實驗的目的是讓學生在實踐中更好地理解數學知識.在傳統的課堂教學中，學生只能通過講解來練習數學知識，但是這樣的學習方式難免會讓學生產生疑問和困惑.而通過數學實驗，學生可以在實踐中更直觀、更深入地理解數學知識，從而更好地掌握知識.例如，在角的相關知識中，學生可以通過實驗驗證同角的性質，從而更深入地理解同角的定義和性質，提高學生對知識的理解.

再次，強調數學實驗的目的是培養學生的實踐能力.學生在數學實驗中需要進行實際操作，能夠培養學生的實踐能力和動手能力.例如，在角的相關知識中，學生需要自己動手畫角、移動角度.這樣的實驗可以讓學生在實踐中培養動手能力和實踐能力，從而更好地應用數學知識.

最后，強調數學實驗的目的是提高學生對數學的興趣和學習熱情.數學實驗具有趣味性和實用性，可以讓學生在實踐中感受到數學的魅力，從而提高學生對數學的興趣和學習熱情.對于初中學生來說，數學實驗可以使他們從枯燥乏味的課本知識中獲得新的體驗和感受，讓學生感到學習數學是一件有趣的事情.例如，在角的相關知識中，實驗可以讓學生在操作中感受到同角的性質，從而激發他們對數學的興趣和熱情，提高他們的學習積極性.在強調數學實驗的目的時，教師需要注重引導學生的思考和總結.通過實驗，學生可以獲得更直觀、更深入的數學知識，但同時需要學生進行自主思考和總結，從而將實驗結果應用到實際問題中.因此，在實驗結束后，教師需要引導學生對實驗結果進行思考和總結.例如，教師可以讓學生通過討論和演練來鞏固所學知識，讓學生在實驗中獲得更多的收獲，進而提高學生的數學水平和思維能力.

四、鼓勵合作實驗，激發自主學習能力

合作學習是一種讓學生通過相互合作完成學習任務的教育方法，可以幫助學生更好地理解知識、提高學習效果.在初中數學實驗教學中，鼓勵學生之間的合作學習是非常重要的.

一方面，鼓勵學生合作學習可以提高學習效果.在學習“平行與垂直”的相關知識時，教師可以設計一些小組合作任務，讓學生合作完成一些有關平行與垂直的實驗.例如，教師可以讓學生分組，在一張白紙上畫出幾條平行線和垂直線，然后用尺子和量角器測量角度，并歸納總結規律.通過這種方式，學生可以互相交流和分享自己的想法，從而更深入地理解“平行與垂直”的相關知識.另一方面，合作學習可以促進學生之間的交流與合作.通過合作學習，學生可以更好地溝通和交流，共同解決問題，從而增強了學生的團隊合作精神和協作能力.在實驗中，教師可以給學生分配任務，讓他們分工合作，各自負責一部分，最后將結果匯總.例如，教師可以讓學生組成一個小組，分別測量一張紙的不同角度和邊長，并互相比較、檢查，然后討論和歸納規律.通過這種方式，學生可以共同解決問題，互相支持和幫助，從而增強團隊意識和協作能力.

另外，教師可以在合作學習中加強學生的自主學習能力.例如，在實驗過程中，教師可以讓學生自行安排實驗步驟、制訂實驗計劃，并且自主探究規律.教師只需要提供必要的指導和幫助，讓學生自主學習和探究.通過這種方式，學生可以更好地發揮自己的想象力和創造力，培養自主學習的能力和興趣.除此之外，教師還需要在合作學習中引導學生注重個人貢獻和團隊合作.例如，教師可以通過小組評價的方式評估每個學生的個人貢獻和團隊合作精神.通過這種方式，學生可以更好地了解自己在小組中的作用和表現，并且學習如何在團隊中更好地合作和協調.同時，教師可以及時給予學生反饋和指導，幫助學生更好地發現自己的優勢和不足，從而提高個人能力和整體團隊效果.

五、建立評價機制，提升數學實驗效果

學習評價是學習過程中不可或缺的一部分.在將“初中數學實驗”融入課堂教學的過程中，建立適當的學習評價機制可以幫助學生更好地了解自己的學習進度和掌握情況，同時可以幫助教師及時了解學生的學習情況，以便調整教學策略.

一方面，評價的目的是幫助教師了解學生的學習情況.評價需要根據學習目標和教學內容確定評價的側重點，評價的形式也需要根據具體情況來進行選擇.例如，如果是對實驗結果進行評價，可以采用實驗報告和實驗演示的形式；如果是對數學知識進行評價，可以采用考試和作業的形式.評價的目的不僅是對學生進行評價，還是幫助教師了解教學的效果，及時調整教學策略.評價的形式可以根據具體情況選擇.例如，教師可以采用平時表現、課堂測驗、考試、實驗報告、作業等多種形式進行評價.在選擇評價形式時，教師需要考慮到不同形式對學生的影響以及評價的可靠性和有效性.除此之外，評價的時機也需要合理安排.評價時機可以分為定期評價和隨堂評價兩種.定期評價通常是在學期末或學年末進行，其目的是對學生進行全面評價，以幫助他們更好地掌握數學知識.隨堂評價是在課堂上進行的，其目的是對學生的學習情況進行及時評價，幫助他們及時發現和糾正問題.

另一方面，評價的效果需要在教學實踐中得到驗證.評價的效果包括促進學生的學習動機和學習興趣、幫助學生發現和糾正問題、增強學生的自信心和合作精神、促進教師和學生的交流和互動等.通過建立科學有效的評價機制，教師可以最大限度地實現教學目標，提高學生的學習效果.因此，教師要將“初中數學實驗”融入課堂教學需要建立學習評價機制，評價的目的、形式、時機和效果等方面需要根據實際情況進行綜合考慮，以達到促進學生學習興趣、增強學生自信心和合作精神、促進教師和學生交流和互動的效果的目的.同時，評價機制的建立需要考慮教學的特點和學生的實際情況，要注重個性化評價和因材施教，幫助學生發揮自己的優勢和克服自己的不足.評價機制的建立也需要注重與家長的溝通和協作，幫助家長了解孩子的學習情況，共同促進孩子的學習進步.

結 語

綜上所述，通過將“初中數學實驗”融入課堂教學，不僅可以提高學生對數學的興趣和熱愛，還能加強學生的實踐能力和知識應用能力.為了實現這一目的，教師可以根據學生的實際情況和課程特點，靈活運用教學方式，幫助學生更好地掌握數學知識，提高數學學習效果.

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