明文娟

【摘 要】隨著科技的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)教學(xué)逐步應(yīng)用于初中數(shù)學(xué)課堂中。它可以培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力、推理歸納能力，有助于學(xué)生思維的開發(fā)，將課堂還給學(xué)生。

【關(guān)鍵詞】初中數(shù)學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);能力;應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是為了幫助學(xué)生建構(gòu)某種數(shù)學(xué)理論，或檢驗(yàn)?zāi)硞€數(shù)學(xué)猜想，或解決某類數(shù)學(xué)問題，借助于一定的技術(shù)手段或?qū)嵺`操作，通過對實(shí)驗(yàn)素材進(jìn)行實(shí)際操作來理解、解釋或建構(gòu)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)活動。根據(jù)2011年版的《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011）》里的指導(dǎo)思想，我們的數(shù)學(xué)教學(xué)不僅僅是注重知識的傳授，更注重知識的形成，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的過程、方法和情感。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，學(xué)生可以通過觀察、嘗試、歸納、抽象、猜想、實(shí)驗(yàn)、論證，經(jīng)歷知識的生成、發(fā)展、重構(gòu)、提升的過程，感受生活知識與數(shù)學(xué)知識之間的緊密聯(lián)系，獲得數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn)和數(shù)學(xué)思考經(jīng)驗(yàn)。通過演示實(shí)驗(yàn)和操作實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的思維靈感，記錄學(xué)生思維的過程，展示學(xué)生思維的結(jié)果，完善學(xué)生的思維品質(zhì)。通過數(shù)學(xué)抽象、推理論證，關(guān)注學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、直觀想象、數(shù)學(xué)運(yùn)算等數(shù)學(xué)能力，提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

一、初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

初中老師受升學(xué)和考核制度的壓力，平日里的課堂教學(xué)總是想盡一切辦法把更多知識傳授給學(xué)生，急功盡利，滿堂灌，還要把知識拓展延伸，搞題海戰(zhàn)術(shù)，總認(rèn)為講了做了學(xué)生就能聽懂、記住、會做，自己心里就平衡了，否則就放心不下。在這種教育方式下數(shù)學(xué)課上學(xué)生基本都在靜靜的聽，師生互動、生生互動很少，課堂上以老師講授為主，學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)的興趣和能力，忽視了課堂教學(xué)中學(xué)生的主體地位。

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)活動設(shè)計簡單、模式化。一些老師為了應(yīng)付公開課，在課堂上設(shè)計了實(shí)驗(yàn)、動手操作、分組合作討論，但缺乏有效組織，出現(xiàn)問題時束手無策，不能及時引導(dǎo)。這樣的課堂看似熱鬧，事實(shí)上學(xué)生始終停留于實(shí)驗(yàn)活動的表層，不能在實(shí)驗(yàn)活動中獲得系統(tǒng)的知識，也不利于能力的提高，不能發(fā)展任何真正的數(shù)學(xué)思維。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性

（一）數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效途徑

學(xué)生的核心素養(yǎng)是通過數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)所表現(xiàn)出來的思考方式和解決問題的能力，而數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)可以通過觀察、操作、合作實(shí)踐等活動提高學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。由于數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)有操作性和實(shí)踐性，注重實(shí)測與直觀，所以學(xué)生在活動過程中有從具體到抽象、從感性到理性的體驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)將實(shí)際問題數(shù)學(xué)化，并根據(jù)問題來建立數(shù)學(xué)模型，從而解決問題。不僅能讓學(xué)生主動建構(gòu)數(shù)學(xué)知識，而且能激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的創(chuàng)新思維。

（二）數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是實(shí)現(xiàn)“再創(chuàng)造”的有效途徑

“再創(chuàng)造”思想的核心就是數(shù)學(xué)過程再現(xiàn)，它顛覆了傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式，讓學(xué)生學(xué)習(xí)“活動”的數(shù)學(xué)。讓學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)的發(fā)現(xiàn)過程，在教師的指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)對數(shù)學(xué)的“再創(chuàng)造”，從而學(xué)會數(shù)學(xué)思維的方法，掌握知識規(guī)律，培養(yǎng)理性思考的習(xí)慣。

三、數(shù)學(xué)課堂中如何開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們推崇以學(xué)生為中心的探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。因此，課堂組織形式應(yīng)以開放式為主，只有將實(shí)驗(yàn)過程全方位開放，讓每個學(xué)生全程參與實(shí)驗(yàn)，才能培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒂^察能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，幫助學(xué)生掌握相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識。在整個課堂中，學(xué)生親歷了觀察、實(shí)驗(yàn)、交流、分享等系列探究活動，從中體驗(yàn)了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的樂趣，提高了學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)玩結(jié)合，動中做數(shù)學(xué)。

（一）制作學(xué)具、教具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)

利用制作模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)是最形象直觀的，同時也符合初中生的年齡特征。

例如筆者在教學(xué)“勾股定理”時可以讓學(xué)生事先準(zhǔn)備好4個全等的直角三角形，利用這4個三角形拼成一個大正方形，用它們面積的不同表示方法推導(dǎo)出勾股定理。學(xué)生在課堂上分組操作、討論得出結(jié)論，課堂氛圍相當(dāng)好，學(xué)生相互交流拼法、推理過程，得出了不同的推導(dǎo)方法。

又如在教授“用頻率估計概率”時，筆者設(shè)計了用拋黃豆的方式估計巢湖的面積。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計算巢湖的面積，再與實(shí)際面積相比較發(fā)現(xiàn)出入不大，讓學(xué)生切實(shí)體會到用頻率估計概率的可行性，為此類題目的計算提供了依據(jù)。

再如在教授“測量旗桿的長度”時，將學(xué)生分成若干小組，自行準(zhǔn)備測量的工具，鼓勵用多種方法進(jìn)行測量，在晴朗的上午讓他們?nèi)ゲ賵鲞M(jìn)行測量，并將所用方案抽象出數(shù)學(xué)模型、畫出數(shù)學(xué)圖形，利用測量數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。學(xué)生在操作中既應(yīng)用所學(xué)知識解決了實(shí)際問題，又在數(shù)學(xué)活動中培養(yǎng)了團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。在實(shí)驗(yàn)操作中學(xué)生不但要觀察、分析、比較，還要進(jìn)行抽象、概括，從中發(fā)展思維。

教材中需要制作學(xué)具和教具的課程還有許多，如：三角形的三邊關(guān)系、軸對稱、線段垂直平分線以及角平分線的性質(zhì)及判定、等腰三角形的性質(zhì)……

學(xué)生思維的發(fā)展離不開具體事物的支持，離不開直觀形象和動手操作。教學(xué)實(shí)踐也證明，動手實(shí)驗(yàn)操作能促進(jìn)思維的活動，動作的內(nèi)化。因此讓學(xué)生在動手操作中做數(shù)學(xué)，可以有效地促進(jìn)認(rèn)知的發(fā)展、能力的提高。讓學(xué)生參與計算公式的推導(dǎo)，不僅讓學(xué)生理解計算公式的來龍去脈，還能激發(fā)探究興趣，認(rèn)識解決一類數(shù)學(xué)問題的規(guī)律。

（二）利用多媒體技術(shù)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)

近些年，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，多媒體技術(shù)開始在教育教學(xué)中得到廣泛的應(yīng)用。在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，一般的問題都需要探究才能得到答案，解題的方法有時候也不止一種，但是學(xué)生在解答的時候由于受到傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響和教育環(huán)境的制約導(dǎo)致解題思路受到限制，學(xué)生的參與性、創(chuàng)新性和探究性受到抑制，嚴(yán)重影響到教育教學(xué)的質(zhì)量。為此，在教學(xué)大環(huán)境的改善下，數(shù)學(xué)教師應(yīng)該充分地利用多媒體技術(shù)，構(gòu)建數(shù)學(xué)立體思維，創(chuàng)設(shè)一定的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和探究能力。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中，多媒體是最好的教學(xué)媒介，它可以直觀形象地把教學(xué)的過程、實(shí)驗(yàn)的步驟和結(jié)論完完全全地呈獻(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生通過視覺和聽覺了解整個數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程。

例如在教授“a與二次函數(shù)形狀的關(guān)系”時，筆者利用幾何畫板通過改變a的大小得到的不同函數(shù)圖象，它們之間的差異讓學(xué)生一目了然，迅速得出結(jié)論，這樣省去了許多重復(fù)的畫圖時間。

又如在教授“圓心角、弧、弦、弦心距”之間的關(guān)系時，如果單純地讓學(xué)生去想象是比較困難的，假如教師能夠充分地利用計算機(jī)，利用動態(tài)的圖像展示這個過程，學(xué)生就會很清晰地了解問題的答案，并且印象深刻。為此筆者利用flash制作動畫，通過旋轉(zhuǎn)讓學(xué)生直觀地感受到它們之間的關(guān)系。

同樣在一些習(xí)題中也需要借助多媒體技術(shù)才能較直觀的解決問題。例如：

如圖，Rt△ABC中，AB⊥BC，AB=6，BC=4，P是△ABC內(nèi)部的一個動點(diǎn)，且滿足∠PAB=∠PBC，則線段CP長的最小值是多少？

本題如果單憑想象只有少數(shù)學(xué)生能夠完成，如果制作幾何畫板通過拉動點(diǎn)P，觀察得出點(diǎn)P的運(yùn)動軌跡（如上圖），對大多數(shù)學(xué)生來說要直觀得多。

（三）通過導(dǎo)學(xué)案進(jìn)行探索發(fā)現(xiàn)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)

這類實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往需要學(xué)生經(jīng)歷探究、猜想、驗(yàn)證的過程，很多時候筆者是借助導(dǎo)學(xué)案完成這一實(shí)驗(yàn)教學(xué)的。

例如：在教授“多邊形的內(nèi)角和”時筆者事先制作導(dǎo)學(xué)案，將多邊形以表格的形式呈現(xiàn)出來，學(xué)生通過分割、轉(zhuǎn)化、從特殊到一般，推理得出多邊形的內(nèi)角和公式，并鼓勵他們用不同的方法進(jìn)行分割，拓展他們的思維。

又如在教授“冪的運(yùn)算”時也是通過大量的同類計算推導(dǎo)出最終的結(jié)論。

探索發(fā)現(xiàn)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)，既能將驗(yàn)證型的實(shí)驗(yàn)繼續(xù)深入，又能將操作思考型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果移植到實(shí)驗(yàn)結(jié)論的應(yīng)用上，還能在模擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探究。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)通常從某種數(shù)學(xué)原理出發(fā)，又回到這一數(shù)學(xué)原理。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最終目的是使學(xué)生在應(yīng)用這一原理時，認(rèn)識數(shù)學(xué)本質(zhì)，通過“探索發(fā)現(xiàn)”達(dá)到“建構(gòu)”數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)的目的。

四、初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)符合初中生的年齡特征，大多數(shù)小學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)輕而易舉，但進(jìn)入初中后，學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)明顯缺乏，所以在初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中恰當(dāng)?shù)匾霐?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，能幫助學(xué)生從形象思維向抽象邏輯思維過渡，從而完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

（一）培養(yǎng)學(xué)生的自主思考能力

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展，能夠培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識，提高自主思考的能力，成為課堂的主導(dǎo)者，去深入的思考研究。在初中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中巧妙的運(yùn)用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)可以指引學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題、產(chǎn)生疑問、尋求答案并最終自己解決難題，能夠有效地推動學(xué)生更加全面的發(fā)展。

（二）深化素質(zhì)教育及創(chuàng)新教育的需要

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程是探究學(xué)習(xí)的過程，以數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)為背景，讓學(xué)生相互討論，互助互教。初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更能培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的能力。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣，可調(diào)動學(xué)生全員參與，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳米華.新課程背景下初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的一些反思[J].云南教育，2007（07）

[2]陳晨.初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略[J].中學(xué)生數(shù)理化（教與學(xué)），2013（10）

[3]焦彩珍.淺析新課程背景下的中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)[J].數(shù)學(xué)教學(xué)研究，2009（4）