用數學實驗激活初中數學課堂

許春紅

摘要

在初中數學課堂教學中融入數學實驗是初中數學課程開展的重要教學方法，其不僅能提升學生的課堂參與度，培養學生的數學素養，而且能提高數學課堂教學的實效性。豐富課堂教學方法，創設多樣教學情境，運用小組合作探究、多媒體技術等，能更好地幫助教師在課堂中開展數學實驗教學。

關鍵詞

實驗;初中數學;課堂教學

不同于傳統的講授教學，將數學實驗融入初中數學課堂，更能激發學生的數學學習興趣，提升學生參與課堂的積極性和廣泛性。在此過程中，學生自主學習和探索的能力不斷增強，學生們能夠在第一時間將教材中的理論知識轉化為實踐應用，這對于學生數學素養的進一步提升和全面發展極為重要。下面，筆者結合教學實踐，談談在數學課堂教學中，如何更好地開展數學實驗教學。

一、豐富課堂教學方法

數學實驗教學是數學理論知識應用的重要體現，因此，初中數學教師要想在課堂教學中切實發揮實驗的作用，進行理論知識的講授和傳遞，首先就要豐富自身的課堂教學方法，從而為數學實驗教學的開展奠定堅實的理論知識基礎。具體說來，教師可以根據教材的內容、學生的實際學習情況，靈活選用課堂教學方法。

例如，在教授“圓錐的側面積”時，教師可以采用猜想驗證法進行數學實驗教學。教師提前準備好一個圓錐的石膏模型以及一個紙制的、與石膏模型一樣大小的圓錐側面，課堂上，先利用石膏模型講授圓錐的底面、側面、母線等相關知識，然后展示紙制的圓錐側面（不展開），要求學生用一張紙仿制一個。學生開始實驗準備：有的學生會選用一張長方形的紙，比如從草稿本上直接裁下來;更多的學生會選用一張正方形的紙，因為手工折紙經常采用正方形的紙片;還有少量學生會選用等腰三角形的紙，因為他們感知到圓錐的形狀是“尖尖的”。學生開始實驗探究：把紙片一卷，就成功出現了圓錐那尖尖的頂部，但是很明顯底部不平。“機智”的學生把手里的立體圖形壓扁，把下部不平整的部分去掉，做成了一個等腰三角形，其理論依據是：圓錐的主視圖和左視圖都是等腰三角形。但是學生撐開一看，馬上發現不對：圖形站不直了，老師做的能穩穩地站在講臺上。于是，又開始新一輪探究。部分學生通過多次微調，稍有進步。此時教師可引導這部分學生，用膠帶固定紙制模型，然后沿一條母線剪開，展開得到一個平面圖形，通過觀察，猜想圓錐的側面展開圖是一個扇形，并把這一發現展示給其他學生。接下來，教師可引導學生進行實驗驗證：每名學生做兩個全等的扇形（扇形的半徑和圓心角自定義），將一個扇形的兩條半徑重合，用膠帶固定，這樣做成的一個立體圖形，就是一個圓錐。然后學生成功得到結論：圓錐的側面展開圖是一個扇形。接下來，學生利用做的圓錐，進一步探究：為什么這些圓錐高矮胖瘦各不同？是和不同的扇形有關嗎？學生便可以利用另一個扇形探究圓錐中的相關計算公式。

在實驗過程中，教師要教學生“每一步都要問為什么這樣做”“理論依據是什么”“得出猜想后要進行驗證”等一系列科學的實驗方法，可以收到很好的教學效果。

再如，在進行“等邊三角形”的教學時，教師可以采用手工折紙法，將數學實驗操作融入折紙活動中。教師先讓學生準備一張等腰三角形的紙，對折，逐一說明其中的中線、垂線等的意義，然后再讓學生準備一張等邊三角形的紙，要求學生折出中線和垂線等。這樣的實驗教學既可以充實學生的認知，又可以使枯燥的內容講授轉變為生動的手工課，可謂一舉兩得。

除此之外，教師還可以用故事教學法、課外拓展法等多種課堂教學方法來激發學生的數學學習興趣，為實驗教學的開展奠定堅實的理論基礎。

二、創設多樣教學情境

數學實驗教學開展的目的歸根結底是為了教材內容的有效傳遞，因此，初中教師要想使數學實驗更好地融入初中數學課堂，緊貼教材內容，創設多樣的數學實驗教學情境也不容忽視。

例如，在進行“用一元一次方程解決問題（行程問題）”的教學時，為了幫助學生學會數學建模，教師可以設計這樣的數學實驗：請兩名學生分別站在教室內通道的兩頭，用不同的行進速度，演示“同時出發，相向而行，相遇而?！钡那榫?，教師負責發令和計時。根據實驗，學生能夠很快分析得出：兩人所用時間相同，速度不同，所走路程不同;甲與乙所走路程之和等于總路程。接下來，實驗升級：教師要求學生想一個方法，替代剛才兩名學生進行實驗。學生思考后交流：用兩個文具用品代替兩個人，在桌面上“走”;利用自己的左手和右手，各用一個手指頭，代替兩個人，在空中“走”......教師引導：都很好，但是這些實驗有個缺點，走過不留痕。學生馬上想道：用筆尖在紙上“走”。于是，成功建模：用畫線段圖的方法，來表示數量關系。為了幫助學生進一步鞏固所學，不妨再做另一個實驗，研究行程問題中的追及問題，再讓學生經歷一次“實驗→抽象→建?！钡倪^程。

再如，在教授“頻率與概率”時，教師可以創設這樣的情境：教師帶進教室一個透明箱子，箱子中放有30個除顏色不同外其他都相同的乒乓球，其中紅色的有12個，黃色的有14個，黑色的有4個。抽中紅色乒乓球加2分，抽中黃色乒乓球加1分，抽中黑色乒乓球淘汰。請學生計算出抽到紅球、黃球和被淘汰的概率分別是多少。

因為有了這樣的數學實驗教學，學生對數學知識的學習更加積極，也更能理解掌握，這不僅有利于數學實驗教學的開展，更有助于學生將理論應用于實踐。

三、運用小組合作探究

切實運用互動教學和小組合作教學，強化數學實驗的教學作用，也是將數學實驗融入初中數學課堂的有效策略。學生個人對數學實驗的操作與掌握能力畢竟有限，互動學習和小組合作學習能夠幫助學生學習他人之長，彌補自身之短，這對學生數學能力的提升更為重要。

例如，在進行“主視圖、左視圖、俯視圖”的教學時，我們經常會設計這樣的題：用若干個完全相同的小正方體搭建成一個幾何體，其三視圖已知，問用了多少個小正方體。對于七年級的學生來說，這是一個比較困難的問題。為此，教師可以設計這樣的數學實驗：提前準備好同類型的3道習題，讓學生準備好學具盒（里面有若干小正方體），實驗開始前分組。教師引導學生探究問題1：幾人一個小組比較合適？結論是3個學生為一組，每個學生只關注一個視圖，合作搭建幾何體比較合適。探究問題2：3人小組中，誰動手搭建比較合適？這個問題暫時沒有很好的結論。于是，教師要求各小組中的3人輪換，因為一共有3題，每一題由其中一名學生負責搭建，另外兩名學生輔助。學生通過小組合作實驗，很快就成功地搭建出了幾何體，而且很好地回答了探究問題2：由負責俯視圖的學生動手搭建，能更快地成功。依據是：要成功地“建造房子”，必定先從“打好地基”開始。

學生以小組為單位互相對照，尋找差異，在此過程中，不斷地實驗操作、改正和調整，對知識的掌握也更加清晰和透徹，這對數學實驗教學的有效開展很重要。

四、利用先進多媒體技術

數學具有一定的抽象性。學生普遍認為數學知識難以理解，不好學。目前，多媒體技術發展迅速，并且較多地被引入數學課堂教學中，能夠調動學生學習的興趣，同時有利于教師把抽象的知識變得形象。同樣，利用多媒體技術做數學實驗，能有效地促進教學手段多樣化，提高教學效率。

例如，初中數學中的動點問題是很多學生心中“永遠的痛”，為了幫助學生“化動為靜，動中取靜”，教師可以利用多媒體技術來做數學實驗，引導學生解決問題。教師課前利用幾何畫板，做好準備，課堂上就可以演示給學生看：哪些圖形是不變的，哪些圖形在做什么樣的運動。學生很容易找到不變的量和改變的量。當圖形運動到某一個特定的位置時，教師又可以利用軟件將圖形暫停不動，幫助學生找到正確的數量關系，從而解決問題。在圖形的運動過程中，學生還能體會到，為什么要分類討論以及怎樣分類討論。

再如，在進行“正數與負數”這一節內容的教學時，教師可以搜集生活中與正數、負數相關的例子，諸如氣溫中零上和零下的表示方法等，利用多媒體，制作成動態圖片展示給學生，幫助學生進一步理解這一節的知識。

在教學過程中，充分利用多媒體手段，可以把原來比較困難的知識，直觀形象地展現在學生面前，可以化繁為簡，切實提高數學實驗教學的效率。數學實驗教學是初中數學課堂教學中一種有效的教學方法，其不僅能夠強化學生對理論知識的掌握，而且對于學生實踐操作能力的提升也有一定的裨益。若初中數學教師因地制宜，合理運用，那么初中數學課堂教學中數學實驗教學的開展必將更加高效、順暢。

（作者單位：江蘇省張家港市鳳凰中學）

【參考文獻】

[1]陳小波.基于信息技術條件下中職“數學實驗教學”的研究[D].廣州大學，2018.

[2]劉涓.數學實驗在初中統計與概率教學中的應用研究[D].重慶師范大學，2017.