實驗在初中數學教學中的運用

數學實驗在數學教學中應用十分廣泛。在數學教學中，引導學生動手操作，實驗探究，分析論證，歸納總結，猜想發現數學規律，思考驗證數學實驗原理，從中掌握數學知識，提高能力。在數學教學中，通過引導學生觀察和實驗，可以對數學問題的形式、知識結構和數量關系進行辯證的思維，從而發現某些規律或性質，幫助學生發現數學真理和解決問題的方向和途徑，從而大大提高學生的學習效率。從數學的發展史來看，許多數學規律或性質的發現都是從細致的觀察和科學的實驗中得到的。從這個意義上來說，數學實驗有助于學生理解和掌握數學概念，有助于透過數學問題去認識事物的本質，揭示數學問題的內在聯系和規律，把握數學中的定理和公式，有助于尋找解題的突破口，有助于探索和發現解題途徑。教學實踐證明：數學實驗有助于培養學生的觀察能力和思維能力，從而增強學生的自主探究能力。

一、數學實驗教學的實施背景

過去學生的數學活動大多表現為以歸納和演繹為特征的思維活動，簡約了數學的發現過程。傳統數學教學常常把數學過分形式化，忽視了探索重要數學知識形成過程的實踐活動，制約了學生的發展。數學實驗教學是再現數學發現過程的有效途徑，它為學生提供了主體參與、積極探索、大膽實踐、勇于創新的學習環境，提供了一條解決數學問題的全新思路。信息技術與數學課程的整合，更為數學實驗教學開辟了無限廣泛的前景。

根據初中生的心理特征，他們喜歡動手操作，喜歡把新的數學知識跟現實生活、自己的經驗聯系起來，喜歡富有挑戰性、新穎性、開放性的問題，筆者在教學實踐中發現：在初中數學教學中恰當地引入數學實驗是引導學生發現問題、提出猜想、驗證猜想和創造性地解決問題的有效途徑。

二、數學實驗教學的基本類型

數學實驗與物理、化學實驗、生物實驗相比，不僅需要動手，更需要動腦，思維量大是數學實驗的基本特征，根據實驗教學的實踐和探索，初中數學常見的實驗教學大致可以歸納為以下三種形式：

1、操作型數學實驗教學

操作型數學實驗教學是通過創設問題情境，對一些工具、材料的動手操作，引導學生自主探索數學知識、檢驗數學結論（或假設）的教學活動。這種實驗教學常用于與幾何圖形相關知識、定理、公式的探求或驗證。操作型實驗教學的一般步驟是：教師提出問題→學生實驗→觀察分析→猜想結論→交流校正→驗證或證明。

2、思維型數學實驗教學

思維型是按照真實實驗方式展開的一種復雜的思維活動。思維型數學實驗教學是指通過對數學對象的不同變化形態的展示，創設問題情境，引導學生運用思維方式探究數學知識、檢驗數學結論（或假設）的教學活動。

3、多媒體模擬實驗教學

多媒體模擬實驗教學指借助于計算機的快速運算功能和圖處理能力，模擬再現問題情境，引導學生自主探究數學知識、檢驗數學結論（或假設）的教學活動。計算機多媒體技術能為教學活動提供并展示各種所需的圖文資料，創設、模擬各種與教學內容相適應的情境，為抽象的數學思維提供了直觀模型，為學生的學習和發展提供了豐富多彩的學習情境和有力的學習工具。

三、數學實驗教學的作用

1、利用有趣的數學實驗，激發學生學習興趣。

每節課的前幾分鐘，學生情緒高昂，精神健旺，注意力集中，抓住這個有利時機，根據預講內容，用有趣的實驗導入新課，可以有效地激發學生學習的興趣，使他們精神集中、勁頭十足地投入新課的學習。

如：教“軸對稱圖形”時，組織學生進行折紙、剪紙實驗，學生能折、剪出多種多樣的

美麗的對稱圖形，看著自己的作品，學生往往會產生一種喜悅的心情，富有成就感，進而產生強烈的求知欲，從而起到激發興趣的作用。

數學理論的抽象性，通常都有某種“直觀”的想法為背景，作為教師，就應該通過數學實驗，把這種直觀的背景顯現出來，幫助學生抓住其本質，了解它的變形和發展及與其它問題的聯系。通過剪紙這一直觀形象的實驗來闡述形象的數學內容，這在教材中是很多的，如“三角形內角和定理”、“三角形中位線定理”“直角三角形斜邊中線等于斜邊的一半”及“勾股定理”等等，通過這些實驗操作，一方面使學生能更深入、更扎實地掌握數學知識；另一方面，也使他們的思維方式不會犯浮夸和刻板的毛病，又能準確抓住事物的本質，提出符合實際的有創新的看法，數學實驗對激發學生的創新思維有著不可低估的作用。

2、運用數學實驗教學，培養學生發現數學規律的能力

數學規律的抽象性通常都有某種“直觀”的想法為背景。作為教師，就應該通過實驗，把這種“直觀”的背景顯現出來，幫助學生抓住其本質，了解它的變形和發展及與其它問題的聯系。傳統數學課堂教學壓縮了學習知識的思維過程，往往造成感知與概括之間的思維斷層，既無法保證教學質量，更不可能發展學生的學習策略。新理念提倡重視過程教學，在揭示知識生成規律上，讓學生自己動手實驗，自己去發現數學規律，從而理解更深刻。

3、利用數學實驗教學，深化學生的數學應用意識

應用數學知識解決實際問題，是數學教學的出發點和歸宿。發展學生的應用意識是數學教學的重要目標之一。 通過數學教學，幫助學生樹立數學應用意識是素質教育的一項重要任務。這就要求教師必須創設一種實驗環境，使學生能受到必要的數學應用的實際訓練，否則強調應用意識就成為一句空話。

4、精心設計數學實驗，有助于培養學生的創造性思維

如果我們教師在教學中直接了當地給出數學結論，學生會感到乏味，提不起興趣，因為這僅僅是灌裝知識，抹殺了學生的創造性思維。如果在教學中剪輯一些發現者的經歷，讓學生重復再現，其結果是學生好像自己發現結論那樣興奮。

在數學教學中讓學生動手做數學實驗，能有效激發學生用數學的眼光探索數學的新知識。讓我們在教學中巧借實驗這一“東風”，更好、更快地推動數學教學這艘大船前進！

（作者單位：江蘇省東臺市新街鎮中學）