初中數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)基本要求初探

摘 要：對于一些比較抽象難懂的數(shù)學(xué)概念或推理過程，數(shù)學(xué)實驗教學(xué)將那些看似抽象、深奧的知識點，直觀、生動地展示給初中生，同時也可給學(xué)生提供探究學(xué)習(xí)的機會。因此，設(shè)置一定的實驗，通過師生共同參與，用實物或數(shù)學(xué)軟件對某數(shù)學(xué)知識點進行講解突破，非常有必要。初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中實驗的運用必須遵循一定的原則，采用科學(xué)的實驗教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：初中數(shù)學(xué)；實驗教學(xué)；基本要求

中圖分類號：G622.41 文獻標(biāo)識碼：A 收稿日期：2016-01-14

一、遵循數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的基本原則

1.實驗教學(xué)既要突出過程性，又要落實教學(xué)目標(biāo)

任何教學(xué)活動都有特定的教學(xué)目標(biāo)，而該教學(xué)目標(biāo)又是在具體的教學(xué)過程中完成的。因此，實驗教學(xué)必須要考慮到兩者的結(jié)合，既要體現(xiàn)過程的探究性和趣味性，又要圍繞著教學(xué)目標(biāo)進行。一方面，老師要充分考慮到學(xué)生的可接受能力和實驗過程的直觀性和趣味性，盡量選取學(xué)生熟悉且感興趣的實驗環(huán)境和內(nèi)容，讓學(xué)生對實驗過程感興趣，對實驗結(jié)果產(chǎn)生足夠的期待，從而提高其參與學(xué)習(xí)的積極性和主動性；另一方面，任何教學(xué)設(shè)計都要圍繞一定的教學(xué)目標(biāo)來進行。

2.既要讓學(xué)生獲得感性認(rèn)識，又要引導(dǎo)學(xué)生進行理性思考，從而獲得知識

數(shù)學(xué)實驗教學(xué)絕不僅僅在于具體的實驗過程，還在于對實驗過程和結(jié)果及由此總結(jié)出的數(shù)學(xué)定理、公式等的掌握及運用的理性思考，從個性中總結(jié)出數(shù)學(xué)規(guī)律。對于初中生來說，其理性思維能力相對欠缺，對具體的操作比較感興趣，但在科學(xué)總結(jié)和歸納實驗結(jié)果、促進自身的數(shù)學(xué)思維水平提高等方面的能力則相對欠缺。因此，教師設(shè)計和實施數(shù)學(xué)實驗時要盡量實現(xiàn)兩者的統(tǒng)一。一方面，為了激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)的主動性，老師要鼓勵學(xué)生參與實驗過程，真正讓學(xué)生“動”起來，參與到課堂中來，讓學(xué)生通過自己的親身操作，對某一數(shù)學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生興趣和探究的動力；另一方面，許多數(shù)學(xué)知識如負(fù)數(shù)，點線面的抽象空間的構(gòu)架，數(shù)學(xué)定理、公式的總結(jié)等，僅僅靠直觀的動手操作不可能真正完成，還需要發(fā)揮抽象思維能力。因此，數(shù)學(xué)老師進行實驗教學(xué)時，除盡量創(chuàng)造機會讓學(xué)生動手操作，更重要的是引導(dǎo)和訓(xùn)練學(xué)生從具體實驗中總結(jié)出一般性的數(shù)學(xué)規(guī)律。筆者曾經(jīng)觀摩過一位老師運用實驗教學(xué)給學(xué)生展示無理數(shù)的“無限不循環(huán)”性質(zhì)。他先是設(shè)定了一個小數(shù)，然后準(zhǔn)備了一個麻將骰子，讓學(xué)生隨機扔，并將多位學(xué)生得出的數(shù)字依次寫在該小數(shù)后面。最后，這位老師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納這些數(shù)字的特點，從而得出無理數(shù)的概念和數(shù)學(xué)性質(zhì)。從中可以看出，這位老師該教學(xué)環(huán)節(jié)比較好地做到了學(xué)生參與實驗過程和最后進行數(shù)學(xué)歸納和總結(jié)的統(tǒng)一。通過教學(xué)，學(xué)生對無理數(shù)的數(shù)學(xué)性質(zhì)有了更深刻的認(rèn)識。

筆者在講授“多邊形的內(nèi)角和”知識點時，也采用了實驗教學(xué)方式。在教學(xué)過程中，我提前考慮到了實驗的感性結(jié)果與理性歸納的關(guān)系：前一教學(xué)環(huán)節(jié)，我基于學(xué)生的小學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，簡單講授完了三角形內(nèi)角之和的計算。此時，我提前準(zhǔn)備了分別為四邊形、五邊形、六邊形的較大紙片3張和3把剪刀；課程導(dǎo)入完成引入新課后，我隨機挑選了3位學(xué)生上來分別用量角器量這些多邊形的內(nèi)角并相加，分別算出這3個多邊形內(nèi)角之和；再選取3位學(xué)生上來嘗試用剪刀將這些多邊形分割成若干三角形，讓他們自己找出這3種多邊形內(nèi)角之和與三角形內(nèi)角之和的關(guān)系，并以此讓他們猜猜七邊形、八邊形、九邊形與三角形之和的關(guān)系。在實驗中，許多學(xué)生都能順利猜出七邊形、八邊形、九邊形之和。應(yīng)該說，此時的學(xué)生已經(jīng)對多邊形內(nèi)角之和與三角形內(nèi)角之和的關(guān)系有了一個感性認(rèn)知，但尚未形成科學(xué)的理性歸納與總結(jié)方法。最后，我再引導(dǎo)他們運用證明去推導(dǎo)多邊形的內(nèi)角和公式。實踐證明，通過這種實驗教學(xué)，學(xué)生對多邊形內(nèi)角之和的計算方法有了更深認(rèn)識，從而能熟練地掌握。

二、規(guī)范完成實驗教學(xué)實施的主要步驟

1.做好實驗前的準(zhǔn)備工作

做好實驗前的準(zhǔn)備工作是所有實驗教學(xué)的前提。老師在這個階段主要做好三件事：一是按照具體的教學(xué)進度、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實際情況選擇好實驗課題。一個合適的實驗課題，可以激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)熱情，可以更有效地突破重難點，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。實際上并不是所有教學(xué)內(nèi)容都適合采用實驗教學(xué)。一般來說，老師在選擇實驗課題時必須考慮到操作性強和探究性強的要求，選擇切合初中生年齡特點、生活環(huán)境，且適合學(xué)生觀察、動手操作的內(nèi)容。教材中如“試一試”“做一做”“數(shù)學(xué)實驗室”等僅僅是實驗素材，沒有詳細(xì)的實驗設(shè)計方法和流程，并不能直接采用，需要老師進行選擇和加工。二是要按照教學(xué)大綱和具體的教學(xué)內(nèi)容，明確本次實驗教學(xué)所要達(dá)到的目標(biāo)，做到心中有數(shù)。只有確定好了教學(xué)目標(biāo)，所有的實驗過程才不會亂。三是具體的實驗準(zhǔn)備工作，準(zhǔn)備實驗必需的物質(zhì)條件。

2.合理組織、引導(dǎo)，師生共同完成實驗展示過程

這個步驟是整個實驗教學(xué)的主體部分，它的成敗直接決定著教學(xué)目標(biāo)能否實現(xiàn)。首先，教師要按照預(yù)定的實驗設(shè)計，從總體上保證整個教學(xué)過程的層次性。從簡單的直觀演示到最后的理論歸納總結(jié)，都應(yīng)該按照學(xué)生的認(rèn)識發(fā)展規(guī)律，從簡到繁，從具體到抽象的順序，做到有條不紊。其次，對于一些稍微復(fù)雜一點，又必須要做的實驗，老師可以事先將其分解成若干子步驟。每個子步驟都要考慮到學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)和實驗操作的難易程度，選擇不同的展示方式。一些由老師演示完成，一些由學(xué)生單獨完成，還有一些可以由師生共同參與完成。最后，課堂教學(xué)設(shè)計也要視具體的教學(xué)設(shè)計執(zhí)行情況做必要的調(diào)整。老師進行實驗操作或講解時，必須隨時跟蹤學(xué)生的實際反應(yīng)，做必要的微調(diào)。最后，根據(jù)不同的實驗類型，選擇不同的展示教學(xué)方法。按照不同的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)學(xué)實驗也可分為多種類型，本文主要按照實驗教學(xué)目的來考慮，將初中數(shù)學(xué)實驗大致分為驗證型實驗、理解型實驗和探究型實驗三類。不同類型的實驗實施的時間、方式及實施要求都不一樣。如驗證型實驗一般是在學(xué)習(xí)完概念、原理之后進行，其目的是為了用直觀的方式證明某一數(shù)學(xué)概念或數(shù)學(xué)原理；而探究型實驗一般安排在難度較大、較為抽象的概念和原理新授之前，為了創(chuàng)設(shè)一個真實、直觀的教學(xué)情境以激發(fā)學(xué)生的求知主動性和積極性，鼓勵學(xué)生以探究的方式完成對某一概念或原理的掌握和運用。

3.實驗完成后的總結(jié)與反思

任何教學(xué)活動都要了解學(xué)生對所講授知識點的實際掌握與運用情況。優(yōu)秀的數(shù)學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計是通過不斷完善才得以形成的，每一次數(shù)學(xué)實驗教學(xué)都是對教學(xué)設(shè)計的一次檢驗和提升。因此，老師不僅要在實驗教學(xué)過程中隨時根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)調(diào)整實驗展示；在實驗結(jié)束后，老師還要通過課堂提問、作業(yè)布置、單元測驗等方式綜合評估學(xué)生的整體情況，并根據(jù)學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況對已經(jīng)完成的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)進行總結(jié)與反思，以達(dá)到既查漏補缺，又為下一次實驗教學(xué)積累經(jīng)驗的目的。

總之，初中數(shù)學(xué)實驗具有直觀性、趣味性和探究性等特點，對于幫助學(xué)生更好地理解和運用某一數(shù)學(xué)概念或原理有極大的幫助，同時也是培養(yǎng)和提高學(xué)生探究性學(xué)習(xí)能力的必要條件。因此，數(shù)學(xué)老師都充分重視初中數(shù)學(xué)教學(xué)中實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，發(fā)揮主觀能動性，積極實施數(shù)學(xué)實驗教學(xué)。

參考文獻：

[1]孫朝仁，朱桂鳳.初中數(shù)學(xué)“實驗切片”銜接教學(xué)的實踐與思考[J].江蘇教育研究（實踐），2015，（17）.

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