數學實驗在初中數學教學中的運用

【摘 要】數學實驗不僅能驗證學生已經掌握的知識，科學且合理的實驗還能夠增加課堂教學活躍性，提高學生的創新意識、分析能力、邏輯思維能力、抽象意識以及探索能力等。利用數學實驗進行有效教學有利于提升學生的數學能力和素養，從而實現學生的全面發展。

【關鍵詞】數學實驗;初中數學;運用策略

【中圖分類號】G633.6? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2022）12-0169-03

數學實驗教學模式應用的根本意義在于，引導學生通過主動操作的方法對學習內容進行深度探究，結合具體問題發現其中的數學思想和數學概念，進而實現增強學生學習效果、強化學生探索能力的發展目的。在初中數學教學體系中應用數學實驗教學模式，可以有效促進學生創新意識、分析能力、邏輯思維等多項綜合素質水平的提高。

1? ?借助數學實驗培養學生創新意識

全面強化初中階段學生創新思維意識是當前教學體系中的重要發展目標，同時也是幫助學生進一步探索多元學習內容的重要途徑。為了實現學生創新意識發展目標，進一步提升初中生數學學習水平，教師可以充分利用數學實驗對學生進行引導，促使學生主動發現問題，并能通過對實驗過程進行分析而解決相關問題，以此達到強化學生創新思維能力的教育目的。在此過程中，數學教師要以培養學生好奇心和積極探索意識為條件，使學生積極參與到數學實驗探索過程中，從而完成根本教育目的。

如在初中數學實驗與探究課程“填幻方”教學方案設計過程中，數學教師可結合本課教學過程中的實踐教學環節對學生進行引導，促使學生全面認識幻方，并了解幻方的起源及基本概念，同時可以在實驗學習過程中進一步探索三階幻方的構造方法。數學實驗的基本教學流程便是實現學生創新意識發展的有效方式，學生可以在不斷分析及嘗試過程中進一步了解奇階幻方填寫的方法。除此之外，在用數學實驗教學模式培養學生創新意識的具體方案構建過程中，數學教師可以為學生構建多元化的教學方案，促使學生從多角度分析相關數學知識，避免學習方法局限化，從而推動學生創新能力的發展。因此，在初中階段數學實驗教學方法設計及應用過程中，教師要注重對學生創新能力的培養，要引導學生多途徑探索問題，從而實現拓展學習方向和學習內容的發展目標。

2? ?通過數學實驗強化學生分析能力

就初中學生的身心發展特點與思維方式角度而言，大部分學生對于數據分析觀念的認知主要是以螺旋上升的形式為主，這是全面強化學生理解能力和探索能力的根本原因。初中階段是學生累積基礎知識、提升基礎素養的重要時期，全面發展學生分析能力是十分重要的教學發展目標。對此，數學教師可以充分利用數學實驗教學模式。對學生進行引導和培養，促使學生在實驗探究過程中主動建立數據及分析理念，從而在自主探索過程中掌握學習內容，強化數據分析水平。

如在初中數學實驗與探究課程“無限循環小數化分數”教學方案設計過程中，教學目標在于引導學生進一步探究無限循環小數化分數過程中滲透的轉化思想、無限逼近思想及相關方程的具體作用。在此目標實現過程中，數學教師可充分利用數學實驗教學模式對學生進行引導，使學生體會到實驗方法的多樣性，同時深度領悟實驗探究學習方法的具體應用策略。除此之外，教師還要拓展學生數據分析探索方向，引導學生結合基礎實驗學習環節主動探究更加全面廣泛的學習內容，進一步提升學生數學實驗水平，強化其數據分析能力。總之，加強數學實驗教學模式的應用是全面提升學生數學分析能力及綜合思維能力的有效措施。

3? ?結合數學實驗發展學生邏輯思維

邏輯思維能力的發展是保障學生智力發展的重要基礎條件。從初中階段數學教學內容和教學體系的基本特點來看，教師應當以發展邏輯思維為核心，為學生構建科學的教學方案和教學內容，促使學生根據思維活動探索學習方法，強化學習效果，從而實現思維結構的轉化。然而發展學生的思維能力一直是教育過程中的難點。為了幫助學生突破這一難點，全面提高綜合邏輯思維水平，數學教師可以利用數學實驗教學模式為學生構建完善的教學體系，促使學生在實驗探究過程中全面感受邏輯思維給學習帶來的積極影響，從而提升學生的綜合思維水平。

如在初中數學“瓶子中有多少粒豆子”課程教學過程中，為了幫助學生進一步了解抽樣調查收集數據的方法，同時幫助學生初步感受抽樣的必要性，并體會用樣本估計總體的思想，數學教師可應用數學實驗教學模式，促使學生通過實驗了解運用統計知識解決實際問題的具體方法，同時讓學生感受統計的一般過程，初步建立統計觀念，并實現邏輯思維能力發展。除此之外，為了進一步拓展數學實驗教學，全面強化學生綜合思維水平，教師可以將合作交流教學方法融入其中，這樣可以幫助學生突破單一化的思維模式，領悟學習其他同學及教師的思維方法，進而強化學生綜合思維水平和合作探究能力。總之，加強應用數學實驗教學方法對學生進行引導，可以有效培養學生數學思維能力和學習能力。

4? ?借助數學實驗提升學生抽象意識

很多學生由于缺乏抽象意識，學習效果達不到既定目標。為此，數學教師可以加強應用實驗教學模式，促使學生在動手實踐和分析探索過程中，進一步認識數學內容中的抽象元素，進而更好地理解數學知識。

如在初中數學“三角形中邊與角之間的不等關系”教學設計過程中，數學教師可結合實驗探究和推理論證，促使學生全面探索三角形中邊與角之間的不等關系，提升學生分析問題的能力和理解抽象知識的能力。與此同時，通過探索總結，學生可以全面認識數學活動中的新穎元素，進一步激發學習幾何的興趣。總之，借助數學實驗教學模式，為學生構建教學方案，可以幫助學生突破學習難點，在探究過程中進一步強化抽象思維能力，提高學生綜合學習水平。

5? ?利用數學實驗提高學生探索能力

為了全面提升學生探索能力，教師在教案設計過程中，可以充分利用數學實驗教學模式及鼓勵教育方法對學生進行引導，促使學生充滿探索的信心，體會及享受成功的喜悅，從而提升綜合學習水平。如初中數學“豐富多彩的正方形”的主要教學目標是引導學生學習菱形的定義和性質，培養學生解決問題的能力。在制定教學方案時，數學教師可使用實驗教學方法，引導學生通過動手實踐掌握平行四邊形的性質及基本證明方法，進而學習菱形的定義及性質。在此過程中，教師要有針對性地對其進行鼓勵，使學生充滿探索信心。總之，利用數學實驗為學生構建完善的教育方案，可以全面提高學生探索能力，幫助學生突破學習難點。

6? ?應用數學實驗激發學生自主意識

很多學生缺乏良好的自我管理能力和自主探究意識。數學教師為此可以加強數學實驗教學模式的應用，激發學生的自主意識，促使學生根據實驗任務和實驗目標主動探索，并完成學習發展目標。

如在初中數學“設計跑道”教學方案設計過程中，為了激發學生自主意識，培養學生自主學習能力，數學教師可以應用科學的學習方法及辯證唯物主義思想，促使學生在類比及聯想等多元化學習方法的探索過程中領悟公式推導的過程，進一步強化自主學習意識和主動學習能力。與此同時，數學教師可以在實驗教學中構建任務探索情境，引導學生結合具體公式正確熟練地應用知識，并完成計算。總之，加強應用數學實驗教學方法，可以全面強化學生自主學習意識，培養學生自主學習能力。

7? ?依托數學實驗構建良好教學氛圍

初中數學教學過程中，教師十分重視教學環境及教學氛圍的構建工作，這是影響學生學習積極性的根本，同時也是幫助學生深度理解學習內容，掌握學習重點的關鍵因素[1]。在初中數學實驗教學模式應用過程中構建良好教學氛圍，對學生課堂學習有較大作用。

如初中數學“概率與中獎”的主要教學目標是引導學生體會統計推斷的合理性，進一步掌握概率與統計之間的聯系及概率的一般應用模式。在教學設計過程中，教師可以依托數學實驗教學方法，并融入趣味游戲，使學生在參與數學實驗的過程中體會到數學學習的趣味性。另外，無論是精神環境氛圍還是物質環境氛圍的構建，都要在結合學生的基礎水平和身心發展特點的基礎上進行。

8? ?借助數學實驗發展學生實踐能力

實驗教學有利于發展學生的實踐能力，能夠引導、鼓勵學生充分利用所掌握的知識解決問題，體現出數學的實用性。隨著學生對數學實驗的興趣越來越高，教師可以拓寬實驗的維度和范圍，使數學實驗不再局限在課堂教學中，而是能夠合理地延伸到課外，增加實驗的操作空間，并且豐富實驗素材。教師可以充分挖掘教材中的知識點，從生活中選擇合適的案例設計實驗，讓學生以合作的方式進行實驗[2]。

如在教學關于“打折銷售”的問題時，教師可以設計課外實踐活動，以便了解學生對打折銷售的看法。教師首先要將學生分組，對每組組員進行明確分工，然后讓其利用課余時間進行社會調查。整個實驗要讓多個小組共同進行，有的小組負責調查問卷，有的小組負責攝像……然而各小組匯總收集的信息，并得出自己的結論，并利用自己掌握的知識進行判斷。這樣的實驗具有很強的開放性，沒有標準答案，學生只要能夠找到符合自己觀點的依據即可。這樣的開放性數學實驗不僅具有趣味性，還有利于發展學生的實踐能力，并且能夠在一定程度上提升學生的分析和歸納能力，對于學生而言是一種具有積極意義的教學活動。

9? ?利用數學實驗培養學生數學興趣

數學知識具有嚴謹、抽象等特點，因此很多學生都對數學“敬而遠之”，無法激發學生興趣，進而影響學生學習的主動性和積極性，最終影響數學教學效果。適當利用數學實驗進行教學，能夠有效地解決以上問題，促使學生主動學習。

如在教學“全等三角形的判定”時，教師可以指導學生提前準備好剪刀、量角器、刻度尺等工具，然后讓學生按要求制作內角確定的三角形、邊長確定的三角形，并讓學生討論這樣的三角形是否具有全等性。學生通過實驗驗證三角形全等的條件，既能夠使學生深入理解本節知識，又能夠激發學生學習興趣。同時，為保證教學的有效性和學生的積極性，教師可以應用分組教學方法，讓每個小組證明相應條件下三角形是否全等，最先完成任務且答案準確的小組可以獲得獎勵。與傳統死記硬背定義等教學方式相比，數學實驗教學方法能夠提高課堂教學的活躍性、提高學生的參與度和積極性。同時，在實驗過程中，學生對定理、公式等內容的理解更加深入，對數學的興趣被有效激發出來，有利于學生主動學習數學。總之，在初中數學教學中積極且合理地應用數學實驗，可以有效激發學生興趣。

將實驗教學科學地應用于初中數學教學過程中，可以使學生在主動實踐及探索過程中進一步提升創新意識、分析能力、邏輯思維、抽象意識等核心素養，從而幫助學生在有效的學習體驗過程中掌握科學的數學學習方法，進而提升整體教學效率。

【參考文獻】

[1]王家賓.“數學實驗”在初中數學教學中的運用[J].當代家庭教育，2021（33）.

[2]黃心怡.數學實驗在初中數學教學中的實踐探索[J].文理導航（中旬），2021（11）.

【作者簡介】

陳兵（1975～），男，山東鄒平人，本科，一級教師。