數學實驗在初中數學教學中的運用

玄甲峰

摘? ?要：在初中數學教學中滲透實驗內容，深受學生喜愛。開展實驗時，要對實驗內容做篩選處理，還要組織學生參與實驗的設計和操作，讓學生主動進入到實驗環節，在實踐操控、探究、發現、分析、體驗、歸結等學習行動中建立數學學科認知能力。數學實驗帶有直觀性、推理性、探索性等特點，其教學訓練價值極高，要做好教學設計和組織，讓實驗成為數學學習重要助學手段。

關鍵詞：初中數學;數學實驗;教學應用

中圖分類號：G633.6 文獻標識碼：A? 文章編號：1009-010X（2022）20/23-0057-02

數學實驗有特殊訓練價值，教師在教學中適時滲透實驗內容，能夠為學生創造特殊訓練機會。數學實驗有很多不同的表現形式，思維性實驗、制作性實驗、探索性實驗、模擬性實驗，都屬于數學實驗范疇，教師要對教學內容做深入分析，篩選出實驗素材，組織學生參與實驗的設計和操作，在實驗中培養學生的觀察能力、動手能力、創造能力。數學實驗有特殊助學價值，教師要做創新探索，為學生提供更多學習機會，讓學生在實驗實踐中建立學科認知。

一、篩選思維性實驗，培養學生觀察能力

所謂思維性實驗，是指運用思維方式探究數學知識、檢驗數學結論的教學活動。思維性實驗不需要走進實驗室，也不需要借助更多實驗器材，只是對實驗設計做分析，在數學定義、定理、公式分析應用中完成學科學習，讓學生自然建立數理關系，形成系統性學科認知。

教師對教學內容做深度分析，找到數學實驗相關內容，能夠將課堂教學帶入特定學習情境之中。如教學魯教版七年級數學上冊“勾股定理”，教師借助多媒體播放一段視頻，讓學生觀看并分析：這是一個特殊的數學實驗，利用簡單復制、粘貼等手法，演示勾股定理證明過程，仔細觀看和思考，推演出其中的原理，用自己的話介紹操作過程。學生開始觀察這個動態圖形的拼接，展開多重互動，對其中原理進行推導，課堂研究氣氛逐漸形成。教師播放另一個視頻，這是一個注水實驗，也是對勾股定理做驗證的實驗。三個正方體容器圍成一個直角三角形，最大容器注滿水，轉動容器位置，讓水流向兩個小容器，正好注滿。這其中有什么樣的原理存在？學生再度展開觀看和思考，對勾股定理應用原理做深入分析。教師接連推出無字證明的動態畫面，為學生深入思考創造機會。

二、推出制作性實驗，培養學生動手能力

制作性實驗和操作性實驗有太多對接點，教師要做好篩選和分類處理，針對不同學習內容，設計不同實驗任務，為學生提供更多實踐操作機會，培養學生動手操作能力。學生對制作類實驗有更高認同感，其訓練作用更為突出，教師要抓住學生興趣展開設計，利用實驗做具體調度，讓學生自然進入到學科核心。

教師推出實驗任務時，需要設計具體的操作要求，給學生規劃清晰的操作路線，這樣才能為學生順利進入到實驗環節創造良好條件。如教學“圖形的全等”這部分內容時，教師讓學生拿出剪刀，找到一些白紙，任意折疊和設計，剪裁出一些幾何圖形，然后做觀察和判斷，哪些圖形是可以完全重合的。學生快速進入到實驗操作環節，開始制作不同的幾何圖形。在挑選相同圖形時，學生都能夠利用重合作出全等判斷。教師隨意找到一個平行四邊形圖形，讓學生將其分成相同的兩部分，看看有多少種方案。學生接受任務后，都能夠主動展開思考和操作，課堂研究氣氛活躍起來。成果展示階段，教師要求學生做具體介紹，學生積極響應，對重合判斷方法做歸結。學生對剪紙之類的制作實驗比較有感覺，說明教師設計是有針對性的，為學生帶來了更多研究機會。

三、組織探索性實驗，培養學生創造能力

操作類實驗相比制作性實驗更為簡單，讓學生通過擺一擺、拼一拼、畫一畫、測一測等學習活動展開實驗操作，在動態行動中建立數學認知。學生對簡單的操作性實驗比較有興趣，教師要對實驗操作條件做整合處理，讓更多學生主動進入到實驗操作環節，在實際操控中形成實驗認知能力。

教師對教學內容做深入分析，推出探索實驗任務，學生會主動接受，并展開深入研究，在實踐操作過程中建立學科認知。如教學“利用三角形全等測距離”這部分內容時，教師設計了探索性實驗：這里有一個軟尺，長度為20米，校園花園中有水池，寬度超過20米，如何運用這根軟尺測量出水池兩邊指定位置之間的距離？學生對實地操作性活動有特殊參與興趣，在教師安排下快速進入現場，并展開觀察和設計。經過一番操作，很多小組都順利完成實驗操作，計算出測量結果。在課堂展示環節，學生踴躍發言，教師對學生實驗操作情況做觀察和評價。

四、設計模擬性實驗，培養學生綜合能力

教師借助計算機或相關軟件設計模擬實驗，建立多種互動功能，為學生參與實驗創造條件。學生對計算機模擬實驗操作更感興趣，教師要對實驗展開創意設計。模擬實驗未必要很復雜，教師要做好合理設計。

學生對模擬實驗有特殊興趣，教師借助多媒體做輔助，能夠為學生帶來更多觀察機會。如教學“探索軸對稱的性質”，教師先做示范操作：這是一片白紙，從中做對折，用針扎一個“天”字，然后將紙片打開，這兩個“天”字分列在對折線兩邊，形成軸對稱圖形。學生對教師操作進行細致觀察，對軸對稱圖形有了更清晰的認識。為激發學生探索熱情，教師讓學生找到一張方格紙，隨意畫出一個圖形，并找到適當地方畫出一根線，在這根線的另一邊畫出對稱圖。學生開始操作，但遇到一些困難，不知道在什么位置設計這根線。教師利用多媒體做動態展示，讓學生仔細觀看，逐漸找到實驗操作的要領。多媒體展示動畫圖形，直觀性更高，學生接受不存在障礙，助學效果更為顯著。

實驗具有重要的應用價值，教師在設計教學時有意識引入一些實驗內容，組織學生展開實驗設計和探索行動，不僅能夠為學生創造深度學習機會，還能夠培養學生良好的學習習慣，建立生活學習意識。初中數學學科教材中有不少實驗內容，教師要對這些內容做優化處理，提煉更多實驗素材，組織學生展開多種形式的實驗實踐活動，讓學生在探究性學習中鍛煉學科認知能力。