初中數學實驗教學中存在的問題和解決策略

【摘要】數學實驗教學是新課標倡導的重要內容.目前，在初中數學實驗教學中還面臨著“重結果輕過程，以講代做，實驗評價匱乏”等問題.以下措施可有效地提高實驗教學的質量：首先，要提高教師對數學實驗的理解和重視程度；其次，促進信息技術與實物操作的融合，提高實驗效率；再次，將數學實驗生活化，培養學生學以致用的意識；最后，在實驗過程中要關注多元化的評價，以此提升實驗教學效果.

【關鍵詞】初中數學；數學實驗；課堂教學

“數學實驗”是一種通過動手動腦“做”數學的學習活動.在這種活動中，學生運用各種工具（如紙張、剪刀、模型、測量工具、作圖工具以及計算機等），在數學思維的指導下，進行實際操作，以驗證或探究數學知識.這種以參與性操作為核心的學習方式，不僅培養了學生的動手實踐能力，而且加深了他們對數學概念的理解，幫助他們在活動體驗中獲得基本經驗并掌握數學思想方法.

《義務教育階段數學課程標準（2022年版）》強調了數學實驗教學的作用，提出“應引導學生在真實情境中發現問題和提出問題，利用觀察、猜測、實驗、計算、推理、驗證、數據分析、直觀想象等方法分析問題和解決問題［1］”“利用數學專用軟件等教學工具開展數學實驗［1］”.數學實驗對發展學生的數學核心素養有著至關重要的作用.

1 初中數學實驗教學中存在的問題

1.1 注重實驗結果，輕視操作過程

在初中數學教育中，由于受中考指揮棒的影響，教師對數學實驗教學重視程度通常較低.學校對教師在此方面的能力要求也相對寬松，這導致了一個普遍存在的問題：在開展數學實驗活動時，教師往往過分關注實驗結果，而忽視了實驗操作過程的重要性.

這種偏頗的教學態度可能源于對數學實驗本質的誤解.一些教師認為，只要學生能夠記住與實驗相關的數學知識點，實驗的目的就達到了.然而，這種認識忽略了數學實驗教學的核心價值——培養學生的動手能力、觀察能力、思考能力以及解決實際問題的能力.實際上，數學實驗的過程本身就是一個豐富的學習體驗.它不僅能夠幫助學生深刻理解數學概念和原理，還能夠激發學生的探究興趣，培養他們的科學態度和方法.通過親身參與實驗操作，學生可以在實踐中遇到問題、分析問題并解決問題，這一過程對于培養學生的創新思維和獨立解決問題的能力至關重要.

此外，注重實驗結果而忽視操作過程的教學方法還可能導致學生對數學知識的片面理解.如果學生只關注于實驗結果的正確與否，而沒有經歷完整的實驗過程，他們可能會失去理解數學概念背后深層邏輯的機會.這種表面化的學習方式不利于學生形成系統的數學知識結構，致使學生無法深入理解數學概念，從而缺乏解決問題的靈活性和創造力.

1.2 重視程度不同，實驗以“講”代“做”

在當前的初中數學教育實踐中，一個顯著的問題日益顯現：由于對數學實驗教學的重視程度不一，實驗活動往往被教師的講解所替代.這種現象主要體現在兩個方面：

首先，教師演示實驗代替學生動手操作的問題.許多數學教師認為：學生動手實驗會過多占用課堂時間，影響教學進度.因此，在涉及數學實驗內容時，他們常常選擇親自進行實驗演示，或僅通過口頭講解來描述實驗過程，而不是鼓勵學生自己動手實踐.雖然這種做法節省了時間，但它犧牲了學生親身體驗和探索的機會，使學生無法通過實踐學習獲得直觀感受和深刻的理解.

其次，教師代替學生分析實驗過程，導致實驗活動流于形式.在傳統教學模式下，教師急于完成既定的課堂進度，通常只關注與考試直接相關的內容.對于實驗過程中可能遇到的疑問、問題及其解決方法，教師往往直接給出答案，而沒有引導學生自行思考和探究.這種教學方式不僅使得數學課堂變得單調乏味，而且減弱了學生對數學實驗的興趣，限制了他們思維邏輯能力的鍛煉和提升.

1.3 沒有形成有效的實驗教學評價機制

在當前的初中數學教育實踐中，實驗教學評價制度的不完善是一個不容忽視的問題.

首先，傳統的教學評價體系過于注重書面考試成績，而忽視了學生在實驗操作、實踐探索和創新能力方面的表現.這種以結果為導向的評價方式往往導致教師和學生都將注意力集中在理論知識的記憶和應試技巧上，學生在實驗中的積極性、創造性以及對實驗過程的深入思考得不到應有的重視和鼓勵，這不僅降低了學生參與實驗的熱情，也影響了他們通過實驗學習數學的興趣.

其次，由于缺乏針對實驗教學的評價標準和方法，教師在評價學生的實驗表現時往往缺乏明確的依據和指導.這使得評價結果可能帶有主觀性，無法準確反映學生的實際能力和學習進步.此外，教師也可能因為缺乏評價工具和指標，而忽視了對學生實驗報告、實驗過程記錄和實驗成果的系統評價，這些重要的學習成果沒有得到充分的利用和反饋，從而影響了學生對實驗學習的認真態度和持續改進的動力.

再者，沒有形成有效的實驗教學評價制度還可能導致教師在實驗教學中的角色定位模糊.教師不僅是實驗教學的設計者和引導者，也應是學生實驗活動的觀察者、評價者和反饋者.如果教師無法通過有效的評價體系監控和指導學生的實驗學習過程，他們就很難發揮應有的作用，無法及時發現學生在學習過程中遇到的問題，也無法為學生提供針對性的指導和幫助.

2 提升初中數學實驗教學質量的策略和措施

2.1 提高教師對數學實驗教學的理解和重視程度

首先，教師應深入理解新課改的要求，認識到學生在數學學習中的主體地位.這意味著，在課堂上，教師需要將更多的主動權交給學生，讓他們通過參與數學實驗來鍛煉思維、提升理解力.這不僅有助于提升學生的數學核心素養，還能顯著提高他們的數學成績.

其次，教師應摒棄傳統的以講解為主的教學模式，轉而注重培養學生的獨立思考能力.例如，教師可以設計一些開放性問題，激發學生的學習興趣，引導他們主動進行實驗探索，從而培養其自主發現問題、分析問題、解決問題并總結經驗的能力.

再者，教師需明確自己在實驗教學中的角色定位.作為指導者，教師要為學生提供必要的指導和幫助；作為合作者，教師應與學生共同參與實驗活動，通過合作完成實驗任務.這種師生互動不僅有利于增進師生關系，還有助于加強雙方的溝通與理解.

2.2 信息技術與實物操作融合，提升數學實驗質量

在當今的教育領域，信息技術的應用已經成為提高教學質量和效率的重要手段.尤其是在初中數學教育中，將信息技術與實物操作相融合，不僅能夠激發學生的學習興趣，還能有效提升數學實驗的質量.

首先，信息技術的引入使得數學實驗內容更加生動有趣.傳統的數學教學往往依賴于抽象的概念和公式，難以吸引學生的注意力.而通過多媒體技術，教師可以利用視頻、聲音和文字等多種形式，將抽象的數學概念具體化，使學生更容易理解和掌握.例如，在設置幾何圖形的性質探究實驗時，可以借助技術手段讓學生操作動畫探索各種圖形的變換過程，幫助學生形成直觀的認識.

其次，信息技術與實物操作的結合有助于提高學生的實踐能力.在數學實驗中，學生需要動手操作各種實物模型或教具，通過親身體驗來加深對數學知識的理解.而在這個過程中，教師可以利用信息技術為學生提供實時的指導和反饋.

此外，信息技術還可以拓展數學實驗的教學資源.通過網絡平臺，教師可以輕松獲取大量的數學實驗案例和相關素材，豐富課堂教學內容.同時，學生也可以利用網絡資源進行自主學習和探究，培養自主學習的能力.

2.3 數學實驗生活化，培養學生數學應用意識

課程標準強調“創設真實化的問題情境”.將數學實驗與學生的實際生活相結合可以營創良好的實驗氛圍.通過生活化的數學實驗，不僅能提升學生對數學學科的興趣，還能在他們心中培養起數學應用的意識，讓他們認識到數學不僅是抽象的符號和理論，更是解決現實問題的重要工具.

例如 以人教版數學七年級上冊中二元一次方程的章節內容為例，教師可以設計一個貼近生活的數學實驗活動.首先，準備若干一元和五角的硬幣作為實驗材料，這些硬幣是學生日常生活中常見的物品，能夠引起學生的好奇心和探索欲.接著，組織學生進行兩人一組的游戲活動，其中一個學生需要告訴另一個學生自己擁有的硬幣總數和總面值，然后雙方一起計算一元和五角硬幣各有多少個.

在此過程中，教師引入二元一次方程的概念，讓學生嘗試用所學的數學知識解決問題.通過這樣的實驗活動，學生不僅能夠在實踐中掌握二元一次方程的求解方法，更重要的是，他們能夠意識到數學知識的實際應用價值，從而激發他們運用數學解決現實生活中問題的興趣和能力.

此外，教師還可以引導學生在日常生活中主動尋找類似的問題，比如家庭預算規劃、購物優惠計算等，進一步實踐和鞏固所學的數學知識.通過這種方式，數學不再是枯燥乏味的學科，而是變成了學生生活中不可或缺的一部分，極大地提高了學生學習數學的積極性和應用意識.

2.4 實施多元化的評價，提高數學實驗教學的質量

初中數學實驗教學是培養學生實踐能力和創新思維的重要環節.為了提高數學實驗教學的質量，必須對學生的學習過程進行有效的評價.首先，初中數學實驗的評價原則應當包括整體性、發展性、適切性、過程性和多元性.整體性原則要求教師在評價時關注學生在實驗活動中的整體表現，包括實驗設計、操作、結果分析及實驗筆記等全方位的考察.發展性原則強調從學生的長遠發展出發，鼓勵學生不斷探索和實踐，為今后的學習打下堅實的基礎.適切性原則意味著評價應與學生實際水平和課程標準緊密相連，確保評價內容的合理性和有效性.過程性原則注重對學生在實驗過程中的表現進行反饋，幫助學生及時了解并改進自己的不足之處.多元性原則則提倡采用多樣的評價主體、方式和呈現形式，如自評、互評等，以全面展示學生的實驗學習成果.

其次，初中數學實驗的評價內容涵蓋了學生對數學知識的掌握程度、參與實驗的積極性、合作意識、動手能力，以及問題發現、提出和解決的能力.這些內容不僅反映了學生的知識技能水平，還體現了他們的綜合素質和創新能力.將實驗分為準備、實施和總結三個階段，并對每個階段的學生表現進行針對性評價，有助于更細致地把握學生的學習狀態和進步空間.

3 結語

數學實驗教學為學生提供了理解數學概念、探索數學知識奧秘的有效途徑.雖然在當前的教學實踐中，初中數學實驗仍存在著許多挑戰和需要解決的問題，但隨著教學改革的深入開展，數學實驗教學必將得到進一步的發展，將在培養學生的創新思維和促進其全面發展上發揮更加重要的作用.

【本文系2022年海南省教育科學規劃一般課題 “新課標下的初中數學實驗教學的實踐研究”（項目編號：QJY20221018）階段性成果之一】

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.義務教育數學課程標準（2022年版）［M］.北京：北京師范大學出版社，2022.

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