芻議初中數學實驗教學與學生能力的培養

摘要：本文中針對初中數學課堂教學的特點，從實驗導入、過程解析、實踐操作及效果展示四個環節，結合教學實踐經驗，全面分析了利用實驗教學推進學生能力培養的有效方法.

關鍵詞：初中數學；實驗教學；學生能力；培養措施

《義務教育數學課程方案和課程標準（2022年版）》中明確提出，初中數學教學要促進學生個性發展，提高學科能力并培養學生良好的數學習慣，以數學課程為核心，培養學生具有創新意識和腳踏實地的嚴謹科學態度.實驗教學法的運用，能夠引導學生將掌握數學知識和現實生活經驗相結合，并把理論運用于實際之中，讓學生在鞏固基礎知識的同時，能夠深化理解和記憶.同時，教師通過實驗教學法指導學生對數學知識進行自主探索，能夠有效培養學生的主觀能動性，是踐行新課標教學理念的重要途徑.

1 興趣為導向，利用實驗教學提高學習積極性

初中階段的學生具有明顯的個性特點，好奇心重，容易被外界新鮮事物吸引是影響其課堂專注力的主要因素.而初中數學本身就是科學性較強的學科，所以教師應該充分利用初中學生的年齡特點，充分發揮數學學科的優勢，用學生獨有的獵奇心理，激發其科學探究的意識并重點培養該能力，深化學生發展方向.實驗教學法的應用改變了傳統“黑板+粉筆”的教學模式，利用實驗方式進行課堂導入，能夠有效激發學生的學習興趣，讓學生能夠在好奇心的驅使下，對知識內容進行深入探究，進而實現科學探究能力的提升［1］.

例如，在學習“三角形”的相關知識內容時，筆者利用實驗導入的方式，引起學生對課堂知識足夠的關注，并且能夠使學生有足夠的興趣對新知識進行深入研究和探索.首先在黑板上畫出三個三角形（如圖1所示），然后引導學生：同學們，現在大家看到有三個三角形，接下來，我給大家變一個魔術，你們想不想看？學生聽到“魔術”這個詞之后，會極大地調動學習興趣，并產生“一探究竟”的想法.然后移動三條線，變成圖2所示的圖形，并追問學生：同學們，現在你們再數一下，有幾個三角形？學生會發現圖中的三角形由三個變成了五個.利用學生的好奇心繼續追問：大家想一下，這是為什么？圖2中的三角形有什么特點？之后引出全等三角形的相關概念.

通過實驗導入，學生能夠深刻意識到數學的學習不僅僅是枯燥的數字和圖形，更是充滿懸念和趣味.在這一實驗過程中充分利用學生的獵奇心理，讓學生感受到三角形世界的神奇之處，從而能夠有效激發學生對這一單元知識內容的興趣，并且能夠讓學生在筆者的引導下，以不斷探究的意識深化對數學知識內容的學習，從而改變對數學學科的看法，進而有效提高學生的科學探究能力.

2 過程為重點，利用實驗教學強化思維能力

初中數學知識內容具有瑣碎復雜的特點，僅靠記憶和教師的課堂講解，學生無法掌握知識內涵，容易造成對知識點理解不夠深入的現象，導致在應用知識點時，易出現遺忘、遺漏或者混淆的情況.這一問題不僅影響課堂教學效果，也會對學生的學習信心造成負面影響，長此以往容易造成學生對數學的抵觸心理［2］.在教學過程中，教師應結合數學相關知識的特點，利用實驗教學方式，全面再現和展示知識的內涵和規律，促使學生通過實驗過程去發現數學原理以及相關規律，深化對知識點的理解和記憶，在提高課堂教學效率的同時，能夠有效保障學習效率的提高.同時，通過展示實驗過程的方法，學生也能夠更加直觀地分析并解決問題，并且有較強的成就感，從而激發學習自信，保持對數學的學習熱情.

例如，在學習“圓”的相關知識內容時，其中“點與圓、線段與圓的關系”的知識內容較為瑣碎，在教學過程中，筆者利用實驗展示的方法對學生進行相關知識內容的講解，讓學生更好地掌握知識規律和相關理論，從而有效提高學生邏輯思維能力.在課堂教學中，筆者拿出一張圓形紙片，然后用尺子測量出圓心，畫出圓的半徑和直徑，并且在半徑中點處畫出一條與直徑平行的線段，之后選出一名學生用卡尺測量被這條線段分隔開的兩段圓弧，并讓學生說出這兩段圓弧之間的關系.通過測量，學生會發現，長弧是短弧的兩倍.隨后筆者寫出相應的例題：

已知：如圖3，圓O中，AB是直徑，CD⊥AB于點O，D是CO的中點，DE∥AB，求證：CE=2AE.

證明：連接OE.

∵D是CO 的中點，

∴OD=12OC.

∵O為圓心，OE為圓的半徑，

∴OD=12OE.

∴∠DEO=30°.

又CO⊥AB，

∴∠ODE=90°.

根據勾股定理可以計算出∠DOE=60°.

∴∠DEO=30°.

∵DE∥AB，

∴∠AOE=30°.

∴CE=2AE.

這一例題的證明過程再現了圓與線段，以及三角形的相關知識內容.學生通過對題目的證明，能夠有效將知識內容進行串聯，一方面鞏固知識點，另一方面能夠有效強化邏輯思維能力，并且保證將知識內容融會貫通.在實驗教學中，引導學生借助實驗結果的啟發性，在解題過程中重現知識規律，不僅可以將復雜的知識內容簡單化，更將抽象的知識概念具體化，能夠將數學知識化繁為簡，促進學生更高效地學習，進而有效提升邏輯思維能力.

3 目標為原則，利用實驗教學培養應用意識

實驗教學的一個重要特點就是學生能夠參與到教學活動中，擺脫傳統的“聽講模式”.將數學教學過程以實際操作的方式呈現給學生，不僅改變了傳統的教學模式，還使數學課堂更加活躍.學生在實驗過程中，自己動手，感悟數學、思考數學，能夠有效激發學習興趣，并且提高動手操作能力，真正實現學以致用.

例如，在學習“二次函數”的相關知識內容時，筆者帶領學生觀察扔鉛球時鉛球的運動軌跡，借此讓學生聯想到二次函數的圖象（如圖4）就是這種拋物線的形狀.

然后讓學生測量鉛球運動的起點和終點間的距離，并利用鉛球的軌跡以及測量數據，向學生講解拋物線圖象是軸對稱圖形，以及拋物線的開口大小等性質問題［3］.一方面學生能夠更深刻地理解二次函數的相關知識，另一方面學生的動手實踐能力能夠得到鍛煉，從而實現有效提升.

4 方法為根本，利用實驗教學提升創造能力

數學本身就是一門應用性和實踐性較強的課程，傳統的教學方式容易使學生形成思維定式，不利于學生思維的發展和自主學習意識的培養.在課堂教學中，“過程”往往比“結論”更能激發學生的學習興趣，增強學生學習的內在驅動力，使學生不由自主地對知識內容進行深入探索，進而形成自主學習能力.在實驗過程中，學生可以主動認識問題、思考問題并主動尋找解決途徑，發揮主體能動性，促進自主學習水平的整體提高.因此，教師應該利用實驗教學方式的效果，刺激學生主動地學習和研究知識內容，讓學生能夠感受到數學的魅力，并為其創造能力的培養奠定良好的基礎.

例如，在學習“數據的收集、整理與描述”知識內容時，由于相關概念具有一定的抽象性，學生容易出現理解偏差.其中，“直方圖”的相關知識一直都是教學重點，而且通過這部分知識的學習能夠將煩瑣復雜的數據信息更加直觀地展示出來.筆者利用其相關特點，應用實驗的方法，引導學生通過對直方圖數據的整理和觀察，能夠看到直方圖所展示的數據之間的關聯性，并將抽象的數字具體化.

總而言之，初中數學中有效應用實驗教學方式，能夠全面展示數學學科的科學性、趣味性以及應用性.學生在參與實驗的過程中，能夠深刻體會到學習數學的樂趣以及重要性，并且通過主動參與實驗過程促進數學綜合能力的全面提升，為今后的發展與進步打下堅實的基礎.

參考文獻：

［1］王文月，李峰峰．初中數學實驗教學與學生數學素養培養［J］．中國教育技術裝備，2020（7）：121-122.

［2］肖順生．初中數學實驗教學與學生能力的培養淺析［J］．科學中國人，2016（2）：319.

［3］顧捷．芻議初中數學實驗教學與學生能力的培養［J］．長春教育學院學報，2015，31（1）：155-156.