信息時代初中數學實驗教學探析

摘要：在信息化的大環境下，初中數學實驗教學資源越來越豐富，教學時間和空間束縛逐步被打破。教師整合利用多種現代信息技術打造可視化課堂，全面激發學生的學習興趣，挖掘學生的創新潛能并改進教學方式，讓學生能夠在動腦思考、動手操作的過程中深入分析實驗背后的數學知識原理，實現觸類旁通和舉一反三。本文著重分析信息時代初中數學實驗教學的意義、具體的教學要求和路徑，為幫助學生鞏固和拓展數學知識，培養學生實踐能力和創新思維提供理論參考。

關鍵詞：信息時代" 初中數學" 實驗教學

引言

初中數學實驗作為數學教學的一種常見形式，不僅可以加深學生對數學知識的理解，提升他們的動手能力和實驗技能，更重要的是可以培養學生的實踐能力和創新精神。教師應以學生為中心，將學生的自主學習、合作學習、探究學習作為教學核心，鼓勵學生自主遷移新舊知識，構建完善的思維框架，實現樂學善學。教師可以從數學實驗著手，讓實驗不再是理化生教學的專利，依托現代信息技術直觀生動地展示數學知識原理，減輕學生的理解壓力和學習負擔，嘗試多元實驗模式，全面培養學生的動手能力、綜合能力、觀察能力和創造能力。

一、信息時代初中數學實驗教學意義

信息技術是初中數學實驗教學的重要工具和載體，對實驗教學有重要的意義，兩者的關系較為緊密。結合教學實踐經驗不難看出，信息技術有助于提高學生對數學實驗教學的學習興趣，激發學生的創新潛能。教師需要依托信息技術改進初中數學實驗教學方式，提升整體的教學質量和水準。

（一）有助于提高學生學習興趣

在現代信息技術不斷革新的今天，以多媒體為代表的教學技術深入數學教學的方方面面。教師借助現代信息技術直觀展現數學知識，采取圖文并茂以及繪聲繪色的方式帶領學生探索新知，精心設計趣味十足、形式新穎的數學實驗活動。學生的學習熱情高漲，能夠帶著學習興趣出色完成學習任務，自主彌補思維短板，實現觸類旁通，收到事半功倍的效果。教師也能夠省時省力，主動回歸教學正軌，在充分準備的基礎上引導學生自主動手動腦動口，讓學生經歷整個實驗的全過程，全面激活學生的思維，確保學生保持高漲的學習興趣和動機，逐步形成良好的數學思維。

（二）有助于激發學生創新潛能

與傳統教師演、學生練的實驗教學模式相比，依托信息技術的實驗教學模式融合了聲音、圖片、文字等多元信息，能夠刺激學生的視覺、聽覺等多種感官。學生可以在可視化課堂中全程參與數學實驗并調動個人的創造力，實現自主遷移、大膽拓展和個性化延伸。教師會為學生提供解決復雜數學問題的機會，鍛煉學生的邏輯思維能力，培養學生的創新意識，挖掘學生的創新潛能。在靈活利用多種現代化教育資源的過程中，學生的主動性更足，不再游離于課堂之外，過度依賴于教師，而是在自由寬松、和諧友愛的實驗氛圍中主動完成實驗任務，學會與他人合作互動以及良性溝通。

（三）有助于改進實驗教學方式

信息時代教師充分利用形式多樣、功能強大的信息技術，直觀展現數學知識要點，進一步改進實驗教學方式。利用智能板（智能白板或交互式白板）增強課堂互動和視覺效果，實時展示數學實驗過程，讓學生更直觀地理解數學概念。利用電子書籍、在線課程和數學軟件等數字化教學資源，為學生提供更豐富、更靈活的學習方式。通過人工智能（AI）技術，教師可以更好地評估學生的學習情況，制定個性化的教學策略。教師可以設計一些數學實驗項目，讓學生自主探索、解決問題，培養他們的探索精神和求知欲。同時，也可以鼓勵學生進行合作學習，讓他們在小組內相互交流和合作解決問題，培養他們的團隊合作意識和解決問題的能力。

二、信息時代初中數學實驗教學要求

（一）以激發學生數學學習興趣為前提

在組織開展數學實驗活動時，教師應靈活利用多種現代信息技術，創設富有挑戰性、趣味十足且貼近現實的實驗情景，為學生的合作交流、自主實踐和個性化探索助力。新課改要求教師在實驗教學中貼近學生的生活實際，借助現代信息技術創設質疑情境，適當控制實驗任務的難度，確保學生能夠持續保持興趣，出色完成實驗任務。比如在指導學生學習正方形概念、性質、判定這一節內容時，教師可以用電子白板展示學生在生活中比較常見的小風車，帶領學生分析怎樣用一張長方形的卡紙折出一個小風車，并用動畫展示小風車折疊過程，從而讓學生發現正方形和菱形、矩形之間的關系，深入體會數學與實際生活之間的關系，進而透徹理解本節課的知識要點。

（二）以拓展學生認知為核心

教師應以拓展學生的認知為核心，幫助學生掌握數學學習方法和技巧，深入領悟數學知識。數學的實踐性和應用性較強，有自己特殊的語言。新課改要求教師著眼于數學核心素養的培養要求，從數學概念著手，全面夯實學生的學科基礎。因此，在組織數學實驗活動時，教師需要理順教學思路，通過信息技術直觀展現數學知識，提升學生的認知高度。以三角形概念教學為例，教師可以利用多媒體展示三角形符號，標注三角形的三個頂點，帶領學生分析三角形的三條邊以及頂點，然后用電子白板展示五角星，讓學生找出五角星中的三角形個數。這種寫一寫、找一找的實驗模式，有助于強化學生對三角形基本概念的認識，幫助學生掌握不同的數學表達方式。

（三）以激活學生良好的數學思維為目的

新課改倡導教師利用多種教學方式活躍學生的思維，提升學生的認知程度，確保學生活學活用。在設計數學實驗時，教師需要以學生的細心觀察、自行操作、大膽想象、合理推理及小組交流為主，全面提升學生的邏輯推理能力以及條理表述能力。讓學生能夠在深度學習、合作探究以及個性化試錯的過程中逐步形成良好的思維習慣，掌握科學高效的數學學習技巧。比如教師可以以“認識三角形的內角關系”為主題，帶領學生進行數學實驗，讓學生在紙板中任意裁剪一個三角形，然后量取三角形三個角的度數并分析度數的關系，鼓勵學生在小組內部合作分工。教師可以利用多媒體展示紙板裁剪拼接法以及幾何證明法，適當點撥學生、啟發學生，讓學生能夠得出正確的結論。

三、信息時代初中數學實驗教學路徑

數學實驗的價值顯而易見，教師應抓住有利時機靈活滲透實驗內容，為學生創造實驗機會，拉近學生與數學知識的距離。

（一）設計制作性實驗，培養學生動手能力

制作性實驗操作性較強，是一種運用設備、儀器，根據具體的實驗目的，在人工控制的條件下觀察和研究自然現象的實驗形式。這種實驗離不開學生的協作互動和動手操作。教師需要做好課前準備工作，科學分類并篩選實驗素材，結合具體的數學學習內容精心設計實驗任務，鼓勵學生動手操作，帶著任務學習數學知識，形成良好的動手操作能力。與其他的數學實驗相比，制作性實驗的訓練作用更為明顯，在初中數學中非常常見。教師應高度關注學生的學習興趣，根據學生的認知偏好和年齡特點設計實驗，讓學生能夠全身心投入數學實驗中。在設置實驗任務時，教師應設計具體可行的操作要求，與學生共同協商和規劃操作流程，讓學生能夠理順思路，按照實驗要求自行完成實驗任務，順利進入實驗環節。比如在開展以“圖形的全等”為主題的數學實驗時，教師可以提供給學生白紙和剪刀，讓學生自由設計和折疊，剪裁出多種幾何圖形，然后分析和判斷圖形的重疊情況，確保學生能夠在動手操作及合作互動中自主應用材料，認識數學事物和數學現象，分析數學現象之間的邏輯關系和前后變化。在教師的指導下，學生全程參與實驗操作環節并自行制作幾何圖形，通過對圖形重合的理性判斷來分析圖形的全等情況。教師則可以利用多媒體信息技術動態展示多種剪裁方法，刺激學生的視覺，培養學生的空間思維能力。學生將自己的剪裁方法與視頻中的剪裁方法相對比，分享自己的心得體會，總結全等性質和判斷方法。

（二）設計模擬性實驗，培養學生綜合能力

模擬性實驗是一種在人為控制研究對象的條件下，通過模擬相關情境和實驗條件，根據觀察結果進行推論的實驗形式。初中生對模擬性實驗非常感興趣，能夠充分發揮想象力和創造力。教師需要結合教學節奏以及重難點知識精心設計模擬性實驗，培養學生的綜合能力。教師需要以多媒體為輔助，逐步優化模擬實驗的任務和內容，給予學生自主觀察和探索的機會。比如在開展“軸對稱的性質”的探索性實驗時，教師可以進行簡單的示范，先拿出一張白紙并對折，然后扎出一只“蝴蝶翅”，將紙打開，學生會發現一只“蝴蝶”，形成了軸對稱圖形。在細致觀察和深入分析的過程中，學生能夠體會軸對稱和軸對稱圖形的區別和聯系，激發探索欲。教師接著讓學生拿出一張方格紙隨意畫出圖形以及一根線，在另一邊畫出對稱圖。學生感覺無從下手，教師可以利用多媒體動態演示具體的繪畫流程，幫助學生掌握實驗操作要領。這種直觀生動的實驗形式能夠掃清學生的認知障礙，減輕學生的理解壓力。學生在學習興趣和求知欲的驅動下自主分析實驗知識原理，不再一知半解、囫圇吞棗。

（三）設計思維性實驗，培養學生觀察能力

思維性實驗是指通過邏輯推理、產生靈感以及數學演算發現數學規律的實驗形式。思維性實驗是比較特殊的教學活動，簡單易操作，對實驗器材的要求較低，學生不需要進入實驗室，只需要在教師的指導下自主分析實驗設計，靈活利用數學公式、定理以及定義探索新知，獨立完成學習任務。教師需要扮演學習顧問的角色，精心篩選思維性實驗，引導學生細心觀察、認真揣摩，逐步建立數理關系，深入理解學科知識并形成系統認知。實驗內容的深度分析及理性研究是第一步，教師應結合基本學情和教情篩選與數學實驗密切相關的內容，利用現代信息技術設置實驗情境，讓學生深入感知情境并探索新知。比如在圍繞“勾股定理”開展數學實驗活動時，教師可以利用多媒體展示動態視頻，通過現代信息技術中的復制以及粘貼功能演示勾股定理的證明過程，鼓勵學生認真思考、細心分析及自主推理數學原理，嘗試利用數學語言介紹推理的過程。在思維性實驗中，學生的注意力比較集中，能夠觀察動態圖形的拼接情況和原理推理過程，可以活躍課堂氛圍。趁熱打鐵播放“注水實驗”視頻，進一步驗證勾股定理，引導學生認真觀看、深度思考。

（四）設計探索性實驗，培養學生創造能力

探索性實驗是指在開展開創性研究工作前，為了探索未知現象及事物的規律、性質進行的實踐活動。探索性實驗對幫助學生建立學科認知和掌握學科知識有重要作用，能夠培養學生的探索精神、思維能力和觀察能力。教師可以結合學生的課內外表現，通過探索性實驗培養學生的創造能力，幫助學生建立數學認知。簡單的探索性實驗能夠在第一時間吸引學生的眼球，教師需要整合處理具體的實驗操作條件，將課堂歸還給學生，讓學生自行設計和個性化操作，通過動腦動手動口逐步形成良好的實驗認知。為了保障最佳的探索性實驗教學效果，教師需要深入分析具體的教學內容，精準定位實驗目的，設計實驗任務，讓學生能夠欣然接受并沉下心來認真研究、深度分析，通過實驗操作逐步形成數學知識結構。比如在開展“利用三角形全等測距離”的實驗活動時，教師可以設計探索性實驗，提供給學生20米的軟尺，讓學生自主測量寬度超過20米的水池，得出水池兩邊指定位置的距離。在實驗之初，學生可能頻頻碰壁，教師可以用多媒體建立水池的動態三維模型，彌補學生在空間想象力上的不足，讓學生調用個人的生活經驗，分析和思考具體的計算方法。教師還可以讓學生自由分組，在小組內部合作分工，自行計算測量結果，然后在課堂中展示學生的實驗成果，客觀評價學生的實驗操作情況，分析學生的點滴進步并表揚學生的出色表現。探索性實驗過程中，每一個學生都能夠充分發揮個人的特長，主動經歷問題分析和解決的全過程，在探索求解的過程中掌握數學知識的來龍去脈，逐步形成獨立自主的學習習慣，實現舉一反三和高效吸收，也能培養合作意識，增進同學之間的友誼。

結語

在信息化環境下，初中數學教師需要轉變固有的教學認知，深度分析新課改對數學實驗教學提出的新要求，適當放慢教學節奏，靈活運用多種現代信息技術，讓學生能夠享受數學實驗學習的全過程。

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責任編輯：丁 蔚