數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐探究

陸海進(jìn)

初中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)對于大部分學(xué)生來說一直是枯燥乏味的學(xué)習(xí)任務(wù)，因?yàn)榕c小學(xué)不同的是，初中數(shù)學(xué)從具體到抽象，更多的要求學(xué)生的邏輯思維能力，將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題。而數(shù)學(xué)教師在講臺上滔滔不絕的講述數(shù)學(xué)理論知識，只會讓學(xué)生產(chǎn)生茫然無措的感覺，久而久之他們就對數(shù)學(xué)產(chǎn)生畏懼感、枯燥感與厭煩感，給教學(xué)水平的提高帶來很大的困難，更不用談什么高效課堂。在以學(xué)生為主體地位的前提下，教師在教學(xué)中恰當(dāng)?shù)匾霐?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生動手操作實(shí)驗(yàn)，去發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)問題，從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，體會知識形成的過程。

一、“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”的內(nèi)涵

所謂的“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”是為了幫助學(xué)生建構(gòu)某種數(shù)學(xué)理論，或檢驗(yàn)?zāi)硞€數(shù)學(xué)猜想，或解決某類數(shù)學(xué)問題，借助于一定的技術(shù)手段，通過對實(shí)驗(yàn)素材進(jìn)行實(shí)際操作來理解、解釋或建構(gòu)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)活動。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的是提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，提高學(xué)生對數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識并培養(yǎng)學(xué)生用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識去認(rèn)識問題和解決問題的能力。不同于傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方式，它強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方式，符合新課標(biāo)要求。

二、初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中恰當(dāng)?shù)匾霐?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)有以下優(yōu)勢

1.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生更真切的理解概念

每一個數(shù)學(xué)概念的產(chǎn)生都有豐富的知識背景，真正的理解和形成一個數(shù)學(xué)概念，必須明確這個數(shù)學(xué)概念的內(nèi)涵—對象的本質(zhì)屬性，學(xué)生真正的理解了，才能運(yùn)用自如。在教學(xué)活動中，學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，在教師創(chuàng)設(shè)的實(shí)驗(yàn)演示中，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，從實(shí)際背景中抽象出數(shù)學(xué)問題，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，體驗(yàn)概念的形成過程。

例如，在理解“自變量”“函數(shù)”“函數(shù)值”及“自變量的取值范圍”時，教師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：

一個小量筒中裝有10ml水，若每次向一個已裝有20ml水的大量筒倒入2ml水，則大量筒中的水量V（單位：ml）隨次數(shù)n（單位：次）的變化而變化嗎？這個問題中的變量是______，請把這個變化的數(shù)值記錄在表格中：

通過這個實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生經(jīng)歷函數(shù)概念的形成過程，從根本上揭示函數(shù)的本質(zhì)。實(shí)驗(yàn)過程也為學(xué)生提供思考與探索的空間，讓學(xué)生從實(shí)際問題中抽象出函數(shù)概念，從而更真切的理解概念。《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出動手實(shí)踐是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要方式，學(xué)生應(yīng)當(dāng)有足夠的時間和空間經(jīng)歷觀察、實(shí)驗(yàn)、猜測、計(jì)算、推理、驗(yàn)證等活動過程。

2.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

社會的快速發(fā)展讓廣大的教育工作者意識到，創(chuàng)新是當(dāng)下的主題思想，也是教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。創(chuàng)新的基礎(chǔ)是探究能力，而素質(zhì)教育明確指出要通過探究性學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，注重學(xué)生的實(shí)踐能力。在教學(xué)過程中，老師要發(fā)揮主導(dǎo)作用，正確引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生積極探究問題的興趣，使學(xué)生逐漸養(yǎng)成有探究意識的學(xué)習(xí)習(xí)慣。下面結(jié)合一個案例說說數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)對學(xué)生的探究能力的培養(yǎng)：

【案例】探索畫軸對稱圖形的對稱軸，教學(xué)中設(shè)計(jì)以下環(huán)節(jié)：

（1）在一張有笑臉的方格圖中作出笑臉的對稱軸；

（2）請學(xué)生回答是怎樣確定對稱軸的；

（3）若沒有方格，圖形僅在一張白紙上，你怎么確定它的對稱？同桌相互在透明的紙上作一個軸對稱圖形，然后互換，作對稱軸。

（4）若沒有方格，也不能折疊，怎樣確定對稱軸？

通過上述的實(shí)驗(yàn)操作，在探討圖形對稱軸作法時，理論由淺入深，讓學(xué)生自然地進(jìn)行逐步探究，思維層次逐漸上升，用已有的經(jīng)驗(yàn)去解決問題，樂在探究中，教師的作用被淡化，解決問題的方法是學(xué)生自己去探尋。

3.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)有效的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

興趣是學(xué)習(xí)最好的老師，當(dāng)人對一件事物產(chǎn)生興趣后，就有欲望去研究和探索它，如果學(xué)生對你講的數(shù)學(xué)知識不感興趣，老師只能唱“獨(dú)角戲”，學(xué)生也學(xué)不進(jìn)去，教學(xué)效果不理想，所以興趣的激發(fā)至關(guān)重要。青少年對很多事物充滿著成人無法理解的獵奇心，因此教師應(yīng)利用好學(xué)生的好奇心，引導(dǎo)學(xué)生做好數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。

例如，在“可能性”的教學(xué)中，老師先激趣問學(xué)生：“老師發(fā)現(xiàn)，隨意翻開數(shù)學(xué)課本，左邊的頁碼是偶數(shù)，右邊的頁碼是奇數(shù)，你們信嗎？”學(xué)生馬上產(chǎn)生興趣想一驗(yàn)真假，他們都不由自主的翻開書本試試，老師接著設(shè)計(jì)問題：每組都分有一個不透明的箱子，里面裝有1個紅球，5個黑球，第一次摸出的球一定是黑球嗎？能摸出藍(lán)球嗎？

學(xué)生就這樣一步步的在老師引導(dǎo)下，沒有等待知識的傳遞，積極主動的參與到課堂中來，帶著興趣去探究老師拋出的問題，并能通過實(shí)驗(yàn)去主動構(gòu)建知識。

4.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)讓個體得到發(fā)展的同時也帶動了團(tuán)體

為了便于實(shí)驗(yàn)的操作，在學(xué)生間創(chuàng)立學(xué)習(xí)小組，在小組中可以將個人思考的成果轉(zhuǎn)化為全組的共同認(rèn)識，在傾聽他人的觀點(diǎn)同時，提高了合作意識，有助于培養(yǎng)學(xué)生的合作精神，并且學(xué)生在合作過程中分工協(xié)作，動手操作、大膽交流，完善自我，提高了自身的探究能力，為了小組的進(jìn)步，以點(diǎn)帶面，在學(xué)習(xí)上互幫互助，取長補(bǔ)短，讓基礎(chǔ)不同的學(xué)生在數(shù)學(xué)上得到不同的發(fā)展。

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，要求老師精心的設(shè)計(jì)，實(shí)施者可以是老師、學(xué)生，也可以師生合作。形式可以多樣化，比如手工操作，電教輔助等。實(shí)驗(yàn)的工具既可以讓學(xué)生自制，老師準(zhǔn)備，也可以借助諸如生物、化學(xué)、物理等其他學(xué)科的器材來展開實(shí)驗(yàn)操作。學(xué)生要分好學(xué)習(xí)小組，完善小組體制，建立目標(biāo)多元、方法多樣的學(xué)習(xí)評價體系。

總之，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)就是讓學(xué)生去體驗(yàn)和感受，對于學(xué)生來說只有真正的體驗(yàn)和感受到教師的教學(xué)，教學(xué)才能順利進(jìn)行。它為我們的教、學(xué)生的學(xué)提供豐富的資源。更重要的是將數(shù)學(xué)的抽象性與學(xué)生的生活聯(lián)系起來，人人都能參與進(jìn)來，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)數(shù)學(xué)變得輕松起來。一個好的數(shù)學(xué)教育者應(yīng)當(dāng)在適當(dāng)?shù)膱龊显O(shè)計(jì)并利用適當(dāng)?shù)膬?nèi)容，讓學(xué)生參與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，體會知識形成的過程，是提高數(shù)學(xué)課堂有效性的一條全新思路。