試談初中數(shù)學(xué)實驗工具的利用

江蘇省徐州市第三十一中學(xué) 戚曉明

數(shù)學(xué)是實驗性、實踐性很強的學(xué)科。教學(xué)中，教師應(yīng)改變傳統(tǒng)灌輸知識的方法，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)、形成的過程，讓學(xué)生通過親自動手“做數(shù)學(xué)”參與到知識的探究活動中。而在教學(xué)過程中恰當(dāng)使用實驗工具，可以提高學(xué)生的參與度，提高數(shù)學(xué)活動的水平。實驗工具的工具，一般是實物體的工具，也包括信息技術(shù)工具等。實物體的工具的運用以自制工具為主，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)領(lǐng)域，培養(yǎng)實踐能力，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新精神。

一、運用實物工具，提高實驗的參與性

新課改倡導(dǎo)學(xué)生的自主參與、主動構(gòu)建，倡導(dǎo)探究模式的開展，突出學(xué)生的主體地位，提高學(xué)生的參與度。實驗活動的開展也不例外。實驗活動的開展，工具是載體，是原料。實驗工具生活化、豐富性，是學(xué)生提高參與度的基礎(chǔ)。因此，實驗活動的開展時，可以運用實物工具，提高實驗活動的參與性，讓每一個學(xué)生都能有實驗的機會，從而提高課堂的參與率，促使每一個學(xué)生投入到實驗活動中。

實物工具，簡言之，就是運用學(xué)生身邊觸手可及的物體而進行實驗活動的工具。因為這類工具是學(xué)生生活中司空見慣的，所以實物為主的實驗工具能滿足多數(shù)學(xué)生動手操作的需求。如《等可能性》的探究實驗活動的開展時，實驗工具的運用可謂唾手可得。如“拋硬幣”的實驗，硬幣是不可或缺的工具，而這個工具每一個學(xué)生都容易得到，教師給準備也不是難事。對于這個實驗活動的開展，除了“硬幣”這個“質(zhì)地均勻”的工具之外，還需要“質(zhì)地不均勻”的實物作為實驗的工具，這類工具更為普遍和常見，如“大頭釘”“圖釘”等，在活動開展前，教師可以提出問題：探究“等可能性”試驗活動時，你會選擇“硬幣”還是“圖釘”？為什么？這樣不僅培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，也發(fā)展了學(xué)生的思維能力、發(fā)展創(chuàng)新能力。

“等可能性”的實驗時，還可以鼓勵學(xué)生做“投骰子”“擲正方體”“擲長方體”“抽撲克牌”等活動，這些活動的展開中，“骰子”“正方體”“長方體”“撲克牌”等工具都觸手可及，這些工具的運用增大了學(xué)生活動的范圍，提高了學(xué)生的參與度。游戲的開展，讓學(xué)生“做中學(xué)”“玩中學(xué)”，促進學(xué)生借助于生活經(jīng)驗和實物工具感受數(shù)學(xué)實驗的公平性，發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思想——對比分類、建構(gòu)概念、歸納總結(jié)，從而提升學(xué)生的動腦、動手的綜合能力，全面發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。同時，實物工具的運用也為實驗活動的開展提供便利、增強生動性，讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)實驗就在身邊，從而強化了學(xué)生探究實驗的意識，提高實驗?zāi)芰Α?/p>

二、運用自制工具，提高實驗的實踐性

初中數(shù)學(xué)實驗工具，大部分教師采用自主開發(fā)、鼓勵學(xué)生自制的方法。自制工具可以解決實驗室工具數(shù)量不足、種類不全的弊端，此外，自制工具本身也是提高學(xué)生操作能力的主要途徑之一，將實驗和制作完美結(jié)合，增加實驗的實踐性，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和發(fā)散思維能力。

如探究銳角三角函數(shù)的增減性、驗證圓柱體的三視圖等時，需要用到的工具有演示器、模型等，而實驗室不可能有幾十個演示器和模型，沒法讓每一個學(xué)生參與到實驗中。此時，課前鼓勵學(xué)生自制演示器、圓柱體三視圖模型等，可以有效緩解因工具不足而學(xué)生參與度低的現(xiàn)象，自制工具可以提高學(xué)生的參與度，提高課堂效果。自制工具，取材容易、容易制作，造價低、安全可靠等，便于學(xué)生制作，更利于激發(fā)學(xué)生的欲望。

自制工具應(yīng)本著實用、材料豐富等原則，否則，材料困乏，不論是教師制作還是學(xué)生制作，都會帶來一定的麻煩，學(xué)生也會因此而降低興趣，減弱熱情，從而降低課堂效率。

此外，自制工具應(yīng)真正發(fā)揮其應(yīng)有的作用，如果課前學(xué)生花了時間和精力而制作了工具，而在課堂教學(xué)中沒有用到，忽視實驗活動的開展，不僅不利于數(shù)學(xué)有效教學(xué)的構(gòu)建，也讓學(xué)生對自己的勞動成果貶值，再次讓其自制實驗工具時，多數(shù)學(xué)生就會“偷懶”，從而降低學(xué)生的主動性，給教學(xué)的有效性造成阻礙。如“相似三角形”的教學(xué)時，教師課前制作兩個相似三角形，并標(biāo)注好對應(yīng)的部分，鼓勵學(xué)生制作兩個相似三角形，并記住兩個三角形中的對應(yīng)的部分，從而掌握相似三角形的概念和特點。

自制工具或者數(shù)學(xué)模型在培養(yǎng)學(xué)生動手能力的同時，有助于學(xué)生掌握數(shù)學(xué)知識，為數(shù)學(xué)課堂注入了新鮮活力。

三、運用媒體工具，提高實驗的有效性

初中數(shù)學(xué)實驗課以及實驗活動的開展，從使用的實驗工具的不同上可以分為動手實驗和多媒體實驗。前者是借助于簡單的實物工具、自主工具而進行的實驗，后者就是借助于多媒體，以一些常用軟件而進行的實驗。兩者的共同目的是培養(yǎng)學(xué)生的操作能力、觀察力、分析力、歸納能力等，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。數(shù)學(xué)教學(xué)中，除了帶領(lǐng)學(xué)生用實物工具進行實驗外，鼓勵學(xué)生運用多媒體工具進行實驗，也是行之有效的方法。

如“中點四邊形”的教學(xué)時，教師可以利用觸控手持設(shè)備hp 圖形計算器，畫出形狀可以改變的普通四邊形和特殊四邊形，如長方形等，分別做出對角線相等、垂直的中點四邊形。讓學(xué)生通過動手操作改變四邊形的形狀，并觀察、猜想、證明，得出任意四邊形的中點四邊形的形狀，并猜想中點四邊形和原來的四邊形有哪些相同與不同之處。這個實驗難度較大，用實物工具難以完成，借助于媒體工具，降低實驗的難度，提高實驗的有效性。

總之，近年來，隨著新課改的深入及素質(zhì)教育的深化，數(shù)學(xué)實驗引起關(guān)注。通過實驗、操作，為學(xué)生提供探究數(shù)學(xué)知識、發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律、解決問題的平臺，從而活躍學(xué)生思維，凸顯學(xué)生的主體地位，更好地激發(fā)興趣，發(fā)展學(xué)生的綜合素養(yǎng)，成為樂學(xué)、善思、主動探究的學(xué)習(xí)者。