初中數(shù)學(xué)實(shí)驗的理論研究與實(shí)踐操作探究

甘肅省平?jīng)鍪袥艽h高平中學(xué) 王永杰

由于新課標(biāo)對于初中教育教學(xué)提出了新的要求，學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)方面越發(fā)受教師的關(guān)注、重視。然而因為初中數(shù)學(xué)自身理論性強(qiáng)等因素，教師想要在課堂中有效進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)有一定阻礙，實(shí)驗教學(xué)效果也不佳。因此，想要使初中數(shù)學(xué)實(shí)驗教學(xué)效果能進(jìn)一步提升，教師應(yīng)該明晰初中數(shù)學(xué)實(shí)驗教學(xué)的本質(zhì)，在進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)時要選擇與學(xué)生現(xiàn)有知識儲備相適應(yīng)的實(shí)驗，如此才能利用合理的實(shí)驗教學(xué)使學(xué)生的實(shí)踐能力得到有效提升。

一、關(guān)于初中數(shù)學(xué)實(shí)驗教學(xué)

初中數(shù)學(xué)教師對于實(shí)驗教學(xué)的理解可以從兩方面來看。第一個方面便是教師在進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)時需要以理論知識、數(shù)學(xué)中心思想為主來引導(dǎo)學(xué)生，盡可能使用簡單的物體揭示深奧、抽象的數(shù)學(xué)知識，使學(xué)生能夠理解其中的邏輯關(guān)系，能夠?qū)?shù)學(xué)知識充分理解并加以把握。第二個方面便是以數(shù)學(xué)思維為主來開展實(shí)驗教學(xué)，對于實(shí)驗中所要進(jìn)行的操作與流程進(jìn)行科學(xué)合理設(shè)計，以此來得出正確的理論結(jié)果。這個過程也可以認(rèn)為是緊密實(shí)踐與理論的有效途徑，能夠使學(xué)生的綜合能力得到長足提升。

二、初中數(shù)學(xué)實(shí)驗類型

初中數(shù)學(xué)操作性實(shí)驗指的是客觀實(shí)物上的數(shù)學(xué)實(shí)驗，通常是一些數(shù)學(xué)教具或?qū)嵨锬Ｐ?。借助客觀實(shí)物來論證其中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)關(guān)系和數(shù)學(xué)規(guī)律，能夠起到化抽象為具體的作用，幫助學(xué)生降低理解門檻。思維性實(shí)驗指的是建立在實(shí)物模擬下的數(shù)學(xué)思考，如勾股定理、求三角形的外角、圓周角與圓心角之間的關(guān)系等。計算機(jī)模擬實(shí)驗在初中數(shù)學(xué)實(shí)驗中涉及得并不多，但大都是抽象性很強(qiáng)、理解難度較大的數(shù)學(xué)實(shí)驗，如利用計算機(jī)模擬拋物線、模擬圓的軌跡方程等。

三、提升初中數(shù)學(xué)實(shí)驗教學(xué)效果的策略

（一）轉(zhuǎn)換教學(xué)模式，提供學(xué)生實(shí)操機(jī)會

在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，想要使學(xué)生真正、有效投入學(xué)習(xí)，令教學(xué)效果切實(shí)提升，不僅需要教師進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗，還需學(xué)生與教師共同參與。在傳統(tǒng)教學(xué)中，一般是由教師全權(quán)掌握教學(xué)，大部分時間都由教師進(jìn)行講解，留給學(xué)生在課堂上實(shí)踐的時間沒有多少。學(xué)生身為教學(xué)的主體，其主體地位卻不能凸顯，師生在教學(xué)中的關(guān)系不對等，由此導(dǎo)致學(xué)生對于數(shù)學(xué)知識的理解較淺而無法充分應(yīng)用知識。因此，想要有效進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)，教師必須提供給學(xué)生實(shí)操的機(jī)會，讓學(xué)生高度參與實(shí)驗過程，積極進(jìn)行動手實(shí)驗，進(jìn)而對數(shù)學(xué)原理有更透徹的理解，提升教學(xué)效果。

（二）引入新課標(biāo)教學(xué)理念，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

由于社會需要、人才發(fā)展需要對于教育提出的新要求，教師應(yīng)對傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式做出改變，使其更加適應(yīng)學(xué)生活潑好動的特點(diǎn)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的目的。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師給予學(xué)生的思考空間不夠，大部分的解題思路教師已經(jīng)給學(xué)生指出，學(xué)生在課堂上只需要遵循教師的指引。長此以往，學(xué)生在面對教師沒有教授過的難題時，便不能發(fā)散其數(shù)學(xué)思維，解答出正確答案，不利于學(xué)生數(shù)學(xué)實(shí)際應(yīng)用能力的發(fā)展。因此，初中數(shù)學(xué)教師應(yīng)培養(yǎng)好學(xué)生的自主探究能力，利用好數(shù)學(xué)實(shí)驗教學(xué)，使學(xué)生能夠積極地通過實(shí)驗得出結(jié)果。比如教師在教學(xué)新人教版七年級下冊第五章“平移”相關(guān)知識時，可以令每位學(xué)生帶一副三角板到課堂中，讓其隨意繪制多邊形然后將其進(jìn)行左移2 厘米、下移3 厘米的操作，讓學(xué)生在實(shí)際動手中體會平移的概念，培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念，進(jìn)而使學(xué)生的實(shí)踐能力得到提升。

（三）注重過程教學(xué)，化抽象為具體，化繁雜為簡單

數(shù)學(xué)實(shí)驗在初中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中的有效應(yīng)用能夠?qū)⒊橄?、深奧的數(shù)學(xué)公式、數(shù)學(xué)規(guī)律、數(shù)學(xué)原理或數(shù)學(xué)思想轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)可感的數(shù)學(xué)現(xiàn)象，從而直接地呈現(xiàn)在學(xué)生的面前，幫助學(xué)生降低理解門檻，促進(jìn)學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的消化和吸收。例如：在學(xué)習(xí)多邊形的內(nèi)角和及其邊數(shù)之間的關(guān)系這部分內(nèi)容時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行如下實(shí)驗：

（1）首先，讓同學(xué)們自己準(zhǔn)備幾個不同的多邊形形狀的紙片，如四邊形、五邊形、六邊形、七邊形；

（2）其次，給同學(xué)們提供一個預(yù)先設(shè)計好的實(shí)驗數(shù)據(jù)記錄表，表格樣式及其內(nèi)容如下：

多邊形的邊數(shù)能夠剪成的三角形的數(shù)量多邊形內(nèi)角和4 2 360°5 6 7……n

（3）再次，讓學(xué)生將不同的多邊形紙片剪成幾個三角形，然后填寫完表格，所得結(jié)果如下：

多邊形的邊數(shù)能夠剪成的三角形的數(shù)量多邊形內(nèi)角和4 2 360°5 3 540°6 4 720°7 5 900°…… …… ……n n-2 180° (n-2)

這是一個思維和操作相結(jié)合的數(shù)學(xué)實(shí)驗，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，通過動手實(shí)驗，對多邊形的邊長與內(nèi)角和之間的關(guān)系進(jìn)行歸納演繹，最終由特殊上升到一般性，總結(jié)出多邊形邊數(shù)與其內(nèi)角和之間存在的數(shù)量關(guān)系。這樣一來，在教會學(xué)生必備的數(shù)學(xué)規(guī)律的同時，還訓(xùn)練了學(xué)生的動手操作能力、歸納推理能力，并且滲透了數(shù)學(xué)思想中的“特殊與一般思想”，這對于優(yōu)化學(xué)生的知識體系、全面提升學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)大有裨益。

（四）鼓勵學(xué)生，令其積極創(chuàng)新實(shí)驗

開展數(shù)學(xué)實(shí)驗時，應(yīng)以理論思想為基礎(chǔ)合理地進(jìn)行，在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新，可以令學(xué)生的觀察、自主探索等能力得到有效培養(yǎng)。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗流程的基礎(chǔ)上，積極創(chuàng)新已有數(shù)學(xué)實(shí)驗。比如在直角坐標(biāo)系的教學(xué)中，教師可以令學(xué)生多進(jìn)行不同坐標(biāo)系的建立，在此過程中進(jìn)行反思，并且將自身認(rèn)知結(jié)果記錄下來，以此提升學(xué)生對于空間概念的理解，發(fā)散學(xué)生的數(shù)學(xué)思維，提升學(xué)生的思維能力。另外，教師也可以令學(xué)生進(jìn)行分組合作，使學(xué)生提升團(tuán)隊合作意識，進(jìn)而提升學(xué)生的協(xié)同與合作能力。

四、結(jié)語

綜上所述，初中數(shù)學(xué)課程中有許多實(shí)驗，教師應(yīng)在理論的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生多動手進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗，令學(xué)生通過實(shí)驗驗證在數(shù)學(xué)中學(xué)習(xí)到的原理。初中數(shù)學(xué)教師在實(shí)際開展實(shí)驗教學(xué)之前，應(yīng)明晰實(shí)驗教學(xué)的本質(zhì)，如此才能更好地進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗教學(xué)，提升教學(xué)效果。