初中数学实验的理论研究与实践操作探究

甘肃省平凉市泾川县高平中学 王永杰

由于新课标对于初中教育教学提出了新的要求，学生实践能力培养方面越发受教师的关注、重视。然而因为初中数学自身理论性强等因素，教师想要在课堂中有效进行实验教学有一定阻碍，实验教学效果也不佳。因此，想要使初中数学实验教学效果能进一步提升，教师应该明晰初中数学实验教学的本质，在进行实验教学时要选择与学生现有知识储备相适应的实验，如此才能利用合理的实验教学使学生的实践能力得到有效提升。

一、关于初中数学实验教学

初中数学教师对于实验教学的理解可以从两方面来看。第一个方面便是教师在进行实验教学时需要以理论知识、数学中心思想为主来引导学生，尽可能使用简单的物体揭示深奥、抽象的数学知识，使学生能够理解其中的逻辑关系，能够对数学知识充分理解并加以把握。第二个方面便是以数学思维为主来开展实验教学，对于实验中所要进行的操作与流程进行科学合理设计，以此来得出正确的理论结果。这个过程也可以认为是紧密实践与理论的有效途径，能够使学生的综合能力得到长足提升。

二、初中数学实验类型

初中数学操作性实验指的是客观实物上的数学实验，通常是一些数学教具或实物模型。借助客观实物来论证其中蕴含的数学关系和数学规律，能够起到化抽象为具体的作用，帮助学生降低理解门槛。思维性实验指的是建立在实物模拟下的数学思考，如勾股定理、求三角形的外角、圆周角与圆心角之间的关系等。计算机模拟实验在初中数学实验中涉及得并不多，但大都是抽象性很强、理解难度较大的数学实验，如利用计算机模拟抛物线、模拟圆的轨迹方程等。

三、提升初中数学实验教学效果的策略

（一）转换教学模式，提供学生实操机会

在初中数学教学中，想要使学生真正、有效投入学习，令教学效果切实提升，不仅需要教师进行数学实验，还需学生与教师共同参与。在传统教学中，一般是由教师全权掌握教学，大部分时间都由教师进行讲解，留给学生在课堂上实践的时间没有多少。学生身为教学的主体，其主体地位却不能凸显，师生在教学中的关系不对等，由此导致学生对于数学知识的理解较浅而无法充分应用知识。因此，想要有效进行实验教学，教师必须提供给学生实操的机会，让学生高度参与实验过程，积极进行动手实验，进而对数学原理有更透彻的理解，提升教学效果。

（二）引入新课标教学理念，培养学生自主学习能力

由于社会需要、人才发展需要对于教育提出的新要求，教师应对传统学习模式做出改变，使其更加适应学生活泼好动的特点，达到培养学生自主学习能力的目的。在传统教学中，教师给予学生的思考空间不够，大部分的解题思路教师已经给学生指出，学生在课堂上只需要遵循教师的指引。长此以往，学生在面对教师没有教授过的难题时，便不能发散其数学思维，解答出正确答案，不利于学生数学实际应用能力的发展。因此，初中数学教师应培养好学生的自主探究能力，利用好数学实验教学，使学生能够积极地通过实验得出结果。比如教师在教学新人教版七年级下册第五章“平移”相关知识时，可以令每位学生带一副三角板到课堂中，让其随意绘制多边形然后将其进行左移2 厘米、下移3 厘米的操作，让学生在实际动手中体会平移的概念，培养学生的空间观念，进而使学生的实践能力得到提升。

（三）注重过程教学，化抽象为具体，化繁杂为简单

数学实验在初中数学教学过程中的有效应用能够将抽象、深奥的数学公式、数学规律、数学原理或数学思想转化为现实可感的数学现象，从而直接地呈现在学生的面前，帮助学生降低理解门槛，促进学生对所学内容的消化和吸收。例如：在学习多边形的内角和及其边数之间的关系这部分内容时，教师可以引导学生进行如下实验：

（1）首先，让同学们自己准备几个不同的多边形形状的纸片，如四边形、五边形、六边形、七边形；

（2）其次，给同学们提供一个预先设计好的实验数据记录表，表格样式及其内容如下：

多边形的边数能够剪成的三角形的数量多边形内角和4 2 360°5 6 7……n

（3）再次，让学生将不同的多边形纸片剪成几个三角形，然后填写完表格，所得结果如下：

多边形的边数能够剪成的三角形的数量多边形内角和4 2 360°5 3 540°6 4 720°7 5 900°…… …… ……n n-2 180° (n-2)

这是一个思维和操作相结合的数学实验，学生在教师的引导下，通过动手实验，对多边形的边长与内角和之间的关系进行归纳演绎，最终由特殊上升到一般性，总结出多边形边数与其内角和之间存在的数量关系。这样一来，在教会学生必备的数学规律的同时，还训练了学生的动手操作能力、归纳推理能力，并且渗透了数学思想中的“特殊与一般思想”，这对于优化学生的知识体系、全面提升学生的数学学科核心素养大有裨益。

（四）鼓励学生，令其积极创新实验

开展数学实验时，应以理论思想为基础合理地进行，在初中数学教学中引导学生创新，可以令学生的观察、自主探索等能力得到有效培养。教师应引导学生在实验流程的基础上，积极创新已有数学实验。比如在直角坐标系的教学中，教师可以令学生多进行不同坐标系的建立，在此过程中进行反思，并且将自身认知结果记录下来，以此提升学生对于空间概念的理解，发散学生的数学思维，提升学生的思维能力。另外，教师也可以令学生进行分组合作，使学生提升团队合作意识，进而提升学生的协同与合作能力。

四、结语

综上所述，初中数学课程中有许多实验，教师应在理论的基础上引导学生多动手进行数学实验，令学生通过实验验证在数学中学习到的原理。初中数学教师在实际开展实验教学之前，应明晰实验教学的本质，如此才能更好地进行数学实验教学，提升教学效果。