淺談在初中數學課堂開展數學實驗論文
隨著社會的不斷進步，現代化信息技術越來越發達，教學條件有所提高，導致人們對數學學習的本質認識發生變化，一直隱身于象牙塔之中的數學，開始脫掉神秘的外衣，走到了學生的生活之中，成了生活的數學、實驗的數學、應用的數學。根據數學學科的特點和需要，數學實驗已更多地走進課堂并且贏得了越來越多的學生的喜愛，取得了很好的教學效果，是學生探求知識或獲取必要的感性認識的教學活動。同時，依托現代教育技術，數學實驗變得更易實現，探究性學習也顯得異彩紛呈。學生在不同的教學環境中其情感體驗是不相同的，通過數學實驗讓學生在動手中產生疑問，進而想去解決這些疑問，這無疑是集中學生注意力、激發學生學習動機的好方法。
數學實驗，指的是引導學生通過操作、實踐、實驗來進行探索學習的數學教學形式。目的在于提高學生學習數學的積極性，提高并培養學生對數學的應用意識，它不同于傳統的數學學習方式，它強調以學生動手為主的數學學習方式。在發達國家中，數學實驗已經成為常見的教學形式。有效數學學習活動不能單純地依賴模仿與記憶，動手實驗、自主探索與合作交流是學生學習數學的重要方式。隨著新課程的穩步推進，在數學教學中應進行大膽嘗試，通過實驗實踐教學真正實現“學生力所能及，教師讓之；學生力所難及，教師助之；學生力所不及，教師為之”的新課程理念。
例如：在講“直徑所對的圓周角是直角”這個定理時，我給每個學生一張紙，每張紙片上都有一個圓，假設不知道圓心，問學生：“誰能利用三角板找到這個圓的圓心？”通過動手實驗，有的學生說：“只要找到兩直徑的交點就好了。”我緊接著問：“那么直徑怎么找呢？”進一步實驗，學生會發現：三角板直角的頂點在圓周上，兩條直角邊與圓的交點連起來就是直徑。最后老師問：“這個實驗說明了什么道理？”學生的思維會馬上回到本節課講的內容上，進而對這個定理印象深刻。在上述教學過程中，問題一提出學生積極性就被廣泛地調動起來，都拿著三角板躍躍欲試，很自然就會把學生引入到愉快的學習情境中去，沉浸在對問題探討交流的過程之中。
根據皮亞杰的活動內化原理，學生學習數學的有效途徑之一是讓他們去動手操作，通過設計的實驗，把抽象的理論具體化、直觀化、形象化，使學生通過動手、觀察、分析等活動，把數學知識內化，從而形成自己的知識結構。因此在數學概念、定理、例題教學和解題過程中，教師應該引導學生積極參與知識的發生發展過程，鼓勵學生動手、動腦、動口，讓他們在實驗中感受數學的價值，在學習中體驗獲取數學知識的愉悅和滿足，給他們表現自己才能的機會，使他們喜歡數學，逐步形成學習數學的熱情。
那么，教師怎樣開展數學課堂實驗并調控好整個實驗環節呢？根據自己和同事的實踐積累，我們要注意以下幾點：
一、數學實驗的目的要明確
1.清楚
教師在備課時，就要反復琢磨教材，圍繞教材內容，教學目標和教學的重、難點精心設計實驗問題。在教學過程中，可將問題板書在黑板上，使學生明白為什么要動手做這個實驗，實驗的目的是什么，才能在實驗過程中有的放矢。實驗要有利于教學目標的實施和及時反饋，擺脫隨意性和盲目性。
2.扼要
數學實驗受時間限制，受講授環節的深化，不可能解決許多問題，因而必須突出重點。至于它復雜的變形深挖或與其他知識的混合運用，則可留到講授時具體解決。
3.適度
實驗題要根據學生的知識和能力基礎、心理和年齡特征，達到學生能接受、能操作的難度，符合學生的認知水平。只有這樣才能激發學生積極探索知識及思考和解決問題的興趣。
4.時宜
數學隨堂實驗的時間可以根據具體講授的內容搭配的小實驗來決定，可以是在新課一開始起到設疑引入、激起學生興趣的作用；也可以在講授新知時，設計小實驗、小問題，學生通過自己的能力獨立完成或通過互相交流、探究得到新知，使之印象深刻；也可以將實驗安排在下課前的幾分鐘，起到鞏固復習新知的作用。在具體的操作時間上，可以是幾分鐘時間，也可以是半節課時間，根據具體教學需求靈活控制調節，達到提升課堂教學效果的目的。
比如，在講授“三角形的內角和”時，讓每個學生提前準備好三角形紙片，課堂上讓學生分別測量三角形的三個內角的度數，并計算出三個內角度數之和，通過同組進行比較，學生會發現雖然每個人的三角形形狀有所不同，有的是銳角三角形，有的是鈍角三角形，有的是直角三角形，但是測量的三個內角之和都是180°；然后讓學生將三角形的其中兩個內角剪下來，和第三個角拼在一起，發現它們能組成一個平角，從實踐中總結出三角形的內角和為180°，使學生享受到發現的快樂，獲得了直觀的感性認識，為下一步總結出證明“三角形內角和定理”的輔助線作法（本課難點）做鋪墊。這樣做，既調動了學生的積極性，又起到了啟發、幫助學生理解概念性質、解決疑難問題的作用，有利于學生的身心健康，使他們親身感受到成功的喜悅，較好地挖掘了自己內在的創造力，最大限度地發揮了自身各種智力、非智力因素。
二、數學實驗的環境要好（4人一組為宜），紀律要嚴明
1.方便
按座位前后位置，轉身即可實驗操作，易集中，便于交流和互通有無，也便于控制節奏，節省時間。
2.相容
同學之間彼此易于接受，不受其他因素干擾，使學生真正進入角色，手、眼、腦并用，進行有目的的探索活動，便于實驗操作順利進行。
3.均勻
面向大多數，照顧到好、中、學困各類學生，每組有“小組長”，各類學生都能各得其所，同時各小組之間的學生情況也盡可能要均衡。
4.規范
實驗操作時，一般是小組輪流發言，其他同學補充、修正、歸納。但有時根據教材內容的具體特點，使用同位二人切磋，或全班性集體討論。必要時教師可在一旁適時地鼓勵、引導，使學生樹立信心，不懂就問，學會思考，主動探求知識。
比如在“去括號與添括號”中，我先在黑板上給出了一個題目：7-（3+5）+（4-6）-1，將學生分成兩組進行計算，一組同學先計算括號內的，然后再算結果，另一組同學嘗試去掉括號后再計算，當我公布正確答案后，顯然第二組同學的正確率比第一組低，那么問題出在哪里呢？這時很多同學都意識到問題出在去括號的時候，那么這個括號應該怎么去呢？這樣就激起了學生的求知欲，我就將學生分成4人一組，討論怎么去括號，要注意什么。討論結束后每組推薦1人闡述本組的觀點，最后在我的引導下一起歸納出了去括號法則。這堂課在我和學生的合作下完成得很順利，基本上以學生討論歸納為主，充分調動了他們的主人翁意識，培養了學生的探究精神，營造了和諧主動的課堂氣氛，為學生順利接受新知識奠定了良好的基礎。
三、數學實驗要有靈活的方式方法
1.引導法
實驗進行時學生可能會出現離題現象，操作或討論的.話題越扯越遠，這時教師應及時將其引導到正題上。例如：在讓學生分小組觀察溫度計討論數軸的三要素時，有的小組將話題扯到了溫度計的構造上，這時教師就應該及時把話題引導到討論題上。
2.點撥法
在數學實驗步入正軌后，由于學生思考的問題比較膚淺，對于似是而非的概念問題，學生易固執己見，爭論不休，教師就應該適時進行有效點撥、引導，使學生積極主動，腦、口、手并用，及時修正自己的思路，通過自主探索、合作交流去解決問題。
3.拓展法
對于有啟發性的實驗，教師應拓展學生的思路，引導學習小組之間互相提問、解答、反問，這樣能突出教材的重點和難點。此時扮演總指揮角色的教師就應特別注意學生的信息反饋，對的、錯的、不同見解統統儲存起來，為畫龍點睛、深入啟發做準備。
又如，在講到“等腰三角形的性質”時，讓學生準備了一張白紙和一把剪刀，要求學生用剪刀剪出一個等腰三角形來，學生略思索后紛紛動手，隨意叫一個學生上講臺演示（可叫平時成績中下的學生），把白紙對折，一剪刀剪出一個直角三角形，展開即得一個等腰三角形。又讓其他同學剪出一個鈍角或等腰直角三角形，并思考等腰三角形的底角有什么性質，怎樣證明。在剪的過程中，學生領悟到要把新知識轉化為前面所學的全等三角形，很快可以找到添加底邊上的高、底邊上的中線或頂角平分線等三種證明方法。因為找到了與課本上不同的證法，學生十分興奮，積極性就被廣泛地調動起來了，增強了學生學習幾何的興趣和信心，他們也一定會認為幾何并不是枯燥無味的，其實很有意思，也自然會越來越喜歡幾何。我們在課堂教學中應該適當地讓學生經歷科學探究過程，學習科學探究方法，培養學生的實踐能力以及創新意識。在課堂上可以讓學生探究體會實驗操作的過程，體驗探究實驗中的快樂和成就感，提高學生動手操作的能力和分析解決問題的能力，培養學生對未知事物的探索精神。通過探究實驗充分挖掘學生的潛能，培養學生的創造能力。
總之，在數學教學中應當恰當地引入數學實驗，讓學生參與數學知識的構建過程，親歷探索知識的樂趣，幫助他們在自主探索和合作交流中真正理解和掌握基本的數學知識與技能、數學思想和方法。
讓學生在動手實驗中產生疑問、得出結論，是集中學生注意力，激發學生學習動機的好方法。教師在引導學生進行數學實驗的過程中，要盡可能全面、準確地觀察學生的動態，了解學生的想法，指導學生的操作，有目的、有計劃地深入學生的課堂實驗操作，從中獲取足量的反饋信息，并且對實驗過程中出現的偏差、錯誤給予及時評價和糾正。學生和教師雙方在實驗環節里始終保持交流的暢通，達到教學雙方協調、同步，從而推動學生的認知活動不斷向更高水平發展，最終達到培養學生創新精神和實踐能力的目的。
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