加强实验教学 提高教学效益——初中数学实验教学的认识

运用信息技术能准确、动态地表达数学问题，使得数学实验有了质的飞跃，其迅速的图文处理功能，使静态的数学知识表现为动态的求知过程，使学生乐意并有更多的兴趣投人到数学活动中去，让学生在现代信息技术手段中体验数学的神奇魅力。
三、数学实验教学的关键
　  根据近几年本人运用数学实验在教学实践中的探索、反思，通过有关的教学案例，就如何有效地开展数学实验教学，把握数学实验教学的关键, 谈以下几点建议：
1.实验重点，不可“顾此失彼”
目前，一些数学公开课过分追求“被观赏价值”，学生做数学实验操作只用手不用动脑，为什么？只是因为实验方案“得来全不费功夫”，学生只是充当了完美方案的表演者。例如在一节“平行四边形性质（人教版八年级下册）”的公开课中，老师的一重要探究内容是“让学生画一个平行四边形，再让学生度量边和角，让学生得出对边和对角相等的结论”。为什么只度量边和角？这样的探究，看起来学生亲自动手了，名义上是探究，实际上不过是戴了一个“探究活动”的帽子而已。其实对平行四边形性质的学习，是重视探究过程还是注重证明过程一直是数学教师讨论关注的话题，不过本人认为，由于在小学阶段，学生已经对平行四边形的有关性质有所了解，因此，这节课不应该把动手探究平行四边形性质过程作为一个重要内容处理，而是在回顾平行四边形性质的基础上，把教学重点放在对性质的证明上．通过对证明过程的理解，一方面可以提高学生数学几何推理能力，另一方面，可以渗透重要的数学思想---转化（把平行四边形转化为熟悉的三角形）。
2.实验过程，不应“一做了之”
在实验过程中，教师应为学生创设问题情境，使他们产生探究欲望，自主设计实验方案、自由选择实验材料，通过实验记录的汇报交流，产生不同实验方法的交流互补。例如，在数学活动（人教版九年级下册）“利用相似三角形计算那些不能直接测量的物体的高度”常规方法如下：

但有学生提出：如果测学校河对岸树的高度，怎么办呢？原来人到树的地面距离无法直接测量。学生先有了质疑产生的实验动机，才有了后面自觉的实验行为。果然一天后善于思考、勇于挑战的学生给了我一个详细的方案 [方案：图形如右，先在地上放一个镜子，然后后退一定的距离，直到从镜中刚好看到树梢顶，再把镜子往后放一定的距离，重复以上操作便可]。在这样一个类似科学探索的过程中，学生实验动机明确，兴趣高涨，动手实验，结合自己的思考，形成真正属于自己的想法，所以实验过程，不能“一做了之”，应鼓励学有余力的学生拓展和创新。数学实验中让学生积累感性经验很重要，但实验中的理性反思更为重要。
3.实验结论 ，不许“强人所难”
在数学实验过程中，我们不仅要关注学生在干什么，还要关注学生在想什么，毕竟走进课堂的学生并不是一无所知的，他们已经具有一些从实践中获得的生活经验。例如概率中“等可能性的实验结论”（人教版九年级上册）很简单：“掷骰子，得到每个数字的机会是一样的”。然而，这样的结论学生却不怎么认同——做了若干次实验之后，可能性并不相等呀？面对这种窘况，有些教师选择接近相等的数据“勉为其难”支持可能性相等的结论而让“掷骰子实验”草草收场，事实上，我们教师可采取如下的策略：从实际问题的解决引出“掷骰子实验”的方案→演示（抛一次），理论上论证可能性相等→试抛若干次，汇报结果，得到否定结论“可能性并不相等”→学生初析原因（次数太少）→再实验，试抛更多次→根据实验结果，思考相应数据,一再比较、体验从10次到100次到上万次的可能性的变化，学生终于恍然大悟：相等，在这个实验中，教师充分尊重学生的认识水平，不要数字化地对待实验结论，而是借助由少到多的实验次数统计，通过比较、思考让学生逐步体会到可能性相等的现象。更多情况下，实验中需要随时对数学方案进行调整、优化；实验后需要对实验结论进行分析、巩固，充分培养学生数学思维的严谨性和科学性。开展数学实验应当重视结论，但更应注重数学实验的过程和学生在实验过程中的感受和体验。
4.实验教具 ，不能“纸上谈兵”
教师在组织活动时既要考虑给予学生时间充分讨论，又要考虑教学进度和课时任务，教学中不免有些“束手束脚”的，教学时间也“捉襟见肘”，实验教具的高效使用不失为一种有效的解决方法。例如 “特殊四边形的判定”（人教版八年级下册）探索性数学实验颇多，设计如下教具：用螺丝把两根长短不等的细木条的中点固定，橡皮筋连接各端点，通过改变对角线夹角的大小或橡         图1
皮筋位置可分别探索验证出（1）对角线互相平分的四边形为平行四边形如图1；（2）对角线互相平分且相等的四边形为矩形如图2；（3）对角线互相平分且垂直的四边形为菱形如图3；（4）对角线互相垂直平分且相等的四边形为正方形如图4。当然教具不是越复杂越好,而是当教具的适用性正好符合学生的心理认识水平时,就会加快学生的认知速度,提高学习效率。                    

图2                          图3                       图4
5、实验障碍 ，不妨“个个击破”
在数学实验过程中，会遇到了一些困难。比如在实验活动时，性格开朗、表达能力强的学生会主动发言；而学困生往往成了听众，得到锻炼的机会就少，这部分学生应成为我们教师的重点关注对象，于是本人在教学中，组织学生按照性别、能力、守纪、性格等方面的差异组建相对稳定的合作学习小组，并要求组内同学互帮互助。又比如数学教学中要求学生自己进行数学实验，学生往往茫然不知所措，第一是短时间内学生难以设计出一套详细且行之有效的实验方案；第二是学生在实验中提不出问题，不善于质疑。为了克服这个问题，首先要做到在教学中无论是验证性实验还是探索性实验都尽可能给予学生身临其境的设计、猜想、探究、交流的机会；其次对数学实验的设计意图、设计内容、实验的操作过程、实验的知识总结都要有意识地增加学生的参与程度，培养学生的数学实验意识，从而保质保量地完成数学实验教学。
     综上所述，初中数学实验教学使课堂“活”起来了,缩短了学生和数学之间的距离，体现了素质教育的理念、体现了皮亚杰“建构主义”的现代教育的思想，符合数学教学的特点和规律，丰富了学生数学学习的模式,有效培养了学生的学习兴趣，提高学习效益。作为数学教师，我深信：每当我们从数学的本质特点和学生的认知特点出发，运用数学模型、几何画板模拟、探究过程演示,通过数学实验这种教学方式，帮助学生完善认知结构，培养学习兴趣、创新意识时，我们就把握了数学教育的核心。可以预见，随着课程改革的逐步深入，数学实验教学必将会以其在素质教育和创新教育中的独特的教育功能，在数学教育中呈现出旺盛的生命力, 为农村教育事业作出贡献。

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