叶钟布
福建省大田县第五中学 366100
摘要：初中数学实验是教学过程中启发式教学思维的载体，同时也是学生学习将数学的理论应用于实践的媒介。初中学生通过课堂教学中的实验环节，深化自己的理论知识的理解，在实验的过程之中感知理论的应用，从而提升自身的数学素养。在教师的课堂教学环节中，教师需要结合实验教学的特点，为学生们提供实验的平台，由此可见，初中的数学实验能够提供给学生们将理论与现实紧密结合的平台，提升学生们的数学水平。
关键词：实验；探索；数学；素养
前言：开展初中数学实验当前除了理论教学之外最为快速的教学手段，不仅如此，此种教学形式对于提升学生的数学演算能力、数字推理能力、以及逻辑推理能力都有着十分重要的意义与作用，学生们借助“数学实验”，能够将书本的理论知识与实践能力二者相互融合与统一，进一步增强学生们的数学实验能力，激发学生们的思考能力，是学生们不仅仅在数学成绩上有所提升，而且让学生们获得数学技能。纵观全国范围内的初中数学实验教学，因为相当一部分的教师并没有重视数学实验的教学方式，对数学实验教学仅仅停留在书本的理论层面。因此，本文的目的在于借助数学实验，进一步激发学生们的数学兴趣，丰富数学教学的内容，将实验的思想渗透数学教学的过程之中，从整体上提升初中学生的数学素养。
一、数学实验提升提出的问题意识
初中数学实验与其他理工科目的显著性的区别在于，数学课程的侧重点在于利用学生们的教材，为学生们提供一定数量的习题，具体的教学环节就是让学生们在学习理论知识的同时，利用给出的例子对数学的公式进行推导与验证，从而让学生自己以实验探究为当前数学教学课程的重点，充分发挥学生们的主体性，这就是数学实验优势所在。数学实验能够能提供给学生们进行自我展示与小组成员交流的机会，让学生在数学实验的过程中，夯实自己的数学基础知识，增加学生们的实践环节。以“数形结合”为例题进行说明，当前的数学教材一改往日的教材编写的规律，充分考虑到学生们的接受程度，数形结合的例题能够充分拓宽学生们数学思考能力。我们先让学生了解一次函数和二元一次方程之间的关系，并结合“数形结合”的方法，让学生们利用直角坐标系中两条直线(不平行于坐标轴)的交点坐标与由两条直线的函数解析式所组成的二元一次方程组的解之间的关系，让学生明白利用工具的便捷性。此种方法的优势之处在于能够快速的解答数形结合的问题，为今后的数学教学打下坚实的基础。如图1-1；
图1-1 一元二次函数的两种类型
二、数学实验教学的基础策略
（一）利用数学实验创设探索情境，激发学生探索兴趣
课堂教学的导入环节，教师可以将课堂教学进行阶段性的划分，利用数学实验，创设探索情境，能够唤起学生们的学习热情，因此这就要求当前的数学实验的内容必须紧密结合教学内容，教师具体可以将本节课的教学目标与教学内容紧密结合，就能够充分调动学生们的课堂表现，从而增加学生们的实验环节的参与度。具体以教学案例进行说明，《多边的内角和与外角和》的课堂教学环节之中，教师在对学生进行教学的过程之中，首先需要借助硬纸板或者其他材料制作好的三角形（直角三角）、等边三角形、以及四边形等的图形呈现在课堂教学之中。课堂教学活动还未真正开始的时候，教师可以利用呈现的图形进行导入，具体就是先让同学们猜想三角形的三个角的总和？以及三个角的度数？进一步让学生们进行具体的实验，对其中的三个角的度数进行验证，以及三个角的度数总和。同理可知，多边形的内角和也可以利用同样的方法进行实验，这样能够增加学生们对实验教学的参与程度，从而提升学生的学习积极性。进一步向学生们引入列表的方式，对于三角形、四边形以及多边形的度数进行数据的统计，那么在此实验教学的环节中，教师以实验探究为基础，学生在实验的过程中对于自己的想法进行验证，最后进行小组合作，并根据自己列出的表，得出多边形的内角度数，并归纳出多边形的内角和公式。如图2-1；
图2-1 三角形与平行四边形
（二）将数学实验渗透于教学过程之中，提升高阶思维品质
皮亚杰的发生认识论的观点认为，需要将数学实验渗透入教学过程之中，这就是说“认识的心理发生并不是来自于父母的遗传，当然也不是自己后天的经历，而是来自主体的实践”。这充分说明数学知识与其他学科的显著性的区别在于，数学学科强调知识的递进性，也就是说只有在理论知识具备的前提下，在经过实验教学的环节之后，对所学的理论知识进行验证之后，大脑对于数学实验进一步渗透到教学的过程之中。因此，在探究过程中，教师需要利用数学实验，深化学生们对于知识的理解，能够树立学生们的高阶思维的品质。让学生经历数学知识的形成与应用过程，从而更好地解释数学概念以及相关公式，从而帮助学生们形成对于数学运算的基本能力，提升自己的数学知识的应用能力，能够从根本程度上帮助学生们建立学习数学的信心与决心，实验教学的方式能够为学生提供更为丰富的学习素材，能够为学生们搭建更为广阔的平台，从而让学生们深入理解数学的概念以及公式的应用，为学生的数学学习提供有利的条件。通过我们的再次讨论，发现当前数学教学并没有追根溯源，具体比如，在一个变化过程中有两个变量x与y，如果对于x的每一个值，y都有唯一的值与它对应，那么就说y是x的函数， x叫做自变量。
（三）课后开展数学实验，提升学生的探究能力
数学实验探究的时间不至于课堂教学的短暂时间，我们需要借助课下的时间，或者周末的时间引导学生开展数学实验，从而将数学实验的思维植根于数学的教学环节之中，根本上改变了学生的学习方式，使其实现自主学习。在数学实验的过程之中，教师需要结合学生们对于理论知识的掌握程度，进行探究性问题的设置，让学生们利用自己的课余时间对这些问题进行探究，引导学生在实验探究中提高自己的数学水平。例如，在《探索三角形相似的条件》的课堂教学环节中，教师针对“全等是特殊的相似”这一结论，能够对学生进行组织，将全等的证明与相似的证明进行对应，学生可以得出全等证明中的“SAS”对应相似，从而说明“两边对应成比例且夹角相等的两个三角形是相似的”；“SSS”对应“三边应成比例的两三角形相似”。比如，把两个三角形纸板拼在一起构成四边形，发现两个三角形内角和相加是360o。接下来，教师在方法二的基础上引导学生利用作辅助线的方法，连结四边形的对角线，把一个四边形转化成两个三角形。老师就会问学生，是否知道五边形的内角和吗?六边形呢?十边形呢?你是怎样得到的? 进一步探究五边形、六边形、十边形的内角和。学生分组讨论后进行交流(五边形的内角和)方法1：把五边形分成三个三角形，3个180o的和是540o。方法2：从五边形内部一点出发，把五边形分成五个三角形，然后用5个180o的和减去一个周角360o。结果得540o。方法3：从五边形一边上任意一点出发把五边形分成四个三角形，然后用4个180o的和减去一个平角180o，结果得540o。方法4：把五边形分成一个三角形和一个四边形，然后用180o加上360o，结果得540o。在四种方法的穿插使用之后，学生分组进行沟通，运用几何画板演示并验证得到的方法。得到五边形的内角和之后，同学们又认真地讨论起六边形、十边形的内角和。类比四边形、五边形的讨论方法最终得出，六边形内角和是720o，十边形内角和是1440o。如图3-1；
图3-1 多边形
结语
综上所述，通过对数学实验设计与教学，在一定程度上提升学生的观察的敏锐程度、逻辑推演、实验的能力，在课堂教学中利用数学实验，能够让学生们将课本教学的内容与实践紧密结合，深化初中学生对数学思想的理解，培养学生们的数学核心素养。作为初中数学教师，需要着力提升实验教学的实用性与效果，全面提升学生们的数学水平。
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