發展核心素養的數學實驗課堂

河北省唐山市第四十九中學 朱靜軍

初中數學實驗教學雖然不是一門專項獨立課程，但是在初中數學教學中占據著極其重要的地位。數學實驗教學是對數學理論知識教學的有效補充，數學實驗能夠將深奧抽象的數學原理、數學規律形象、直觀地展現在學生面前，從而幫助學生降低理解門檻，帶領學生逐步體會理解數學規律的一般探究步驟，幫助學生學會解決問題的方法、思路，久而久之，便能夠促進學生數學學科核心素養的形成。各個初中數學教師要積極響應初中數學新教改理念的號召，以提升學生的學科核心素養為指導，結合學生的學習興趣、學習情況，采取恰當有效的教學策略。

一、初中數學實驗的意義及作用

1.化抽象為具體，降低學生的理解門檻

數學實驗和物理、化學實驗一樣，都是通過具體的實物來演繹其背后隱含的自然科學規律和原理。在初中數學課堂上有很多數學理論知識都可以借助于數學實驗，將其演繹得更加生動、形象，從而幫助學生降低理解門檻，促進學生對所學數學知識的消化與吸收。例如，在學習“軸對稱圖形”這部分內容時，教師可以先讓學生觀察一下我們的日常生活實際，讓學生自己總結一下哪些常見的圖形是軸對稱圖形。為了加深學生對“軸對稱”這一概念的理解，教師可以帶領同學們通過折紙、剪紙實驗制作出精美的軸對稱圖形。這樣通過親自動手實踐，要遠比教師單方面講授軸對稱知識更見效。

2.激發學生學習興趣，提高學生思維能力

教師在講解數學理論知識的同時，一定要注意理論與實驗的有機結合，這樣才更加有助于激發學生的數學學習興趣，從而引導學生深度思考、帶領學生深度學習。例如，在學習完“相似三角形”這部分數學知識后，學生對于相似三角形的概念、證明、性質都有了一定的掌握。這時，教師可以拔高難度，讓學生動手實踐，試著將一個三角形剪成兩個相似的三角形。這是對課本知識內涵與外延的深入挖掘與拓展，有助于培養學生的深度思維。

3.實現數學知識生活化教學

數學來源于生活，又高于生活。生活中由很多有趣的數學現象，當然，數學知識和數學原理也能夠用于解決生活中的一些問題。例如，在學習完三角函數以后，教師可以讓學生在中午課余時間，以小組為單位自主設計實驗，測量操場上旗桿的實際高度。這樣一來，學生就能夠切身體會到數學知識的實用性，也有助于學生知識遷移及運用能力的形成。

二、應用數學實驗提高學生數學學科核心素養的有效策略

1.生活化教學，激發學生的學習興趣

教師在安排設計數學實驗之前，一定要立足于生活實際，促進數學教學生活化，通過創設更多的生活化教學情境，幫助學生認識到數學知識的實用性，提高學生的知識遷移及運用能力。例如，在學習“數軸”這一抽象的數學概念時，要抓住數軸的三大基本構成要素，即“數軸原點”“單位長度”“正方向”。由于數軸是人們抽象模擬出來的數學模型，在現實生活中又無法找到真正的數軸。鑒于此，教師可以采用“觀察溫度計”這一生活化數學實驗，幫助學生理解數軸的概念，幫助學生更好地去理解數軸的三要素。首先，教師可以讓學生回家觀察溫度計，并用一只筷子做一個仿真的溫度計。在課堂上準備一只溫度計，讓學生把自制的溫度計與之對比，讓學生總結不完善的地方。此時，教師要向學生提問：“溫度計是否有刻度？刻度是否均勻？ 溫度計刻度的順序怎樣？溫度計上的刻度排列是否有方向性？”再將溫度計“0”刻度線比作“數軸原點”，將刻度線比作“單位長度”。如此一來，學生便能夠很好地理解數軸及其三要素的概念。

2.探究式教學，引導學生深入思考

以“多邊形的內角和”為例，筆者作了如下探究性實驗：

課前每組準備一把剪刀，給每組分發一組卡片，每組卡片包括四邊形、五邊形、六邊形等多邊形。

師：沿著對角線，可以把四邊形剪成2 個三角形，所以四邊形內角和為180×2=360°。那么可以把五邊形按對角線剪成幾個三角形？

生：3 個。

師：所以五邊形的內角和為？

生：180×3=540°

師：同樣的道理，六邊形呢？n邊形呢？

數學實驗是數學課程體系中不可或缺的重要內容，務必高度重視。各個數學教師既要立足于數學課本實驗，也要善于開發書本生成資源，積極聯系生活實際，取材于生活，使之更好地促進學生核心素養的形成。