核心素養視角下初中數學實驗教學分析與思考

談建青

[摘? ?要]數學是一門實驗性科學.數學教學不只是邏輯，還有實驗，數學實驗應由輔助教學模式、手段層面上升到課程層面，由教授知識上升到培養能力.數學教師在教學中應恰當地引入數學實驗，讓學生經歷“實際問題數學化——建立數學模型——解決問題”的過程，從而發展學生的數學思維，提升學生的數學核心素養.

[關鍵詞]核心素養;實驗教學;初中數學

[中圖分類號]? ? G633.6? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2019）11-0028-02

新課程背景下，初中數學教學模式發生了巨大的變化.數學課程的學習不只是為了升學考試，更是為了把數學本身的學科意義滲透到學生的思維品質、實踐操作和認知情感當中.因此，數學教師除了教學生知識外，還要去思考如何培養和提高學生的數學核心素養.數學實驗教學作為一種新型的課堂教學模式，在轉變學生學習方式、培養學生學習興趣、增強學生學習動力、提升學生思維能力等方面的作用越來越凸顯.

一、數學實驗的作用分析

1.數學實驗是培養學生核心素養的有效途徑

數學課程標準強調“要提高學生的科學素養，數學教學要為學生的終身學習奠定基礎”.它指出了實踐活動也是學生學習的一個重要組成部分，提出了“基本活動經驗”的新目標，明確“動手實踐”也是一種新的學習方式.

學生數學核心素養是通過數學學習所表現出來的思考方式和解決問題的能力，而數學實驗可以通過觀察、操作、合作實踐等活動提高學生的數學核心素養.由于數學實驗有操作性和實踐性，注重實測與直觀，所以學生在活動過程中有從具體到抽象、從感性到理性的體驗，通過實驗把實際問題數學化，并根據問題來建立數學模型，從而解決問題.數學實驗不僅能讓學生主動建構數學知識，而且能激發學生的求知欲和好奇心，培養學生的學習興趣，提升學生的創新思維.

2.數學實驗是實現“再創造”的有效途徑

數學家弗賴登塔爾認為，教師要給學生提供適當的條件，讓學生在實踐活動中體驗數學、發現數學、“再創造”出各種數學知識.這一“再創造”思想的核心就是數學過程再現，它顛覆了傳統的學習模式，讓學生學習“活動”的數學.蘇科版數學實驗手冊的編排目的就是讓學生體驗數學的發現過程，在教師的指導下實現對數學的“再創造”，從而學會數學思維的方法，掌握知識規律，培養理性思考的習慣.

二、依托實驗教學，發展學生核心素養

傳統的教學中，教師直接把知識呈現，忽視了知識形成和發展的過程.而實驗教學是融知識于活動中，讓學生平等參與、動手操作、親身體驗、親自驗證，親歷發現數學、體驗數學、理解數學、運用數學的過程.這有利于培養學生的數學運用意識，因此，實驗教學不僅是學生創造性地解決問題的有效途徑，還是發展學生核心素養的良好課程載體.

1.通過實驗教學，激發學生的學習興趣，培養學生的合作能力

數學實驗是一種特殊形式的“玩”，實驗的過程，既是學生獲取知識的過程，又是學生動手實踐、自主探究、合作交流的過程.它讓學生在愉快的活動中掌握抽象的數學知識，激發學習興趣，發展數學思維，提高學習能力.因此，數學實驗的意義遠遠超出了學習的本身.

例如，在教學《豐富的圖形世界》一課時，筆者讓學生制作“七巧板”，先引導學生觀察、分析，小組討論：（1）你能用哪些板拼成正方形、長方形、平行四邊形？（2）你能用“七巧板”中的3塊板拼成一個三角形嗎？用4塊呢？5塊、6塊呢？然后引導學生動手操作，得出結論.最后讓學生自創圖形：你能構思并拼出新的圖形嗎？請給拼成的圖形加上恰當的解說詞.

整個教學過程都貫穿著動手實驗、小組合作，讓學生感受圖形世界的多姿多彩，很好地發展了學生的空間觀念，增強了學生的數學運用意識.

2.通過實驗教學，幫助學生理解數學算理，培養學生的思維能力

數學學習不僅僅是接受知識，還是用數學思維方法探索知識、理解知識、創造知識的過程.在新課改的引領下，僅僅從形式上做邏輯分析讓學生理解數學算理是遠遠不夠的，還需要學生從已有的生活經驗和認識水平出發，抓住知識間的聯系，通過實驗操作更好地把抽象的數量關系與直觀的圖形結構結合起來，通過構建模型來直觀地解決數學問題.因此，實驗教學不僅可以發展學生的思維能力，還能有效鍛煉學生思維的創造性.

[案例]“鐘面上的數學”數學實驗.

[實驗目的]了解鐘面上時針與分針轉動的基本規律，學會用一元一次方程解決“鐘面上”的有關數學問題，感悟建模思想，發展思維能力，培養數學運用意識，提升解決問題的能力.

[實驗內容]（1）觀察鐘面，認識鐘面上的時針和分針在特定時刻所構成的角度，并思考它們是怎么得到的.

（2）動手轉鐘面上的分針，從中觀察發現鐘面上時針與分針的轉動規律.

（3）思考“轉動分針n分鐘，分針與時針各轉動多少角度？”“某一時刻，分針和時針的夾角是多少度？”“何時時針與分針再次重合？”等問題.

3.通過實驗教學，加深學生對數學概念的理解，提高學生的學習能力

傳統教學中，教師大多都是讓學生直接學習概念、定理，把形成概念的生動過程變為簡單的“條文加例題”，忽視了對學生抽象、概括、歸納等思維能力的培養.而實驗教學給予學生充裕的時間和空間，能調動學生的各種感官參與學習活動，感知大量直觀形象的事物.通過實驗教學，既使得抽象的概念變得具體形象，又讓學生弄清了概念形成的來龍去脈，而且層層深入，體現了知識的形成與連續性，能收到良好的教學效果.

例如，在《垂線》的教學中，在“探索垂線的性質”這一環節中可以設置如下實驗活動.

[議一議]觀察本章章頭圖，和同伴交流哪些道路與解放路垂直？然后利用三角尺或量角器加以檢驗;思考：經過人民廣場，并且與解放路垂直的道路有幾條？經過青年廣場呢？

[做一做]你能用直角三角板畫出已知直線AB的垂線嗎？如果能，能畫多少條？過已知點P，你能用直角三角板畫出已知直線AB的垂線嗎？如果能，能畫多少條？

[秀一秀]通過實踐，你能得出什么結論？歸納出垂線的性質：過一點有且只有一條直線與已知直線垂直.

4.通過實驗教學，幫助學生解決實際問題，培養學生的運用能力

數學課程的目的在于培養學生的數學學習能力，發展學生的數學素養，而不是單純地讓學生積累記憶知識，重在于培養知識探索者.數學課堂教學不是要學生記住一些數學技巧，而是要發展思維，引導探索，提高學生探索問題和解決問題的能力.

例如，在教完《平面直角坐標系》這一章內容后，可安排一課時實驗活動.

[活動1]用方位角、距離描述“動物園平面示意圖”中各個景點的位置.

引導學生建立適當的平面直角坐標系;用有序實數對確定點的位置;用方位角、距離表示點的位置.

[活動2]確定藏寶地：你能在下面的地圖（略）中畫出藏寶地嗎？

引導學生通過具體的坐標確定平面直角坐標系，進而確定點的位置;通過思考，尋找不同的確定坐標系的方法;思考如何用其他的方法來確定藏寶地.

實踐研究表明，數學實驗教學是一種非常有效并切實可行的教學模式，其核心價值是手腦協同，啟思明理.就教學效果而言，有助于學生理解數學概念，掌握數學知識，培養數學能力，也是培養學生核心素養的有效途徑.讓我們借助數學實驗，打造數學高效課堂，培養適應時代發展需要的高素質人才.

（責任編輯 黃春香）