核心素养视角下初中数学实验教学分析与思考

谈建青

[摘   要]数学是一门实验性科学.数学教学不只是逻辑，还有实验，数学实验应由辅助教学模式、手段层面上升到课程层面，由教授知识上升到培养能力.数学教师在教学中应恰当地引入数学实验，让学生经历“实际问题数学化——建立数学模型——解决问题”的过程，从而发展学生的数学思维，提升学生的数学核心素养.

[关键词]核心素养;实验教学;初中数学

[中图分类号]    G633.6        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2019）11-0028-02

新课程背景下，初中数学教学模式发生了巨大的变化.数学课程的学习不只是为了升学考试，更是为了把数学本身的学科意义渗透到学生的思维品质、实践操作和认知情感当中.因此，数学教师除了教学生知识外，还要去思考如何培养和提高学生的数学核心素养.数学实验教学作为一种新型的课堂教学模式，在转变学生学习方式、培养学生学习兴趣、增强学生学习动力、提升学生思维能力等方面的作用越来越凸显.

一、数学实验的作用分析

1.数学实验是培养学生核心素养的有效途径

数学课程标准强调“要提高学生的科学素养，数学教学要为学生的终身学习奠定基础”.它指出了实践活动也是学生学习的一个重要组成部分，提出了“基本活动经验”的新目标，明确“动手实践”也是一种新的学习方式.

学生数学核心素养是通过数学学习所表现出来的思考方式和解决问题的能力，而数学实验可以通过观察、操作、合作实践等活动提高学生的数学核心素养.由于数学实验有操作性和实践性，注重实测与直观，所以学生在活动过程中有从具体到抽象、从感性到理性的体验，通过实验把实际问题数学化，并根据问题来建立数学模型，从而解决问题.数学实验不仅能让学生主动建构数学知识，而且能激发学生的求知欲和好奇心，培养学生的学习兴趣，提升学生的创新思维.

2.数学实验是实现“再创造”的有效途径

数学家弗赖登塔尔认为，教师要给学生提供适当的条件，让学生在实践活动中体验数学、发现数学、“再创造”出各种数学知识.这一“再创造”思想的核心就是数学过程再现，它颠覆了传统的学习模式，让学生学习“活动”的数学.苏科版数学实验手册的编排目的就是让学生体验数学的发现过程，在教师的指导下实现对数学的“再创造”，从而学会数学思维的方法，掌握知识规律，培养理性思考的习惯.

二、依托实验教学，发展学生核心素养

传统的教学中，教师直接把知识呈现，忽视了知识形成和发展的过程.而实验教学是融知识于活动中，让学生平等参与、动手操作、亲身体验、亲自验证，亲历发现数学、体验数学、理解数学、运用数学的过程.这有利于培养学生的数学运用意识，因此，实验教学不仅是学生创造性地解决问题的有效途径，还是发展学生核心素养的良好课程载体.

1.通过实验教学，激发学生的学习兴趣，培养学生的合作能力

数学实验是一种特殊形式的“玩”，实验的過程，既是学生获取知识的过程，又是学生动手实践、自主探究、合作交流的过程.它让学生在愉快的活动中掌握抽象的数学知识，激发学习兴趣，发展数学思维，提高学习能力.因此，数学实验的意义远远超出了学习的本身.

例如，在教学《丰富的图形世界》一课时，笔者让学生制作“七巧板”，先引导学生观察、分析，小组讨论：（1）你能用哪些板拼成正方形、长方形、平行四边形？（2）你能用“七巧板”中的3块板拼成一个三角形吗？用4块呢？5块、6块呢？然后引导学生动手操作，得出结论.最后让学生自创图形：你能构思并拼出新的图形吗？请给拼成的图形加上恰当的解说词.

整个教学过程都贯穿着动手实验、小组合作，让学生感受图形世界的多姿多彩，很好地发展了学生的空间观念，增强了学生的数学运用意识.

2.通过实验教学，帮助学生理解数学算理，培养学生的思维能力

数学学习不仅仅是接受知识，还是用数学思维方法探索知识、理解知识、创造知识的过程.在新课改的引领下，仅仅从形式上做逻辑分析让学生理解数学算理是远远不够的，还需要学生从已有的生活经验和认识水平出发，抓住知识间的联系，通过实验操作更好地把抽象的数量关系与直观的图形结构结合起来，通过构建模型来直观地解决数学问题.因此，实验教学不仅可以发展学生的思维能力，还能有效锻炼学生思维的创造性.

[案例]“钟面上的数学”数学实验.

[实验目的]了解钟面上时针与分针转动的基本规律，学会用一元一次方程解决“钟面上”的有关数学问题，感悟建模思想，发展思维能力，培养数学运用意识，提升解决问题的能力.

[实验内容]（1）观察钟面，认识钟面上的时针和分针在特定时刻所构成的角度，并思考它们是怎么得到的.

（2）动手转钟面上的分针，从中观察发现钟面上时针与分针的转动规律.

（3）思考“转动分针n分钟，分针与时针各转动多少角度？”“某一时刻，分针和时针的夹角是多少度？”“何时时针与分针再次重合？”等问题.

3.通过实验教学，加深学生对数学概念的理解，提高学生的学习能力

传统教学中，教师大多都是让学生直接学习概念、定理，把形成概念的生动过程变为简单的“条文加例题”，忽视了对学生抽象、概括、归纳等思维能力的培养.而实验教学给予学生充裕的时间和空间，能调动学生的各种感官参与学习活动，感知大量直观形象的事物.通过实验教学，既使得抽象的概念变得具体形象，又让学生弄清了概念形成的来龙去脉，而且层层深入，体现了知识的形成与连续性，能收到良好的教学效果.

例如，在《垂线》的教学中，在“探索垂线的性质”这一环节中可以设置如下实验活动.

[议一议]观察本章章头图，和同伴交流哪些道路与解放路垂直？然后利用三角尺或量角器加以检验;思考：经过人民广场，并且与解放路垂直的道路有几条？经过青年广场呢？

[做一做]你能用直角三角板画出已知直线AB的垂线吗？如果能，能画多少条？过已知点P，你能用直角三角板画出已知直线AB的垂线吗？如果能，能画多少条？

[秀一秀]通过实践，你能得出什么结论？归纳出垂线的性质：过一点有且只有一条直线与已知直线垂直.

4.通过实验教学，帮助学生解决实际问题，培养学生的运用能力

数学课程的目的在于培养学生的数学学习能力，发展学生的数学素养，而不是单纯地让学生积累记忆知识，重在于培养知识探索者.数学课堂教学不是要学生记住一些数学技巧，而是要发展思维，引导探索，提高学生探索问题和解决问题的能力.

例如，在教完《平面直角坐标系》这一章内容后，可安排一课时实验活动.

[活动1]用方位角、距离描述“动物园平面示意图”中各个景点的位置.

引导学生建立适当的平面直角坐标系;用有序实数对确定点的位置;用方位角、距离表示点的位置.

[活动2]确定藏宝地：你能在下面的地图（略）中画出藏宝地吗？

引导学生通过具体的坐标确定平面直角坐标系，进而确定点的位置;通过思考，寻找不同的确定坐标系的方法;思考如何用其他的方法来确定藏宝地.

实践研究表明，数学实验教学是一种非常有效并切实可行的教学模式，其核心价值是手脑协同，启思明理.就教学效果而言，有助于学生理解数学概念，掌握数学知识，培养数学能力，也是培养学生核心素养的有效途径.让我们借助数学实验，打造数学高效课堂，培养适应时代发展需要的高素质人才.

（责任编辑 黄春香）