依托數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)提升初中生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的案例研究

郭珍婉

【摘要】 ?數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是運(yùn)用數(shù)學(xué)思維進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，在實(shí)驗(yàn)過程中盡量做到人人參與，是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的特征。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)重在驗(yàn)證和探究，能夠有效促進(jìn)學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解。本文對初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)和主要實(shí)施形式進(jìn)行了探究，希望能夠?yàn)槌踔袛?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)起到一定的作用。

【關(guān)鍵詞】 ?數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn) 特點(diǎn) 實(shí)施形式

【中圖分類號】 ?G633.6 ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 ?A?【文章編號】 ?1992-7711（2019）14-152-01

1.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的可行性

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行，首先需要有先進(jìn)的現(xiàn)代科技。在計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代科技的幫助下，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴酶玫臈l件進(jìn)行對數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)原理的展示，而不是像以前一樣，通過簡陋的手工制作等方式來展現(xiàn)抽象的數(shù)學(xué)原理。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用拓展了數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的思路，使原本需要耗費(fèi)大量精力的計(jì)算可以在短時(shí)間內(nèi)得到結(jié)果，節(jié)省了時(shí)間和精力，輕松地完成了對數(shù)學(xué)知識的展示和講解任務(wù)，提高了教學(xué)效率。

以往很多老師經(jīng)常抱怨教學(xué)過程中遇到很多困難，覺得身心疲憊。其實(shí)老師要懂得不能夠把所有事情都包攬下來，讓學(xué)生處理他們力所能及的事情，能夠鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。很多學(xué)生覺得上數(shù)學(xué)課很枯燥也是這個(gè)原因，老師沒有給他們足夠的機(jī)會(huì)參與，使他們覺得好像置身事外。通過數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以很好地解決這個(gè)問題，在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生成了主體，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求來主動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、觀察、猜想等不同的工作，并且通過自己親身實(shí)踐的方式得到數(shù)學(xué)問題的結(jié)論，從而加深了對數(shù)學(xué)問題的理解程度。

二、中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的案例及教學(xué)模式探討

（一）數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例研究

探究正方體截面的形狀

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菏煜缀萎嫲鍞?shù)學(xué)軟件的使用;

培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力和觀察力。

教學(xué)過程：

1.創(chuàng)設(shè)情境

在透明的正方體容器中加入一定量的紅色液體，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要決定紅色液體的量，然后進(jìn)行正方體的轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)正方體轉(zhuǎn)動(dòng)到任何一個(gè)角度的過程中，紅色液體的液面分別會(huì)呈現(xiàn)出什么形狀？分別找出這種情況下的液面的邊數(shù)。

2.動(dòng)手操作，提出猜想并驗(yàn)證猜想。

（1）老師提示學(xué)生們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的步驟：①采用猜想的方式讓學(xué)生們猜想正方體截面有哪些形狀;②運(yùn)用幾何畫板畫出一個(gè)正方體;③在正方體上任取三個(gè)點(diǎn)，形成正方體的截面;④通過幾何畫板的功能進(jìn)行正方體上點(diǎn)的移動(dòng)，從而得到不同的截面形狀，讓學(xué)生們試著給得到的不同截面形狀來進(jìn)行分類。

（2）先給出截面形狀，讓學(xué)生們思考得出這些截面形狀的切割方法，從而能夠更好地進(jìn)行正方體平面切割截面形狀的探索。

（3）思考如果切割的是其他立方體，將會(huì)得到哪些不一樣的截面？（圓柱、圓錐、長方體等等）

3.討論總結(jié)

在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，各個(gè)小組之間應(yīng)該通過實(shí)驗(yàn)的過程中得出的結(jié)論來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)論的討論，最后把自己的學(xué)習(xí)心得寫成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，上交給老師。

（二）數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的原則

1.目標(biāo)性原則

所謂目標(biāo)性原則，就是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者和實(shí)施者在進(jìn)行過程中，必須對數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)、內(nèi)容、形式、方法等有明確的認(rèn)知，并且使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的。

2.整體性原則

所謂整體性原則，指的就是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)過程中要關(guān)聯(lián)整章的教學(xué)內(nèi)容，而不是僅僅對某一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行探討。通過對數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)進(jìn)行巧妙地分解和規(guī)劃，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程中能夠以更大的數(shù)學(xué)知識范圍作為依托，從而能夠在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中以點(diǎn)帶面，促進(jìn)學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的掌握。

3.多樣性原則

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)和物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)不同，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ讲皇枪潭ǖ?，可以通過多種方式進(jìn)行呈現(xiàn)。在進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)的過程中，要充分遵循多樣性的原則，從多個(gè)方面進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，例如既可以進(jìn)行數(shù)學(xué)原理的推理演繹，也可以進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助模擬，并且讓學(xué)生們根據(jù)自己的需要自行選擇數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的方式。

4.操作性原則

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)重在實(shí)驗(yàn)，學(xué)生要在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)會(huì)手腦并用，實(shí)現(xiàn)對數(shù)學(xué)原理和知識的掌握。所以數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)需要有一定的可操作性，從而能夠?yàn)閷W(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程提供方便。

三、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的現(xiàn)狀剖析

在進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中，一般情況都會(huì)經(jīng)歷一下六個(gè)步驟，包含了實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過程，如下圖1：

在進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中，老師僅僅起到引導(dǎo)作用，真正實(shí)驗(yàn)的過程需要靠學(xué)生們自己用知識和想象力去打造，做知識的探索者和發(fā)現(xiàn)者，并且在實(shí)驗(yàn)過程中聯(lián)系實(shí)際情況，把數(shù)學(xué)知識同實(shí)際情況結(jié)合起來，從而更有利于學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解。

從實(shí)驗(yàn)前期的準(zhǔn)備工作量的大小、實(shí)驗(yàn)操作的復(fù)雜程度、實(shí)驗(yàn)時(shí)間的長短等方面來講，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可分為片段式和專題式兩種實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式。專題式實(shí)驗(yàn)是指師生圍繞某個(gè)數(shù)學(xué)主題進(jìn)行的專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容比較豐富、內(nèi)涵比較深刻。

四、總結(jié)

總之，開展初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的方式，有利于加深學(xué)生對所學(xué)知識的記憶和理解，掌握解決問題的方法和策略，提高解決問題能力的同時(shí)，開展初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于教師的專業(yè)發(fā)展和各方面能力的提高。

[ 參 ?考 ?文 ?獻(xiàn) ]

[1]盧良芳.注重?cái)?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)展示探索過程積累思想方法——提升初中學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的實(shí)踐與探索[J].中學(xué)數(shù)學(xué)，2016（10）：63-65.

[2]朱玉珍.借力數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，提升數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)[J].小學(xué)教學(xué)參考：數(shù)學(xué)版，2017（3）：69-69.