新課程背景下初中數(shù)學實驗課教學模式的實踐研究

李振華

摘 要：新課改視域下，重視并優(yōu)化初中數(shù)學實驗教學，指導學生在數(shù)學實驗探究中，不僅完成了數(shù)學知識的主動建構，也促進了學生觀察、分析、思考、探究等諸多能力和素養(yǎng)的發(fā)展，真正契合了初中數(shù)學核心素養(yǎng)下的教學目標。特針對新課程背景下初中數(shù)學實驗教學的要求，對數(shù)學實驗教學的現(xiàn)狀進行簡要分析，并隨之提出行之有效的優(yōu)化路徑。

關鍵詞：初中數(shù)學;核心素養(yǎng);實驗課;教學模式

中圖分類號：G63? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-9132（2022）12-0026-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2022.12.009

數(shù)學學科與實驗探究之間存在密切的聯(lián)系，教師在教學中，應將數(shù)學實驗納入課堂教學中，引導學生在數(shù)學實驗中自主探究真相，并促進多種能力和素養(yǎng)的發(fā)展。

一、新課程背景下初中數(shù)學實驗課教學現(xiàn)狀

（一）認識存在誤區(qū)

雖然數(shù)學新課程改革已經(jīng)實施了一段時間，但一些數(shù)學教師依然束縛在應試教學理念中，認為數(shù)學實驗可有可無，甚至會浪費有限的課堂時間，影響教學進度。在這種理念下，教師常常為了追趕教學進度，直接忽略實驗教學，或者將數(shù)學實驗內(nèi)容復述一遍。還有一部分教師由于對數(shù)學實驗課研究和認識不夠全面、深刻，在對數(shù)學實驗的認識上也存在一定的誤區(qū)，諸如：數(shù)學實驗是優(yōu)等生的專利、數(shù)學實驗與數(shù)學活動等同，這種錯誤的認知制約了數(shù)學實驗課的開展效果和數(shù)學核心素養(yǎng)的落實。

（二）只關注實驗結果

在數(shù)學核心素養(yǎng)下，教師不僅要關注初中學生的數(shù)學實驗學習結果，還要關注數(shù)學實驗的操作過程，旨在引導學生在實驗操作的過程中，了解數(shù)學知識的生成和發(fā)展過程，并體會數(shù)學思維的變化。但在當前的數(shù)學實驗教學中，受到應試教學理念的束縛，數(shù)學教師過分關注學生的數(shù)學實驗結果，忽視了數(shù)學實驗操作過程的指導，致使數(shù)學實驗教學成為走形式、走過場，雖然活躍了數(shù)學課堂的氛圍，但實效性卻相對較差。

（三）過分追求趣味性

與傳統(tǒng)的初中數(shù)學課堂教學模式相比，數(shù)學實驗教學的趣味性更強，能夠活躍數(shù)學課堂氛圍，提升學生的實驗學習興趣。但在具體實施的過程中，由于教師對其認識不夠全面，缺乏明確的數(shù)學實驗教學目標，只單純地關注數(shù)學實驗的趣味性，忽視了數(shù)學實驗背后蘊含的數(shù)學知識。如此，學生就會將數(shù)學實驗課視為單純的數(shù)學活動課，無法在實驗操作中體會數(shù)學知識、感悟數(shù)學知識等，難以真正達到預期的教學目標。

（四）片面關注數(shù)學知識和技能

數(shù)學實驗是一種綜合性的學習方式，通過有效的數(shù)學實驗課，學生可在操作中獲得數(shù)學知識，并在觀察和思考中促進思維能力的發(fā)展，感悟其中蘊含的數(shù)學思想等，真正促進數(shù)學核心素養(yǎng)的落實。但在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，初中數(shù)學教師在開展實驗課教學時，常常將教學目標局限于知識與技能層面，忽視了學生在實驗探究中對數(shù)學思想的感悟、數(shù)學思維的發(fā)展等，難以真正實現(xiàn)數(shù)學實驗課的教學目標[1]。

二、新課程背景下初中數(shù)學實驗課教學模式構建策略

（一）轉變教師自身的觀念，提升師生整體素養(yǎng)

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》中明確提出了人才培養(yǎng)的最終目的，即“提高學生的綜合素質(zhì)，使其成為德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設者和接班人”。因此，素質(zhì)教育背景下，數(shù)學教師應清晰地認識到：數(shù)學教學不是單純地應付“中考”，積極開展數(shù)學實驗課，有助于實現(xiàn)學生的長遠發(fā)展。除了思想上重視，教師還要積極參與數(shù)學實驗課教學研究，提升自身的專業(yè)理論素養(yǎng)，以及動手操作和制作教具的能力等，以更好地滿足數(shù)學實驗課教學需求。另一方面，從學生的角度上來說，數(shù)學實驗課基本上都是通過小組合作的形式進行。在具體的數(shù)學實驗課程中，通過數(shù)學教師的指導，明確數(shù)學實驗應具備的工具、實驗步驟等。結合所學的數(shù)學知識，對數(shù)學實驗進行合理的猜想。接著，通過合作探究的方式完成數(shù)學實驗操作，對猜想進行驗證，并展開分析、歸納和總結。這一過程也對學生提出了更高的要求，即：多動腦想一想、多動手做一做等。學生唯有從思想上重視實驗學習，逐漸提升自身的操作能力、合作探究能力、思維想象能力等，才能更好地滿足數(shù)學實驗學習[2]。

（二）科學設計數(shù)學實驗內(nèi)容

科學設計數(shù)學實驗內(nèi)容，是優(yōu)化數(shù)學實驗課教學的基礎和重要保障。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，初中數(shù)學教師在設計數(shù)學實驗課內(nèi)容時，基本上都是依據(jù)教材中的內(nèi)容，圍繞“操作與思考”“數(shù)學實驗室”等環(huán)節(jié)展開的，并在此基礎上結合初中階段學生的實際情況，進行針對性的刪減、重組等。但面對初中數(shù)學核心素養(yǎng)的要求，數(shù)學實驗課教學內(nèi)容不能局限于數(shù)學教材的限制中，還應指向“數(shù)學核心素養(yǎng)”的內(nèi)容，立足于學生的實際學情，科學設計數(shù)學實驗課內(nèi)容，拓展實驗課教學資源。

第一，數(shù)學實驗內(nèi)容要具備極強的科學性。數(shù)學學科涉及了大量的數(shù)學概念、數(shù)學公式，且這些概念和公式基本上都是通過圖表、數(shù)學符號、單位等方式進行表達。因此，在選擇實驗教學內(nèi)容時，必須要確保這些因素正確無誤。

第二，數(shù)學實驗內(nèi)容應契合初中生的“認知發(fā)展區(qū)”。新課程理念下，初中數(shù)學教師應堅持“生本理念”，結合初中生的知識掌握情況、學習能力、思維發(fā)展水平等，科學設計數(shù)學實驗內(nèi)容。否則，如果數(shù)學實驗內(nèi)容缺乏挑戰(zhàn)，就無法激發(fā)學生的探究積極性;如果其難度過大，就會打擊學生的探究積極性。

第三，數(shù)學實驗內(nèi)容應具備可操作性?；跀?shù)學實驗的特點，教師在設計數(shù)學實驗內(nèi)容時，應堅持可操作性的原則，指導學生在數(shù)學實驗操作的過程中，經(jīng)歷數(shù)學知識形成過程，并完成數(shù)學知識的構建及思維能力的發(fā)展。例如，在“變量和變量的關系”教學中，教師在設計數(shù)學實驗時，準備了數(shù)學實驗需要的器材，包括：蠟燭、打火機、直尺、實驗報告紙等。接著給學生設置一個合理的時間間隔，針對蠟燭燃燒剩余的長度進行測量，并在實驗報告中將其標注出來，在數(shù)學實驗中繪制圖像，探究規(guī)律等。由于數(shù)學實驗具有極強的可操作性，可促使學生在動手操作的過程中，對變量與變量之間的關系進行直觀感知。

第四，數(shù)學實驗內(nèi)容應保持趣味性。為了充分發(fā)揮數(shù)學實驗課的價值，提升學生的課堂參與程度，教師在設計數(shù)學實驗課內(nèi)容時，應堅持趣味性的原則，避免實驗內(nèi)容枯燥無味，促使學生樂于參與數(shù)學實驗探究[3]。

（三）多角度確定數(shù)學實驗課題

1.圍繞興趣設計數(shù)學實驗課題。學生的數(shù)學學習興趣是提升數(shù)學課堂教學效果、促進數(shù)學核心素養(yǎng)落地的關鍵點，也是促進學生學習狀態(tài)轉變的源動力?；诖?，教師可針對初中學生的興趣設計數(shù)學實驗課題，指導學生在趣味性的實驗操作中，輕松理解數(shù)學知識、掌握數(shù)學知識，并在實驗探究的過程中，感悟到數(shù)學知識的魅力。例如，在“軸對稱圖形”的教學中，為了激發(fā)初中學生的數(shù)學學習興趣，教師在設計數(shù)學實驗時，就針對學生的數(shù)學學習興趣，以學生日常生活中常見的物體作為切入點，引導學生對生活中常見的對稱圖形進行觀察，形成一定的感性認識。同時，教師利用多媒體信息技術，給學生展示了中國的剪紙作品，包括：百合花、山茶花、靈猴獻壽等;接著，給學生準備好實驗材料，指導學生運用彩紙、剪刀等動手剪一剪，并結合剪紙的結果進行觀察，思考“這些圖形具備什么特點”。由于這一數(shù)學實驗活動契合了初中學生的興趣，可快速集中學生的注意力，促使其積極主動參與到數(shù)學實驗探究學習中。

2.指向深度理解設計數(shù)學實驗。初中數(shù)學具備極強的抽象性，學生在數(shù)學學習中往往理解不夠深入，難以真正理解數(shù)學知識的本質(zhì)。初中數(shù)學教師在開展課堂教學時，應指向學生的深度理解，科學設計數(shù)學實驗活動，指導學生在實驗體驗、猜想、思考和交流的過程中，體會數(shù)學知識的形成過程，理解數(shù)學知識的本質(zhì)規(guī)律等。例如，在“反比例函數(shù)”教學中，教師基本上都是借助數(shù)量關系抽象的方式，對反比例函數(shù)進行解釋。在這種情況下，學生很難理解反比例函數(shù)的定義，無法感受到反比例函數(shù)中兩個變量的關系。為了實現(xiàn)深度學習，教師給學生設計了一個“表格——表達——圖像”的數(shù)學實驗方案，并給學生提供了一個邊長為1cm的正方形網(wǎng)格紙，指導學生結合所學的數(shù)學知識，在網(wǎng)格紙上設計一個長方形，確保其面積為22cm2。接著，學生通過討論、動手等方式，將所有的方案都列舉出來。之后，教師引導學生圍繞長方形的長和寬進行思考，并將設計好的長方形置于坐標中，指導學生對反比例函數(shù)的定義形成深刻的認識。學生通過實驗操作，真正理解了數(shù)學知識，抓住了數(shù)學知識的本質(zhì)規(guī)律[4]。

3.以增強思維設計數(shù)學實驗。促進數(shù)學思維的發(fā)展，是數(shù)學課程改革的關鍵點。因此，初中數(shù)學教師在設計數(shù)學實驗課題時，要指向學生的數(shù)學思維能力，引導學生在數(shù)學實驗中進行推理、思考，并提出猜想、驗證等，最終產(chǎn)生新的知識，而這一過程恰恰也是學生思維發(fā)展的關鍵。例如，在“等腰三角形性質(zhì)”教學中，就借助了數(shù)學實驗的方式：首先給學生提供一些等腰三角形的紙張，引導學生動手折疊并思考“折疊1次就可將等腰三角形變成兩個全等的直角三角形”，學生在動手實驗的過程中，經(jīng)過思考產(chǎn)生多種數(shù)學猜想，有的同學表示“等腰三角形兩個底角相等，只要沿著底邊的中線即可得到兩個全等的直角三角形”，也有的同學從等腰三角形的頂角出發(fā)，以角平分線為對稱軸，將其變?yōu)閮蓚€全等的直角三角形，還有的同學以等腰三角形底邊上的高作為對稱軸達到既定目的。學生經(jīng)過實驗操作、猜想、驗證和思考等，得出了自己的結論，之后通過教師的引導很容易就明白了等腰三角形底邊上的高、中線、頂角平分線三線合一的性質(zhì)。在猜想、實驗的過程中，學生從不同的角度進行了思考，學會了從不同角度思考問題，促進了創(chuàng)新思維的發(fā)展。

4.指向應用意識設計數(shù)學實驗。數(shù)學知識與實際生活之間密切相連，提升學生的數(shù)學知識應用能力，真正實現(xiàn)數(shù)學知識的學以致用，是數(shù)學核心素養(yǎng)之一。為了達到這一目標，教師可以數(shù)學實驗課作為載體，立足于數(shù)學與實際生活的內(nèi)在聯(lián)系，結合教學內(nèi)容，適當介入生活素材，對學生進行應用訓練。例如，在“概率事件”的教學中，結合學生日常生活設計一個數(shù)學實驗課：媽媽買了一盒蛋糕，小紅和小明都想吃，但分完之后還剩下一個怎么辦？教師指導學生以擲骰子的方式進行決定，如果是奇數(shù)就給小紅吃，如果是偶數(shù)就給小明吃。如此，學生在生活化的實驗課題中，不僅理解了概率的知識，也深化了知識應用意識，契合了數(shù)學核心素養(yǎng)下的教學要求。

（四）開展數(shù)學實驗探究活動

首先，準備實驗工具。充足的實驗準備是保障數(shù)學實驗教學開展的關鍵性因素。在開展數(shù)學實驗課之前，針對演示性的數(shù)學實驗，應提前準備好實驗工具;對學生操作的數(shù)學實驗課題，應由教師準備或者由學生提前準備實驗工具。其次，知識準備。教師應結合數(shù)學實驗的內(nèi)容，將其涉及的數(shù)學知識進行整理，或進行講解，以便于學生更好地開展實驗操作。再次，科學合理分組。數(shù)學實驗基本上都是以小組的形式進行的，需要小組成員進行分工、合作、交流和討論等。數(shù)學教師要遵循“組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)、優(yōu)勢互補”，不僅要照顧班級中的優(yōu)秀生，還要關注班級中的后進生，確保所有學生均可參與到數(shù)學實驗中，并在數(shù)學實驗學習中有所成長、提升。最后，開放合作探究。數(shù)學實驗課是一種開放性的探究活動，教師在設計完數(shù)學實驗課題后，還應給學生留有足夠的時間、空間，指導學生在開放的環(huán)境下大膽實驗、操作，對猜想進行驗證、糾正錯誤等。在這一過程中，教師不能過多干預，允許學生走彎路，指導學生在動手實踐中體驗數(shù)學思維的形成過程。

（五）優(yōu)化數(shù)學實驗課教學評價

新的數(shù)學課程改革中明確指出了“建立促進學生全面發(fā)展的評價體系”。這就要求教師要從傳統(tǒng)的評價模式下解放出來，不僅要關注學生的學習成績，還要關注學生思維、能力、情感態(tài)度的發(fā)展，幫助學生在評價中認知自我、建立自我等，真正實現(xiàn)學生的全面發(fā)展。首先，堅持發(fā)展性原則。在對數(shù)學實驗課進行評價時，不能只著眼于實驗的結論，還應關注學生的過去、現(xiàn)在、將來，堅持發(fā)展性的原則，充分挖掘學生的學習潛能，幫助其在評價中認知自我、建立自信等。其次，堅持適切性原則。在數(shù)學實驗教學評價時，應堅持學生身心發(fā)展特點、學科特點、實驗教學特點，從不同角度、不同層次對學生進行評價，真正做到適切性，滿足所有學生的學習需求。再次，堅持過程性原則。在對數(shù)學實驗進行評價時，不僅關注實驗結果，還應關注學生在整個實驗過程中呈現(xiàn)出來的狀態(tài)，關注學生的經(jīng)歷、過程，使得學生在數(shù)學實驗評價中明白“在實驗過程中得到了什么”。最后，堅持多元性原則。從評價的主體上來說，應在教師評價的基礎上，將學生、家長都納入評價主體中;從評價的方式上來說，可通過測試進行，也可以通過小組活動、課堂觀察等方式進行。

綜上所述，數(shù)學新課程背景下，明確了數(shù)學實驗課的重要性。但在初中數(shù)學教學中，數(shù)學實驗課在落實的過程中依然存在一些問題，嚴重制約了數(shù)學核心素養(yǎng)的落地。教師應轉變自身的教學理念，重視數(shù)學實驗課教學，并科學設計數(shù)學實驗內(nèi)容，多角度開展數(shù)學實驗，優(yōu)化實驗教學評價，切實保障數(shù)學實驗課的順利開展。

參考文獻：

[1] 劉燕.借助數(shù)學實驗 提高初中數(shù)學教學有效性[J].數(shù)理化解題研究，2021（20）：10.

[2] 王國宏.初中數(shù)學實驗教學中存在的問題及對策[J].科學咨詢，2021（24）：243.

[3] 王康寧.初中數(shù)學實驗教學現(xiàn)狀的調(diào)查與研究[D].揚州大學，2021.

[4] 龐錕.初中數(shù)學實驗教學策略探討[J].新課程導學，2021（7）：95.

[責任編輯 杜建立]