初中數(shù)學實驗教學對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)研究

在新課改不斷深入推進的當下，初中數(shù)學教學越來越重視教學過程的科學呈現(xiàn)以及學生學科能力和素養(yǎng)的有效提升。但當下的初中數(shù)學教學效果仍存在很大的上升空間，所以需要教師采用靈活多變的教學方法來提升初中數(shù)學教學的整體質量，實驗教學法就是重要且有效的方法之一。將實驗教學法引入初中數(shù)學教學能給學生帶來動態(tài)化的數(shù)學課堂，讓學生靈活掌握數(shù)學知識的同時構建起屬于自己的知識框架和體系，培養(yǎng)他們獨立思考、自主學習的能力的同時讓他們逐步具備相應的數(shù)學學科素養(yǎng)，從而更好地進行數(shù)學學科的學習。

實驗教學法是一種通過數(shù)學實驗來培養(yǎng)學生學科綜合能力的教學方法，它能有效增強學生的學習自主性，并讓學生在自主學習中獲得學科能力的有效提升。對學生來說，實驗教學法能將抽象化的數(shù)學知識具象化，弱化數(shù)學學習難度的同時增加日常學習的有效性，讓學生能以更高的效率保質保量地進行數(shù)學學習。在日常教學過程中，教師會對教材中的很多公式和定理進行演算或推理，讓學生更好地了解公式和定理的生成原理，從而更自如地運用相關公式和定理。而如果教師用實驗對這些公式或定理進行講解，學生則能更深刻地掌握這些知識，也能更靈活地運用它們。由此可見，實驗教學法在初中數(shù)學教學中有著獨特的優(yōu)勢，教師在進行課堂教學時，要對其進行科學、合理的運用，讓其在初中數(shù)學教學及學生能力培養(yǎng)中發(fā)揮出應有的重要作用。

一、開展數(shù)學實驗教學，培養(yǎng)學生的自主學習能力

在初中數(shù)學教學中，教師是課堂的組織者和主導者，學生更多是處于被動參與或接受的狀態(tài)，所以很多學生的自主能動性很弱，需要教師給予持續(xù)不斷的推動力。而實驗教學法就能很好地解決目前存在的教學問題，改善這樣的數(shù)學教學狀態(tài)的同時充分調動學生的自主能動性，讓學生在主觀意愿的驅動下進入主動學習，進而慢慢形成一定的自主學習能力。在培養(yǎng)學生自主學習能力的過程中，教師要不斷糾正學生的學習地位，恢復其課堂主導地位的同時讓學生積極地參與實驗的每個環(huán)節(jié)，以循序漸進的實驗強化學生的參與感和主導性，讓他們在豐富多樣的實驗中感受自主學習的快樂，進而以快樂的情緒推動學習能力的發(fā)展。

以“直線與圓的位置關系”的教學為例，課堂開始時教師可以給學生放映一小段日出的視頻，用生動的小視頻直觀反映地平線與日出的關系，讓學生間接地感受直線與圓的位置關系。視頻放映結束后，教師可以將問題投放在黑板上：不同時間的日出與地平線之間有什么關系？這些關系可以用數(shù)量來表示嗎？如果能，該如何表示？教師這些極具開放性和啟發(fā)性的問題能將學生快速引入數(shù)學實驗中，學生會自發(fā)地在草稿本上畫好各種直徑不等的圓，然后用直尺模擬直線，通過直尺的不斷變化尋找其與圓的各種關系。在這個數(shù)學實驗中，學生不斷摸索的過程就是自主學習的過程，教師引導學生進行自主化的數(shù)學實驗就是希望以較為開放的課堂氛圍培養(yǎng)學生的自主學習能力，讓學生在豐富多樣的數(shù)學學習中充分發(fā)揮自身的主觀能動性。對學生而言，持續(xù)性的自我摸索加教師的及時引導、指正能讓他們快速掌握數(shù)學實驗的具體方法，提升其自主實驗效率的同時讓其形成一定的實驗學習思維和能力，進而高效地掌握好相關數(shù)學知識?？傊?，教師要科學利用實驗教學法提升學生的自主學習能力，讓其成為課堂主導的同時將被動的數(shù)學學習轉變?yōu)橹鲃拥淖灾骰瘜W習。

二、開展數(shù)學實驗教學，激發(fā)學生的數(shù)學學習興趣

正所謂“興趣是最好的老師”，只有充分激發(fā)學生的學習興趣，才能更好地引導學生融入數(shù)學教學中，并對學習內容進行有效的探究和思考。因此，教師應在推進數(shù)學教學的過程中，根據(jù)具體的教學內容及學生的學習需求，以多樣化實驗教學情境的創(chuàng)設開展生動、形象的日常教學，從而讓學生積極、主動地參與到日常教學中。就數(shù)學教學的整體效果來看，精彩紛呈的實驗教學情境能給學生帶來更好的感官體驗，為學生營造良好學習氛圍的同時讓學生能更積極、主動地參與到日常教學中，有效激發(fā)學生數(shù)學學習興趣的同時提升他們的學習主動性，進而增強初中數(shù)學學習的效果，促進學科核心素養(yǎng)的形成。

以“展開與折疊”的實際教學為例，教師可以在課堂引入部分給大家展示一個長方體紙盒，并問學生：“同學們，你們知道這是什么圖形嗎？關于長方體你們了解多少呢？如果我把它剪開，它將變成什么圖形呢？”這些引入式的問題讓學生很快進入實驗情境中，引導學生利用課前已經(jīng)準備好的長方體盒子進行數(shù)學實驗。在整個實驗過程中，教師要指導學生采用正確的裁剪方式：沿著長方體一個面上的三條棱剪開，并將其展開。學生正確剪開后，教師則可以讓學生觀察一下是什么圖形，接著可以繼續(xù)引導學生進入下一部分的折疊實驗中。生動的實驗教學能讓學生保質保量地完成相應的學習任務，高效掌握有關展開與折疊的相關知識和規(guī)律的同時為后面圖形相關知識的學習做好鋪墊。對學生來說，這種將啟發(fā)性問題作為實驗教學引入的教學模式能讓他們將自身的思維更好地融入問題中，關注和重視問題的同時將專注力聚焦于實驗過程，用實驗挖掘問題答案。整個過程實踐性和趣味性都很強，學生的數(shù)學學習興趣會慢慢被激發(fā)，進而愿意主動參與數(shù)學實驗教學。

三、通過數(shù)學實驗教學，培養(yǎng)學生的邏輯思維能力

層層遞進的實驗環(huán)節(jié)、抽絲剝繭般的實驗過程還能慢慢鍛煉學生的思維能力，給學生提供足夠的獨立思考空間和機會的同時培養(yǎng)其邏輯思維能力。衡量初中數(shù)學教學質量的重要標準就是看其對學生思維品質的培養(yǎng)，其中邏輯思維能力是很重要的一個維度，它在一定程度上決定了數(shù)學學習的整體質量。而初中數(shù)學知識本身就具有一定的抽象性和復雜性，對學生的思維能力也有相對較高的要求，所以教師要重視對學生思維能力的培養(yǎng)，科學、靈活地運用實驗教學法進行日常教學，并在這個過程中對學生進行啟發(fā)性的引導，讓學生在針對性的引導下產(chǎn)生更多的思考和探究，并在不斷思考、探究的過程中獲得邏輯思維能力的培養(yǎng)。

例如，在進行“確定與不確定”教學時，教師可以舉生活中的實例來創(chuàng)設實驗情境，引導學生快速進入相關內容的實驗中。教師可以給學生設計這樣的實驗情境和內容：如果氣象臺發(fā)布的最新消息是明天臺風將會有80%的可能登陸本地，請大家做好安全防護措施。鑒于這樣的情況，你覺得明天是否會有大風大雨呢？是否需要自行備好雨具呢？在這樣的實驗情境中，教師可以讓學生抽取準備好的紙簽，抽到有字的紙簽則說明明天會有大風大雨天氣，抽到無字的紙簽則相反。教師將這些生活中常見的事件作為課堂實驗的內容，不僅可以拉近學生與數(shù)學知識間的距離，引導他們深入學習相關數(shù)學知識，還能為學生帶來多樣化的學習情境，讓學生運用所學知識對各種天氣的產(chǎn)生概率進行深入的思考和探究。當生活化情境在初中實驗教學中得到不斷使用時，學生的思考能力會得到有效鍛煉，其思維的延展性和容納度會得到顯著提升。與此同時，學生會更擅長思考，他們能對相關實驗和知識進行較為綜合化的考慮，以自身的有效思考推動數(shù)學知識的學習?？傊诓煌绞降膶嶒灲虒W引導下，學生的思考能力會得到逐漸提升，思維的邏輯性會逐漸顯現(xiàn)出來。

四、開展數(shù)學實驗教學，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新應用能力以實驗教學法進行數(shù)學教學使初中數(shù)學教學發(fā)生了創(chuàng)新性的改變，它以實驗的開展代替了傳統(tǒng)教學中的推演，化抽象為具體的同時讓數(shù)學教學變得更具實踐性和實操性。對教師來說，實驗教學能清晰明了地再現(xiàn)數(shù)學知識的形成和發(fā)展過程，直觀形象地揭示出數(shù)學知識背后的規(guī)律，增強數(shù)學教學效果的同時有效達成數(shù)學教學的預期目標。對學生而言，實驗過程就是解剖數(shù)學知識的過程，它能讓數(shù)學知識條理清晰地呈現(xiàn)出來，幫助學生構建屬于自己知識體系的同時更深層次地掌握好相關知識，并能將其進行創(chuàng)新應用。當學生能用不同的方式進行豐富多樣的應用，他們的創(chuàng)新思維和實踐應用就會得到重復鍛煉，創(chuàng)新應用能力也會在潛移默化的實踐過程中得到提升。

以教學“多邊形的內角與外角和”為例，教師可以通過有效互動的實驗教學來引導學生對多邊形的內、外角之和進行探索，指導學生將學會的知識和方法有效運用于日常學習中。進入教學實驗后，會有這樣的師生互動情境：

師：同學們，你們知道多邊形的內角和是多少嗎？生：老師，360°。

師：你們怎么知道是360°，有依據(jù)嗎？

生：老師，我們隨便畫了一個多邊形，然后用量角器對它的各個角進行測量和計算，最后得出的結果就是360°。

師：你們還挺厲害的，那除了量角這個方法外，我們還能通過哪些方式知道多邊形的內角和是360°呢？

教師提出的這個問題讓學生犯了難，但學生并沒有停止思考和實踐。在教師的有效引導下，學生發(fā)現(xiàn)可以利用剪拼各個內角的方式來證明多邊形的內角和為360°。剪拼實驗給了學生更多動手操作的機會，讓其在拼拼剪剪的過程中感受實驗教學法的獨特、有趣。在學生進行有效實驗的過程中，數(shù)學知識點不僅得到了更加直觀的呈現(xiàn)，知識脈絡更加清晰有條理的同時讓學生高效理解和掌握了相關知識點。此外，學習方法和實踐技能還讓學生具備了良好的創(chuàng)新應用能力，讓他們能更靈活地運用好相關數(shù)學知識。

五、開展數(shù)學實驗教學，培養(yǎng)學生的總結、概括能力

除了上述素養(yǎng)和能力外，利用實驗教學法進行日常教學還可以培養(yǎng)學生的總結、概括能力。在任何學科實驗中，實驗過程中的細節(jié)記錄都是細碎、煩瑣的，要想從實驗中得到最終成果，就需要對實驗過程進行科學的總結和概括，將具體整合成一般，以便更好地運用于后面的學習或研究中。因此，教師在學生進行完具體的實驗步驟后，也要引導學生進行歸納、總結，在條理分明的歸納、總結后抽象概括出一般的數(shù)學原理。從整個實驗過程來看，有效的總結、概括也是實驗過程的一部分，如果沒有有效的總結、概括，數(shù)學實驗也是不完整的。所以，教師要重視總結、概括部分的工作，以科學、合理的指導增加學生總結、概括的精準度和正確度，并讓其在不斷實踐的過程中形成一定的總結、概括能力。

以“直線與圓的位置關系”的教學為例，學生通過自主實驗，已經(jīng)直觀地看到了直線在不同的位置與圓之間的關系，但實驗教學到這里還沒有完全結束，教師需要引導學生對具體的位置關系進行一般性的總結、歸納，進而得出相應的數(shù)學原理。在實驗教學的這個部分，教師可以讓學生嘗試著找到直線到圓心的距離d與圓的半徑r之間的數(shù)學關系：當直線與圓相離時，d>r;當直線與圓相切時，d=r;當直線與圓相交時，d六、結語

在開展初中數(shù)學教學的過程中，教師應結合班級學生的實際學習情況，創(chuàng)新教學方法的同時深刻地認識到實驗教學對提高數(shù)學教學質量的重要性。在不斷推進初中數(shù)學教學的過程中，教師需要科學、合理地運用實驗教學法，以生動、有趣的實驗化教學具化數(shù)學知識的形成及發(fā)展過程，激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣和熱情，讓學生積極參與課堂教學的同時培養(yǎng)他們的學科綜合能力。就初中數(shù)學的教學效果來看，初中數(shù)學實驗教學能建立全面立體的教學體系，給予學生多維度教學過程的同時讓學生獲得更多的實踐和運用機會，提升學生實際運用能力的同時使其數(shù)學學科核心素養(yǎng)得到有效增強。

參考文獻：

[1]李勝軍，魏先華.給學生一個舞臺還教學一份精彩：淺談初中數(shù)學實驗教學[J].名師在線，2021，21（15）.

[2]張銀.讓實驗與初中數(shù)學親密合作：初中數(shù)學實驗教學存在的問題及對策[J].中學數(shù)學，2020，2（19）.

作者簡介：張娟（1994一），女，漢族，江蘇揚州人，中學二級教師。