初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)研究

張 娟

（揚(yáng)州市廣陵區(qū)新壩中學(xué)，江蘇 揚(yáng)州）

在新課改不斷深入推進(jìn)的當(dāng)下，初中數(shù)學(xué)教學(xué)越來(lái)越重視教學(xué)過(guò)程的科學(xué)呈現(xiàn)以及學(xué)生學(xué)科能力和素養(yǎng)的有效提升。但當(dāng)下的初中數(shù)學(xué)教學(xué)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(xué)方法來(lái)提升初中數(shù)學(xué)教學(xué)的整體質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)教學(xué)法就是重要且有效的方法之一。將實(shí)驗(yàn)教學(xué)法引入初中數(shù)學(xué)教學(xué)能給學(xué)生帶來(lái)動(dòng)態(tài)化的數(shù)學(xué)課堂，讓學(xué)生靈活掌握數(shù)學(xué)知識(shí)的同時(shí)構(gòu)建起屬于自己的知識(shí)框架和體系，培養(yǎng)他們獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)的能力的同時(shí)讓他們逐步具備相應(yīng)的數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，從而更好地進(jìn)行數(shù)學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)法是一種通過(guò)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科綜合能力的教學(xué)方法，它能有效增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，并讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中獲得學(xué)科能力的有效提升。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)法能將抽象化的數(shù)學(xué)知識(shí)具象化，弱化數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)難度的同時(shí)增加日常學(xué)習(xí)的有效性，讓學(xué)生能以更高的效率保質(zhì)保量地進(jìn)行數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。在日常教學(xué)過(guò)程中，教師會(huì)對(duì)教材中的很多公式和定理進(jìn)行演算或推理，讓學(xué)生更好地了解公式和定理的生成原理，從而更自如地運(yùn)用相關(guān)公式和定理。而如果教師用實(shí)驗(yàn)對(duì)這些公式或定理進(jìn)行講解，學(xué)生則能更深刻地掌握這些知識(shí)，也能更靈活地運(yùn)用它們。由此可見，實(shí)驗(yàn)教學(xué)法在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，教師在進(jìn)行課堂教學(xué)時(shí)，要對(duì)其進(jìn)行科學(xué)、合理的運(yùn)用，讓其在初中數(shù)學(xué)教學(xué)及學(xué)生能力培養(yǎng)中發(fā)揮出應(yīng)有的重要作用。

一、開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力

在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師是課堂的組織者和主導(dǎo)者，學(xué)生更多是處于被動(dòng)參與或接受的狀態(tài)，所以很多學(xué)生的自主能動(dòng)性很弱，需要教師給予持續(xù)不斷的推動(dòng)力。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)法就能很好地解決目前存在的教學(xué)問(wèn)題，改善這樣的數(shù)學(xué)教學(xué)狀態(tài)的同時(shí)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主能動(dòng)性，讓學(xué)生在主觀意愿的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入主動(dòng)學(xué)習(xí)，進(jìn)而慢慢形成一定的自主學(xué)習(xí)能力。在培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的過(guò)程中，教師要不斷糾正學(xué)生的學(xué)習(xí)地位，恢復(fù)其課堂主導(dǎo)地位的同時(shí)讓學(xué)生積極地參與實(shí)驗(yàn)的每個(gè)環(huán)節(jié)，以循序漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化學(xué)生的參與感和主導(dǎo)性，讓他們?cè)谪S富多樣的實(shí)驗(yàn)中感受自主學(xué)習(xí)的快樂(lè)，進(jìn)而以快樂(lè)的情緒推動(dòng)學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。

以“直線與圓的位置關(guān)系”的教學(xué)為例，課堂開始時(shí)教師可以給學(xué)生放映一小段日出的視頻，用生動(dòng)的小視頻直觀反映地平線與日出的關(guān)系，讓學(xué)生間接地感受直線與圓的位置關(guān)系。視頻放映結(jié)束后，教師可以將問(wèn)題投放在黑板上：不同時(shí)間的日出與地平線之間有什么關(guān)系？這些關(guān)系可以用數(shù)量來(lái)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(wèn)題能將學(xué)生快速引入數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生會(huì)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(guò)直尺的不斷變化尋找其與圓的各種關(guān)系。在這個(gè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生不斷摸索的過(guò)程就是自主學(xué)習(xí)的過(guò)程，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主化的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)就是希望以較為開放的課堂氛圍培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生在豐富多樣的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中充分發(fā)揮自身的主觀能動(dòng)性。對(duì)學(xué)生而言，持續(xù)性的自我摸索加教師的及時(shí)引導(dǎo)、指正能讓他們快速掌握數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的具體方法，提升其自主實(shí)驗(yàn)效率的同時(shí)讓其形成一定的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)思維和能力，進(jìn)而高效地掌握好相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)?？傊?，教師要科學(xué)利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)法提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，讓其成為課堂主導(dǎo)的同時(shí)將被動(dòng)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的自主化學(xué)習(xí)。

二、開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣

正所謂“興趣是最好的老師”，只有充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，才能更好地引導(dǎo)學(xué)生融入數(shù)學(xué)教學(xué)中，并對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行有效的探究和思考。因此，教師應(yīng)在推進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)的過(guò)程中，根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容及學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，以多樣化實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)開展生動(dòng)、形象的日常教學(xué)，從而讓學(xué)生積極、主動(dòng)地參與到日常教學(xué)中。就數(shù)學(xué)教學(xué)的整體效果來(lái)看，精彩紛呈的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境能給學(xué)生帶來(lái)更好的感官體驗(yàn)，為學(xué)生營(yíng)造良好學(xué)習(xí)氛圍的同時(shí)讓學(xué)生能更積極、主動(dòng)地參與到日常教學(xué)中，有效激發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)提升他們的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，進(jìn)而增強(qiáng)初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的效果，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成。

以“展開與折疊”的實(shí)際教學(xué)為例，教師可以在課堂引入部分給大家展示一個(gè)長(zhǎng)方體紙盒，并問(wèn)學(xué)生：“同學(xué)們，你們知道這是什么圖形嗎？關(guān)于長(zhǎng)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(wèn)題讓學(xué)生很快進(jìn)入實(shí)驗(yàn)情境中，引導(dǎo)學(xué)生利用課前已經(jīng)準(zhǔn)備好的長(zhǎng)方體盒子進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要指導(dǎo)學(xué)生采用正確的裁剪方式：沿著長(zhǎng)方體一個(gè)面上的三條棱剪開，并將其展開。學(xué)生正確剪開后，教師則可以讓學(xué)生觀察一下是什么圖形，接著可以繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入下一部分的折疊實(shí)驗(yàn)中。生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能讓學(xué)生保質(zhì)保量地完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)，高效掌握有關(guān)展開與折疊的相關(guān)知識(shí)和規(guī)律的同時(shí)為后面圖形相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)做好鋪墊。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，這種將啟發(fā)性問(wèn)題作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)引入的教學(xué)模式能讓他們將自身的思維更好地融入問(wèn)題中，關(guān)注和重視問(wèn)題的同時(shí)將專注力聚焦于實(shí)驗(yàn)過(guò)程，用實(shí)驗(yàn)挖掘問(wèn)題答案。整個(gè)過(guò)程實(shí)踐性和趣味性都很強(qiáng)，學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣會(huì)慢慢被激發(fā)，進(jìn)而愿意主動(dòng)參與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

三、通過(guò)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力

層層遞進(jìn)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、抽絲剝繭般的實(shí)驗(yàn)過(guò)程還能慢慢鍛煉學(xué)生的思維能力，給學(xué)生提供足夠的獨(dú)立思考空間和機(jī)會(huì)的同時(shí)培養(yǎng)其邏輯思維能力。衡量初中數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)就是看其對(duì)學(xué)生思維品質(zhì)的培養(yǎng)，其中邏輯思維能力是很重要的一個(gè)維度，它在一定程度上決定了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的整體質(zhì)量。而初中數(shù)學(xué)知識(shí)本身就具有一定的抽象性和復(fù)雜性，對(duì)學(xué)生的思維能力也有相對(duì)較高的要求，所以教師要重視對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，科學(xué)、靈活地運(yùn)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)法進(jìn)行日常教學(xué)，并在這個(gè)過(guò)程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)性的引導(dǎo)，讓學(xué)生在針對(duì)性的引導(dǎo)下產(chǎn)生更多的思考和探究，并在不斷思考、探究的過(guò)程中獲得邏輯思維能力的培養(yǎng)。

例如，在進(jìn)行“確定與不確定”教學(xué)時(shí)，教師可以舉生活中的實(shí)例來(lái)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，引導(dǎo)學(xué)生快速進(jìn)入相關(guān)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)中。教師可以給學(xué)生設(shè)計(jì)這樣的實(shí)驗(yàn)情境和內(nèi)容：如果氣象臺(tái)發(fā)布的最新消息是明天臺(tái)風(fēng)將會(huì)有80%的可能登陸本地，請(qǐng)大家做好安全防護(hù)措施。鑒于這樣的情況，你覺(jué)得明天是否會(huì)有大風(fēng)大雨呢？是否需要自行備好雨具呢？在這樣的實(shí)驗(yàn)情境中，教師可以讓學(xué)生抽取準(zhǔn)備好的紙簽，抽到有字的紙簽則說(shuō)明明天會(huì)有大風(fēng)大雨天氣，抽到無(wú)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(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，不僅可以拉近學(xué)生與數(shù)學(xué)知識(shí)間的距離，引導(dǎo)他們深入學(xué)習(xí)相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)，還能為學(xué)生帶來(lái)多樣化的學(xué)習(xí)情境，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)各種天氣的產(chǎn)生概率進(jìn)行深入的思考和探究。當(dāng)生活化情境在初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到不斷使用時(shí)，學(xué)生的思考能力會(huì)得到有效鍛煉，其思維的延展性和容納度會(huì)得到顯著提升。與此同時(shí)，學(xué)生會(huì)更擅長(zhǎng)思考，他們能對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)和知識(shí)進(jìn)行較為綜合化的考慮，以自身的有效思考推動(dòng)數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)?？傊?，在不同方式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)引導(dǎo)下，學(xué)生的思考能力會(huì)得到逐漸提升，思維的邏輯性會(huì)逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。

四、開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力

以實(shí)驗(yàn)教學(xué)法進(jìn)行數(shù)學(xué)教學(xué)使初中數(shù)學(xué)教學(xué)發(fā)生了創(chuàng)新性的改變，它以實(shí)驗(yàn)的開展代替了傳統(tǒng)教學(xué)中的推演，化抽象為具體的同時(shí)讓數(shù)學(xué)教學(xué)變得更具實(shí)踐性和實(shí)操性。對(duì)教師來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)能清晰明了地再現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)的形成和發(fā)展過(guò)程，直觀形象地揭示出數(shù)學(xué)知識(shí)背后的規(guī)律，增強(qiáng)數(shù)學(xué)教學(xué)效果的同時(shí)有效達(dá)成數(shù)學(xué)教學(xué)的預(yù)期目標(biāo)。對(duì)學(xué)生而言，實(shí)驗(yàn)過(guò)程就是解剖數(shù)學(xué)知識(shí)的過(guò)程，它能讓數(shù)學(xué)知識(shí)條理清晰地呈現(xiàn)出來(lái)，幫助學(xué)生構(gòu)建屬于自己知識(shí)體系的同時(shí)更深層次地掌握好相關(guān)知識(shí)，并能將其進(jìn)行創(chuàng)新應(yīng)用。當(dāng)學(xué)生能用不同的方式進(jìn)行豐富多樣的應(yīng)用，他們的創(chuàng)新思維和實(shí)踐應(yīng)用就會(huì)得到重復(fù)鍛煉，創(chuàng)新應(yīng)用能力也會(huì)在潛移默化的實(shí)踐過(guò)程中得到提升。

以教學(xué)“多邊形的內(nèi)角與外角和”為例，教師可以通過(guò)有效互動(dòng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)多邊形的內(nèi)、外角之和進(jìn)行探索，指導(dǎo)學(xué)生將學(xué)會(huì)的知識(shí)和方法有效運(yùn)用于日常學(xué)習(xí)中。進(jìn)入教學(xué)實(shí)驗(yàn)后，會(huì)有這樣的師生互動(dòng)情境：

師：同學(xué)們，你們知道多邊形的內(nèi)角和是多少嗎？

生：老師，360°。

師：你們?cè)趺粗朗?60°，有依據(jù)嗎？

生：老師，我們隨便畫了一個(gè)多邊形，然后用量角器對(duì)它的各個(gè)角進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，最后得出的結(jié)果就是360°。

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

教師提出的這個(gè)問(wèn)題讓學(xué)生犯了難，但學(xué)生并沒(méi)有停止思考和實(shí)踐。在教師的有效引導(dǎo)下，學(xué)生發(fā)現(xiàn)可以利用剪拼各個(gè)內(nèi)角的方式來(lái)證明多邊形的內(nèi)角和為360°。剪拼實(shí)驗(yàn)給了學(xué)生更多動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，讓其在拼拼剪剪的過(guò)程中感受實(shí)驗(yàn)教學(xué)法的獨(dú)特、有趣。在學(xué)生進(jìn)行有效實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)不僅得到了更加直觀的呈現(xiàn)，知識(shí)脈絡(luò)更加清晰有條理的同時(shí)讓學(xué)生高效理解和掌握了相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。此外，學(xué)習(xí)方法和實(shí)踐技能還讓學(xué)生具備了良好的創(chuàng)新應(yīng)用能力，讓他們能更靈活地運(yùn)用好相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)。

五、開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)、概括能力

除了上述素養(yǎng)和能力外，利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)法進(jìn)行日常教學(xué)還可以培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)、概括能力。在任何學(xué)科實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的細(xì)節(jié)記錄都是細(xì)碎、煩瑣的，要想從實(shí)驗(yàn)中得到最終成果，就需要對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行科學(xué)的總結(jié)和概括，將具體整合成一般，以便更好地運(yùn)用于后面的學(xué)習(xí)或研究中。因此，教師在學(xué)生進(jìn)行完具體的實(shí)驗(yàn)步驟后，也要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納、總結(jié)，在條理分明的歸納、總結(jié)后抽象概括出一般的數(shù)學(xué)原理。從整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程來(lái)看，有效的總結(jié)、概括也是實(shí)驗(yàn)過(guò)程的一部分，如果沒(méi)有有效的總結(jié)、概括，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)也是不完整的。所以，教師要重視總結(jié)、概括部分的工作，以科學(xué)、合理的指導(dǎo)增加學(xué)生總結(jié)、概括的精準(zhǔn)度和正確度，并讓其在不斷實(shí)踐的過(guò)程中形成一定的總結(jié)、概括能力。

以“直線與圓的位置關(guān)系”的教學(xué)為例，學(xué)生通過(guò)自主實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)直觀地看到了直線在不同的位置與圓之間的關(guān)系，但實(shí)驗(yàn)教學(xué)到這里還沒(méi)有完全結(jié)束，教師需要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)具體的位置關(guān)系進(jìn)行一般性的總結(jié)、歸納，進(jìn)而得出相應(yīng)的數(shù)學(xué)原理。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的這個(gè)部分，教師可以讓學(xué)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(xué)關(guān)系：當(dāng)直線與圓相離時(shí)，d＞r；當(dāng)直線與圓相切時(shí)，d=r；當(dāng)直線與圓相交時(shí)，d＜r。當(dāng)學(xué)生在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)后，通過(guò)歸納、總結(jié)得出這樣的結(jié)論時(shí)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)才算完成，學(xué)生的具體實(shí)驗(yàn)步驟才算結(jié)束。對(duì)學(xué)生而言，適量的歸納、總結(jié)能讓他們獲得更為深刻的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，增加其實(shí)驗(yàn)有效性的同時(shí)培養(yǎng)他們的總結(jié)、概括能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前面環(huán)節(jié)是將抽象變?yōu)榫唧w，便于學(xué)生更好地理解和吸收相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)，而總結(jié)、概括則是將具體變?yōu)橐话?，讓學(xué)生將數(shù)學(xué)知識(shí)更好地運(yùn)用于日常的學(xué)習(xí)生活中，由此可見，總結(jié)、概括能力的培養(yǎng)十分重要且必要。

六、結(jié)語(yǔ)

在開展初中數(shù)學(xué)教學(xué)的過(guò)程中，教師應(yīng)結(jié)合班級(jí)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，創(chuàng)新教學(xué)方法的同時(shí)深刻地認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)提高數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要性。在不斷推進(jìn)初中數(shù)學(xué)教學(xué)的過(guò)程中，教師需要科學(xué)、合理地運(yùn)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，以生動(dòng)、有趣的實(shí)驗(yàn)化教學(xué)具化數(shù)學(xué)知識(shí)的形成及發(fā)展過(guò)程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和熱情，讓學(xué)生積極參與課堂教學(xué)的同時(shí)培養(yǎng)他們的學(xué)科綜合能力。就初中數(shù)學(xué)的教學(xué)效果來(lái)看，初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)能建立全面立體的教學(xué)體系，給予學(xué)生多維度教學(xué)過(guò)程的同時(shí)讓學(xué)生獲得更多的實(shí)踐和運(yùn)用機(jī)會(huì)，提升學(xué)生實(shí)際運(yùn)用能力的同時(shí)使其數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)得到有效增強(qiáng)。