摘 要：與傳統(tǒng)教學模式相比，實驗課程更注重學生能力的提升，而非傳遞重復性知識，并且實驗更側(cè)重于提升初中生主體地位，改變了以往以教師為主導的課堂育人模式，是踐行新課標下核心素養(yǎng)育人目標的重要體現(xiàn).但實驗教學并非一蹴而就，實驗主題、實驗環(huán)節(jié)的設(shè)計均影響最終的數(shù)學實驗育人效果.為此，本文聚焦核心素養(yǎng)培育，探究關(guān)于初中數(shù)學實驗教學活動的設(shè)計與實施策略，提出直觀演示方法，制定操作實踐、趣味實驗等，以提升初中生學習能力、思維品質(zhì)與概括能力為目的，融合實驗對比、實驗結(jié)論總結(jié)環(huán)節(jié)，促進學生概念理解、激發(fā)學習興趣、提升思維品質(zhì)，為培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)奠定基礎(chǔ).

關(guān)鍵詞：新課標；核心素養(yǎng)；初中數(shù)學；實驗教學

中圖分類號：G632?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1008-0333（2023）35-0080-03

課程標準是國家對基礎(chǔ)教育課程的基本規(guī)范和要求，《義務教育數(shù)學課程標準（2022年版）》突出強調(diào)了課程育人導向.基于義務教育培養(yǎng)目標，初中數(shù)學課程標準將黨的教育方針細化為本課程應著力培養(yǎng)的核心素養(yǎng)，體現(xiàn)對學生正確價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力的培養(yǎng).新課標提出的初中數(shù)學核心素養(yǎng)主要包括會用數(shù)學的眼光觀察現(xiàn)實世界、會用數(shù)學的思維思考現(xiàn)實世界、會用數(shù)學的語言表達現(xiàn)實世界三個方面，具體主要表現(xiàn)為抽象能力、運算能力、幾何直觀、空間觀念、推理能力、數(shù)據(jù)觀念、模型觀念、應用意識和創(chuàng)新意識.如何在發(fā)展初中生核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)上提升其數(shù)學學習能力，是每位初中數(shù)學教師亟待思考并解決的問題.

新課標實施以來，數(shù)學教學方式得到進一步變革，然而核心素養(yǎng)的落實效果并不顯著.數(shù)學實驗是以“做”為主要教學方式，學生通過“做”數(shù)學，一定程度上可以較為出色地達成素養(yǎng)落地的目標.數(shù)學實驗，就是為了完成某種數(shù)學猜想而形成的帶有數(shù)學思維活動的探究或是驗證活動，它以數(shù)學知識點為依托，驅(qū)動學生開展關(guān)于數(shù)學課程的實踐操作.本文中，筆者將結(jié)合自身教學實踐，提出開展初中數(shù)學實驗教學活動設(shè)計與實施的思考，不揣淺陋，以供大家參考.

1 初中數(shù)學實驗教學的設(shè)計與實施

1.1 使用直觀演示，促進抽象概念理解

初中數(shù)學概念往往具有抽象化特征，學生在接觸新的概念時，常出現(xiàn)無法理解其中內(nèi)涵的情況.對此，教師可借助實驗演示，直觀化傳遞理論知識.具體而言，帶領(lǐng)學生在觀察實驗、分析實驗過程的同時，對比并理解相關(guān)概念；在得出實驗結(jié)論的同時，掌握概念本質(zhì)特征，以此實現(xiàn)抽象思維的提升.

函數(shù)概念是初中數(shù)學概念中較為抽象的，下面以“反比例函數(shù)”一課教學為例展開直觀演示下的概念教學.本課教學重點聚焦于理解反比例函數(shù)的概念，并引導學生經(jīng)歷反比例函數(shù)概念的形成過程，掌握自變量的取值范圍.在初期接觸本課過程中，學生常出現(xiàn)概念混淆、認知不清的情況.基于此，教師可適當引入物理學科中的平衡知識點，再結(jié)合數(shù)學實驗教學，逐步滲透數(shù)學理論知識.結(jié)合反比例函數(shù)特征分析不難發(fā)現(xiàn)，其本質(zhì)在于“一個量隨著另一個量的增大而減小”.為強化學生對反比例函數(shù)本質(zhì)內(nèi)涵的解讀，教師可引入天平設(shè)備，為學生演示實驗過程.實踐過程中，先帶領(lǐng)學生觀察天平在未放置物體時的狀態(tài)，即平衡狀態(tài).再將50克鹽放置于天平的其中一個托盤，由此可發(fā)現(xiàn)，放置鹽的托盤開始向下移動，而另一個托盤則開始向上移動.隨著實驗的逐步遞進，教師可在放置50克鹽的托盤內(nèi)，增加10克鹽，形成一種兩個托盤分別緩慢向下和向上的狀態(tài).此時，再引出帶有反比例函數(shù)概念內(nèi)涵，即“一個量隨著另一個量的增大而減小”，由此深化學生對概念內(nèi)容的解讀.此實驗演示過程能夠帶領(lǐng)學生更直觀的掌握概念特征，為鍛煉初中生實踐能力，教師可鼓勵學生課后嘗試制作簡易天平，再自主開展實驗，真正由實驗探查真理，實現(xiàn)對數(shù)學理論知識的理解與掌握.

1.2 借助操作實踐，實現(xiàn)實驗育人價值

數(shù)學實驗最大的育人價值莫過于幫助學生形成和發(fā)展學科核心素養(yǎng)，通過學習助力學生形成正確的價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力.傳統(tǒng)教學方式多以教師為主，表現(xiàn)為教師講、學生聽.此形式下，學生長時間處于被動的接受狀態(tài)，缺乏實踐參與和自主學習能力的培育.因此，教師可以突出實驗教學優(yōu)勢，以操作實踐為數(shù)學學習的有效抓手，帶領(lǐng)學生親歷知識與能力生成的全過程.在開展數(shù)學實驗教學過程中，以凸顯學生主體地位、鍛煉學生實踐能力為目的，鼓勵學生積極參與到實驗過程中，做到真正意義上的變“教”為“學”.以此，確保實驗教學活動的有序開展，為提升學生數(shù)學抽象、邏輯推理、數(shù)學建模等能力奠定基礎(chǔ)［1］.

以“三角形的內(nèi)角和為180°”證明過程為例.為兼顧到不同階段學生學習能力，可先將其分為不同小組，確保每個小組學習水平相近.隨后引入問題“如何證明三角形的內(nèi)角和為180°？”要求學生通過“撕、拼、畫”等多種操作實踐方式，探究出不同證明方法.該實驗過程中，學生自主實驗、合作交流，研究過程從“撕、拼”到“畫”再到“證”，數(shù)學思維逐步從低級走向高級，認知也從感性上升到了理性.整個過程既積累了活動經(jīng)驗，也提升了自主學習能力，并且深化了對“三角形的內(nèi)角和為180°”本質(zhì)的理解.隨著學生自主實踐能力的逐步提升，教師可適當增加實驗難度，如引出“多邊形的內(nèi)角與外角和”知識點，帶領(lǐng)學生基于“三角形的內(nèi)角和”實驗，合作驗證“多邊形的內(nèi)角和是多少？除量角器以外，還有哪些方法可完成對多邊形每個角的準確測量？”由此，驅(qū)動學生進一步開展實驗探究.在實驗中，許多學生嘗試以拼剪多邊形的每個內(nèi)角形式，證明四邊形內(nèi)角和為360°，這一過程，既強化了實驗研究策略，也鍛煉了學生的實踐能力和數(shù)學思維.

1.3 引入趣味實驗，發(fā)展學生數(shù)學學習能力

興趣是引導學生學習最好的老師.抽象化的知識內(nèi)容和單一的教學模式，較難提升初中生數(shù)學學習力，也容易限制其學習習慣的形成.數(shù)學實驗能夠?qū)碗s的知識內(nèi)容以直觀的方式呈現(xiàn)，將抽象內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)樾蜗蠡闹R點，尤其是在數(shù)學實驗中融入一些趣味元素，如符合青少年年齡特征的游戲元素，更能提高初中生學習熱情，為發(fā)展其核心素養(yǎng)，鍛煉數(shù)學學習能力奠定基礎(chǔ).

比如，在“概率”教學中，教師可以創(chuàng)設(shè)帶有游戲特征的“投擲硬幣”實驗活動.先將學生分為A、B兩個小組，并提供如下實驗情境：“每人手中擁有一枚硬幣，在硬幣投擲中，假設(shè)正面朝上數(shù)量更多則小組A獲勝，反面朝上數(shù)量更多則小組B獲勝.”首先，教師可以引導學生思考這種情境設(shè)置方式是否公平，在學生得出初步結(jié)論確認是否公平的觀點后，再組織開展實驗操作.經(jīng)過實驗驗證學生逐步發(fā)現(xiàn)，正面與反面的投擲次數(shù)大多具有相同性特征，正面與反面朝上的概率分別占據(jù)12，故游戲具有公平性特征.這時，教師可以借助計算機技術(shù)或科學家進行大數(shù)據(jù)試驗的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，引導學生進一步認識概率與頻率的關(guān)系.實踐告訴我們，趣味實驗的融入，既能幫助學生經(jīng)歷新知的生成過程，也能深化其對數(shù)學問題的理解.

1.4 用好實驗對比，提升數(shù)學思維品質(zhì)

初中生大多處于形象思維向抽象思維的過渡階段，因此，帶有抽象性特點的數(shù)學知識較容易引起學生出現(xiàn)思維混淆的問題，思維也往往停留在較淺的層次.教學中，教師可以借助實驗深化學生對數(shù)學知識的理解，還可以傳遞實驗技巧，幫助學生養(yǎng)成以實驗驗證真理的學習習慣.實驗對比，即引導學生開展實驗，并在實驗中對比不同結(jié)論，從而獲得其中潛在的數(shù)學知識點，增強學生的深度學習能力.為此，教師應融合實驗對比環(huán)節(jié)，以實驗開發(fā)學生的學習潛能，以對比增強學生驗證思維，為提高思維品質(zhì)及深度學習能力奠定基礎(chǔ).

以教學“全等三角形”為例，教師可開展如下實驗對比活動.首先，將學生分為兩個小組，并提供兩條邊長度和一個角的大?。黄浯?，要求兩個小組成員分別將一個角作為兩條邊的夾角，考查哪一小組所繪制的三角形更多.實驗過程中，要求每個小組在繪制三角形圖形后呈現(xiàn)在黑板上，此時，另一小組則需要思考其他繪制方法.最終，實驗結(jié)束后，帶領(lǐng)兩個小組成員互相觀察對方所繪制的圖形，由此形成自己所畫與他人所畫圖形之間的對比，猜想“假設(shè)兩個三角形的兩條邊相等情況下，它們的夾角是否也相等？”從而總結(jié)出兩個三角形全等的結(jié)論.此實驗過程為學生提供自主探究機會，也在對比中幫助學生掌握其他實驗方法，深化對數(shù)學知識點的了解，發(fā)展幾何直觀，開發(fā)思維潛能.值得注意的是，學生的學習能力存在本質(zhì)差異，在面對新知時，也會呈現(xiàn)不同的學習狀態(tài).為此，教師還需根據(jù)學生學情進行實驗策略的調(diào)整，并展開正向引導，由此逐步加快學生新知內(nèi)化能力.

1.5 依托實驗結(jié)論，鍛煉學生總結(jié)概括能力

數(shù)學實驗包括實踐操作、分析推理與結(jié)論總結(jié)等多個步驟，其中結(jié)論總結(jié)主要是對實驗過程的回顧與反思，也是對實驗結(jié)論的概括與匯總.無論在數(shù)學或是其他學科中，實驗均屬于較為復雜且繁瑣的學習與操作過程，如何在實驗過程中帶領(lǐng)學生掌握其中規(guī)律，并形成對實驗結(jié)果的總結(jié)，是每位教師亟待思考的問題.為提升數(shù)學實驗育人優(yōu)勢，在學生完成實驗操作步驟后，教師可引導其針對實驗過程進行歸納與總結(jié)，嘗試匯總實驗中呈現(xiàn)的數(shù)學規(guī)律，由此實現(xiàn)理解并達成提升初中生總結(jié)概括能力的目的.

如以“線段、射線、直線”一課教學為例，在實驗開展期間，教師可先鼓勵學生自主開展實驗，嘗試區(qū)分三種“線”之間的關(guān)系.在學生掌握基礎(chǔ)的理論知識、形成自我理解后，教師可在黑板處提供一個A點，并詢問學生任意畫過A點的直線共有多少條？再設(shè)置一個B點，詢問同時畫過A和B點的直線共有多少條？由此驅(qū)動學生嘗試自主實驗.在實驗結(jié)束后，學生大多能夠合理區(qū)別三種“線”的特征，此時，便可組織其總結(jié)三種線的特征及實驗隱藏的規(guī)律.此類實驗按照循序漸進的方式逐步遞增難度，在實驗過程中，學生逐步獲得其中規(guī)律，實現(xiàn)從抽象到具體的學習過程.隨后開展關(guān)于實驗結(jié)論的總結(jié)，可幫助學生更直觀地理解數(shù)學規(guī)律與概念，達成核心素養(yǎng)的培育要求.

2 結(jié)束語

總而言之，新課標文件的出臺改變了傳統(tǒng)初中數(shù)學教育方向，核心素養(yǎng)成為教育教學的根本目標.如何在發(fā)展初中生數(shù)學學習能力的基礎(chǔ)上培養(yǎng)其核心素養(yǎng)，是每位教師都要用心思考的問題.數(shù)學實驗以直觀化展現(xiàn)知識點和實驗操作過程，幫助學生深化對數(shù)學的理解，為提升數(shù)學學科能力奠定了基礎(chǔ).為此，新課程背景下指向核心素養(yǎng)的教學，教師應積極打造數(shù)學實驗課堂，以直觀實驗演示促進學生對抽象概念的理解，借助操作實踐實現(xiàn)

育人價值，以提升數(shù)學學習能力為目標開展趣味實驗活動，以發(fā)展深度學習能力為目標展開實驗對比，依托實驗結(jié)論鍛煉總結(jié)概括能力，助力學生逐漸會用數(shù)學的眼光觀察現(xiàn)實世界、會用數(shù)學的思維思考現(xiàn)實世界、會用數(shù)學的語言表達現(xiàn)實世界，從而實現(xiàn)在數(shù)學領(lǐng)域的綜合發(fā)展.

參考文獻：

［1］ 陳峰.數(shù)學實驗有效融入初中數(shù)學課堂教學初探［J］.中學數(shù)學月刊，2023（05）：68-69，76.

［責任編輯：李 璟］

收稿日期：2023-09-15

作者簡介：莊嚴勤（1981.1-），女，江蘇省常州人，碩士，中小學一級教師，從事初中數(shù)學教學研究.