淺談數(shù)學實驗教學與核心素養(yǎng)的生長訴求

文/深圳市龍華區(qū)教育科學研究院附屬外國語學校 鄧 鯤

初中數(shù)學實驗教學是基于學生的發(fā)展，積極調(diào)動學生在課堂上手腦并用的學習習慣，始終貫徹課堂教學以學生為主體，以先進的教學理念引導學生參與整個學習過程，培養(yǎng)學生勤于動腦、勇于質(zhì)疑的學習意識，從而促進學生數(shù)學知識的構建。江蘇省特級教師卜以樓在《生長數(shù)學：卜以樓初中數(shù)學教學主張》一書中指出：“初中數(shù)學實驗教學是根據(jù)教學內(nèi)容，教師創(chuàng)設實驗平臺，讓學生通過動手、動腦進行實驗，用實證的方法去發(fā)現(xiàn)數(shù)學結論或者驗證數(shù)學結論的一種認識數(shù)學的方法。它是從另一個視角讓學生學習、研究數(shù)學問題，提升數(shù)學素養(yǎng)?！?下面筆者主要結合自己的教學實踐，淺談數(shù)學實驗教學與學生核心素養(yǎng)的生長訴求。

一、挖掘數(shù)學實驗課堂的魅力，提升學生的認知內(nèi)驅力

(一)利用數(shù)學實驗，激發(fā)學生的學習主動性

比如講授“圖形的全等”這一新課時，我在兩個班采取了不同的教學方法：在其中一個班級主要通過單純講兩個圖形全等的概念，結果學生的作業(yè)顯示對概念掌握的不夠牢固；在另一個班級的課堂上，先展示生活中圖形全等的實物圖案，讓學生思考，再讓學生動重合兩個圖案來幫助學生形成直觀印象，取得了良好的教學效果。在數(shù)學課堂中，教師引導學生動手操作探究數(shù)學小實驗，學生的學習積極性高，課堂氛圍也變得活躍不少。

(二)構建數(shù)學實驗模型，促進學生理解

二、以數(shù)學實驗為載體，促進知識建構，提升應用能力

(一)利用實驗教學，再現(xiàn)知識形成過程

數(shù)學實驗的價值并非是僅僅為了解決問題，它的真正價值是凸顯問題的形成過程。如三角形與半圓的平移旋轉問題，學生也可以利用三角尺和量角器等學習工具進行操作感知體驗，直觀地觀察會極大地減小其認知難度，從而更好地過渡至數(shù)學語言的表達階段，即知識的結論形成。

(二)利用數(shù)學實驗，培養(yǎng)解決問題的能力

比如，北師大版七年級《應用一元一次方程——水箱變高了》，課堂上可以讓學生動手操作從圓柱型量筒到長方體容器的倒水過程，感知其中變化的量和不變的量，得出體積不變的數(shù)學事實。課后若遇到生活中的問題，如：“某小區(qū)樓頂有一底面直徑和高均為5m的圓柱形水箱，現(xiàn)對該樓進行維護，要減少樓頂原有儲水箱的占地面積，在不改變儲水箱容積的前提下，請你制定可行的方案解決這個問題，并計算出新水箱的高度?！睂W生便可以更好地提出解決方案，從而體驗建構數(shù)學模型來解決現(xiàn)實世界中生活問題的過程，收獲成就感。

三、實驗課堂教學設計與組織形式需立足于學生數(shù)學核心素養(yǎng)的生長

(一)數(shù)學實驗要在價值立意上做延伸設計，提高思維的含金量

學生在學習正方體的展開圖時，可以設計相關活動讓學生動手探究操作，小組合作歸納總結不同的類型，培養(yǎng)學生用實際操作代替抽象想象，降低認知負荷。有時候，課堂上學習習得的不僅僅是知識本身，更多的是學習知識的思維方式。

(二)數(shù)學實驗要在過程分析上做整合，提高實驗利用率

例如，對于“多邊形的內(nèi)角和與外角和”這一內(nèi)容，華師大版教材側重引導學生采取圖形分割的方式，通過將多邊形均分為多個三角形進行內(nèi)角和的探究，在這個過程中經(jīng)歷從特殊到一般進行理解與分析，讓學生能夠認識到數(shù)學知識總是存在某種邏輯，并且以某種方式與舊知識聯(lián)系著。在分割圖形的過程中，也不只是單純地分割操作，而是借助已有的認知基礎“三角形內(nèi)角和為180°”，抽象概括出新的認識發(fā)現(xiàn)“n邊形的內(nèi)角和為(n-2)×180°”，將學生的“分割動作性學習”提升到“思維的概括性學習”。