依托數學實驗提升初中生數學核心素養的案例研究

郭珍婉

【摘要】 ?數學實驗是運用數學思維進行的實驗活動，在實驗過程中盡量做到人人參與，是數學實驗的特征。數學實驗重在驗證和探究，能夠有效促進學生對數學知識的理解。本文對初中數學實驗教學的特點和主要實施形式進行了探究，希望能夠為初中數學實驗起到一定的作用。

【關鍵詞】 ?數學實驗 特點 實施形式

【中圖分類號】 ?G633.6 ? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】 ?A?【文章編號】 ?1992-7711（2019）14-152-01

1.數學實驗教學的可行性

數學實驗教學的順利進行，首先需要有先進的現代科技。在計算機等現代科技的幫助下，數學實驗能夠用更好的條件進行對數學實驗原理的展示，而不是像以前一樣，通過簡陋的手工制作等方式來展現抽象的數學原理。計算機的應用拓展了數學實驗的思路，使原本需要耗費大量精力的計算可以在短時間內得到結果，節省了時間和精力，輕松地完成了對數學知識的展示和講解任務，提高了教學效率。

以往很多老師經常抱怨教學過程中遇到很多困難，覺得身心疲憊。其實老師要懂得不能夠把所有事情都包攬下來，讓學生處理他們力所能及的事情，能夠鍛煉學生的學習能力。很多學生覺得上數學課很枯燥也是這個原因，老師沒有給他們足夠的機會參與，使他們覺得好像置身事外。通過數學實驗教學可以很好地解決這個問題，在數學實驗中，學生成了主體，根據實驗的要求來主動進行實驗操作、觀察、猜想等不同的工作，并且通過自己親身實踐的方式得到數學問題的結論，從而加深了對數學問題的理解程度。

二、中學數學實驗教學的案例及教學模式探討

（一）數學實驗教學案例研究

探究正方體截面的形狀

實驗目的：熟悉幾何畫板數學軟件的使用;

培養學生的空間想象力和觀察力。

教學過程：

1.創設情境

在透明的正方體容器中加入一定量的紅色液體，根據實驗的需要決定紅色液體的量，然后進行正方體的轉動。當正方體轉動到任何一個角度的過程中，紅色液體的液面分別會呈現出什么形狀？分別找出這種情況下的液面的邊數。

2.動手操作，提出猜想并驗證猜想。

（1）老師提示學生們進行實驗的步驟：①采用猜想的方式讓學生們猜想正方體截面有哪些形狀;②運用幾何畫板畫出一個正方體;③在正方體上任取三個點，形成正方體的截面;④通過幾何畫板的功能進行正方體上點的移動，從而得到不同的截面形狀，讓學生們試著給得到的不同截面形狀來進行分類。

（2）先給出截面形狀，讓學生們思考得出這些截面形狀的切割方法，從而能夠更好地進行正方體平面切割截面形狀的探索。

（3）思考如果切割的是其他立方體，將會得到哪些不一樣的截面？（圓柱、圓錐、長方體等等）

3.討論總結

在數學實驗結束后，各個小組之間應該通過實驗的過程中得出的結論來進行實驗結論的討論，最后把自己的學習心得寫成實驗報告，上交給老師。

（二）數學實驗教學的原則

1.目標性原則

所謂目標性原則，就是數學實驗的設計者和實施者在進行過程中，必須對數學實驗的目標、內容、形式、方法等有明確的認知，并且使實驗內容能夠達到實驗的目的。

2.整體性原則

所謂整體性原則，指的就是數學實驗在設計過程中要關聯整章的教學內容，而不是僅僅對某一個點進行探討。通過對數學實驗目標進行巧妙地分解和規劃，在設計實驗的過程中能夠以更大的數學知識范圍作為依托，從而能夠在數學實驗過程中以點帶面，促進學生對數學知識的掌握。

3.多樣性原則

數學實驗和物理、化學實驗不同，實驗模式不是固定的，可以通過多種方式進行呈現。在進行數學實驗課程設計的過程中，要充分遵循多樣性的原則，從多個方面進行數學實驗的設計，例如既可以進行數學原理的推理演繹，也可以進行計算機輔助模擬，并且讓學生們根據自己的需要自行選擇數學實驗的方式。

4.操作性原則

數學實驗設計重在實驗，學生要在實驗過程中學會手腦并用，實現對數學原理和知識的掌握。所以數學實驗的設計需要有一定的可操作性，從而能夠為學生進行實驗的過程提供方便。

三、數學實驗教學研究的現狀剖析

在進行數學實驗的過程中，一般情況都會經歷一下六個步驟，包含了實驗過程和實驗驗證過程，如下圖1：

在進行數學實驗的過程中，老師僅僅起到引導作用，真正實驗的過程需要靠學生們自己用知識和想象力去打造，做知識的探索者和發現者，并且在實驗過程中聯系實際情況，把數學知識同實際情況結合起來，從而更有利于學生對數學知識的理解。

從實驗前期的準備工作量的大小、實驗操作的復雜程度、實驗時間的長短等方面來講，數學實驗教學可分為片段式和專題式兩種實驗教學形式。專題式實驗是指師生圍繞某個數學主題進行的專項實驗，內容比較豐富、內涵比較深刻。

四、總結

總之，開展初中數學實驗教學有利于轉變學生學習數學的方式，有利于加深學生對所學知識的記憶和理解，掌握解決問題的方法和策略，提高解決問題能力的同時，開展初中數學實驗教學有利于教師的專業發展和各方面能力的提高。

[ 參 ?考 ?文 ?獻 ]

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[2]朱玉珍.借力數學實驗，提升數學核心素養[J].小學教學參考：數學版，2017（3）：69-69.