初中數學課堂實驗教學的策略研究

摘要：作為初中教育的基礎性學科，數學教學需要培養學生的核心素養，平衡知識傳遞與核心素養發展的關系.教師應切實把握教學要點，追溯知識本源，在實踐中探尋數學真知，加速優化教學理念、方法和策略；在構建學生完整數學知識體系的同時，提升學生的認知能力、思維能力和邏輯推理能力.初中數學課程實驗教學應圍繞核心素養育人的目標，探索可行的實驗教學措施.

關鍵詞：初中數學；實驗教學；策略研究

實驗教學是初中數學教學中新增的探究性內容.開展實驗教學的目標在于促進數學學科理論與實驗相結合，將學生所掌握的數學知識轉化為學生的思維和能力，助力學生解決實際問題.［1］同時，實驗教學也是培養學生核心素養的重要環節和關鍵步驟，具有不可替代的意義.在實驗教學中，需要學生將已有的知識結合生活實際，進行動手操作，深入分析，積極探索規律與結論.因此，本文重點分析初中數學實驗教學的原則，提出實驗教學的方式，實現高質量教學目標，以期為一線教師提供一些有益的指導.

1初中數學課堂實驗教學的原則

1.1過程與結果相互結合的原則

初中數學實驗教學，需要教師確定實驗教學的目標，確保后續全部實驗教學活動與內容的設計均能夠符合目標要求.同時，教師在教學中需要遵循最近發展區理論，確定好具體的問題和具體的情境，以此來對各項知識的發生、發展過程進行完整展示，從而幫助學生可以在這一過程中充分感受到實驗探索與發展的樂趣.［2］

1.2思維與操作相結合的原則

在進行實驗操作的過程中，需要學生自身所學知識的支持，這促進了學生對自身所學知識進行內化和吸收.因此，教師在組織實驗教學期間，可以對一些直觀性操作進行適當地抽象化處理，將操作背后所蘊含的各類數學原理和數學方法進行整理，以及針對數學的本質挖掘內在的涵義.

1.3實驗與論證相結合的原則

很多數學原理，最初只是一個猜想，需要通過實驗去驗證.因此，教師在組織學生進行實驗教學的過程中需要幫助學生體會知識的來源，形成對數學知識的直觀感知，通過引導學生參與實驗教學的邏輯論證環節，使學生在思考、探索中得出數學結論.

1.4證實與證偽相結合的原則

在教學中，如果僅僅是證實，容易造成一些教學目標的偏離，以及一些教學功能的缺失，并且在教學方法上也會出現單一化現象.數學實驗教學形式多樣，其中證偽的過程則體現在對一個錯誤結論進行證明，其中各項反例均能夠否定結論.因此，這就需要教師在初中數學實驗教學中適當滲透證偽，做好證實和證偽的結合.

2初中數學課堂實驗教學的策略

實驗教學不同于傳統模式下的教學，在實驗教學中更多關注理論知識與實踐能力的整合，學生在數學學習中的主動思考與探究，學生的興趣點、積極性，以及學生核心素養的培養.［3］實驗教學能夠體現出學生的主體地位，能夠打破教學的單向知識輸出，對學生進行更好的引導和啟發.因此，教師需要切實認識到實驗教學的意義和價值，把握好實驗教學的可行性方法，以此來全面提升實驗教學的效果.

2.1明確實驗目標，提升學生核心素養

基于新教材與《義務教育數學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“課程標準”）的核心素養育人目標，教師開展初中數學實驗教學，需要明確教學目標，然后結合目標對問題情境進行創設.在這個過程中，一方面要激發學生的學習興趣，另一方面要啟發學生形成多種聯想，促成發散思維，使學生能夠在這期間結合自身原有的認知和學習經驗對新知識進行同化順應，并不斷地激發學生的學習動機.如此一來，不僅僅可以培養學生解決問題的能力，也能夠激發學生的探索精神.但是從教學實踐反饋來看，并非所有的問題情境創設都能夠帶動學生的思維活動.因此，在教師進行情境創設時，還需要從學生思維的最近發展區出發，避免創設的情境過于復雜.［4］

例如，“無理數”的教學，在學生初步感知無理數概念的過程中，教師可以選擇應用數軸上的點進行表示.但是，如果教師一開始便使用這種方法，學生首先會想到的是無理數π對應的點，但是學生并不知道如何在數軸上對其進行表示.因此，教師便可以進行情境創設.在情境中先讓學生畫一個數軸，數軸的單位長度為1；再準備好兩個邊長為1的正方形紙片，沿正方形紙片的對角線剪開，學生便能夠獲得四個等腰直角三角形；最后通過拼接的方式，將四個等腰直角三角形組成一個更大的正方形，大正方形的面積是2.由此可設這個新的正方形的邊長為無理數a，教師可要求學生在原點放置大正方形的一個端點，大正方形的另一個端點便可以通過無理數a在數軸上進行表示.在學生完成了以上環節的動手操作后，教師便可以選擇在幾何畫板上，將數軸原點與1所對應的點設為頂點A、B，畫出正方形ABCD.結合畫出的正方形ABCD，確定對角線AC，再畫出新的正方形ACEF，正方形ACEF的面積為2.這時教師向學生提問，讓學生思考如何在數軸上對點A、C進行表示.結合學生前面進行的動手操作，學生容易聯想到將A當作圓心，以AC為半徑畫圓，其與數軸正半軸的交點便代表點C.再結合此前所提出的問題，如何在數軸上對無理數π進行表述，學生便能夠聯想到，設置一個圓形，其周長為π，然后在數軸上滾動一周.同時，在思考如何得到周長π時，學生也能夠想到僅僅需要制作一個直徑為1的圓形紙片便可以了.在紙片上選擇一個點為A，然后將點A坐落在數軸原點上，滾動一周便能夠得到π.通過以上實驗教學引導，可使學生形成獨立思考的習慣，一方面幫助學生把握了本節課所學習的數學知識，另一方面也培養了學生的核心素養.

2.2優化實驗過程，提升學生核心素養

在優化實驗過程期間，教師需要把握好實驗準備環節，通過完善的準備實現過程的優化.［5］教師實驗教學的準備越充分，在實驗過程中能夠節省的時間越多，也就越能夠提升實驗的效率.

例如，在研究“中點四邊形”時，教師需要在實驗教學的準備環節準備好八個任意四邊形紙片，包括三個矩形紙片、兩個正方形紙片、一個平行四邊形紙片、一個菱形紙片、一個梯形紙片，并準備好相對應的計算機軟件、剪刀、量角器等工具.教師引導學生操作，針對以上準備好的各個四邊形，畫出各個四邊形的“中點四邊形”.教師提出問題讓學生思考，在這些特殊的四邊形中，“中點四邊形”分別代表著哪些特殊的四邊形.在學生思考的同時，教師可要求學生進行折紙實驗，對自身的猜想進行驗證.在學生完成以上猜想、實驗、論證后，教師可要求學生運用給出的量角器等工具，對八個四邊形的邊、角、對角線等進行測量，結合學生自身的測量結果，整合其中規律.由此可見，做好完善的實驗教學準備工作，更有利于對實驗教學的過程進行優化，更有利于學生在參與實驗教學學習時，取得更理想的學習效果，幫助學生切實掌握數學知識，提升核心素養.

2.3注重實踐應用，提升學生核心素養

基于新教材改革與課程標準，在核心素養育人目標指導下，組織開展初中數學實驗教學，其本身同傳統模式下的數學學科理論教學之間有著較大區別.［6］實驗教學與學生生活有著緊密聯系，學生能夠在參與實驗教學的過程中切實認識到數學來自生活，服務于生活的道理.在教學中，教師引導學生在實驗中形成觀點，掌握數學方法，獲得解決實際生活問題的能力.同時，也能夠幫助學生在參與實驗教學期間形成正確價值觀，更好地認識世界、探索世界、發現世界、理解世界.

例如，在概率知識教學中，教師可準備一個不透明的盒子，再準備五個除顏色不同外其他都完全相同的小球.在五個小球中，有三個黑球，兩個白球.教師將這五個小球放入盒子中，充分攪拌，再讓學生任意摸出兩個小球，看一看學生摸出的兩個小球是相同顏色，還是不同顏色.除此之外，教師也可以準備一個骰子，讓學生拋擲骰子，連續拋擲兩次，對兩次骰子的拋擲點數相加，看計算的結果是大于6，還是小于6.當然，教師也可以讓學生自己來設置有關概率的活動，如投硬幣等，通過這些方式來引導學生參與到實驗教學中，并培養學生的動手設計能力和實驗參與能力.

2.4提高解題能力，提升學生核心素養

初中數學教學需著力培養學生的解題能力，數學作為初中教育的基礎性學科，具有一定的難度，這使學生在學習過程中常常面臨諸多困難，難以找到解題突破口.因此，教師應鼓勵學生積極嘗試和探索，引導學生參與數學實驗.通過構建動態實驗環境，從多角度、多方位進行思考和聯想，從而有效地尋求解題途徑，提升數學學習效果.

此外，在培養學生解題能力的過程中，教師同樣需要關注學生的創新思維.核心素養育人目標需要打破學生的思維定式，提升創新思維與創新能力也是學生核心素養的重要組成部分.通過培養學生的創新思維和創新能力，可以幫助學生在問題解答中獲得新的思路，提升學生問題解答的效率和質量.從傳統模式下的初中數學教學來看，學生更多處于一種被動的學習狀態，這不利于培養學生的解題能力和創新思維.因此，教師需要能夠改變傳統的教學模式，做好實驗教學的落實，為學生創建實驗內容和活動，積極引導學生充分參與到實驗教學中，在學生自身的實驗探究、操作、總結、歸納中，形成學生的認知理解，形成學生的創新思維與能力，提升學生的解題能力，助力學生更好成長.

在培養學生解題能力與創新思維的過程中，教師設置實驗教學活動內容，也需要提高實驗教學活動內容的開放性，允許學生從多角度切入來進行分析論述，從而達到一題多解、融會貫通、舉一反三的效果.

3結語

在數學實驗教學中，教師需要打破過往學生被動的知識接收處境，引導學生充分參與到數學知識的探究中，把握數學知識的本質和規律，提升學生的認知能力、邏輯思維能力和動手實踐能力.本文主要從確定實驗目標、優化實驗過程、注重實踐應用、提高解題能力四個方面切入，旨在為后續教育教學工作的開展提供參考和借鑒.

參考文獻

［1］耿麗萍.數學實驗有效融入初中數學課堂教學初探［J］.教學管理與教育研究，2023（23）：104-106.

［2］徐麗.追溯知識本源 實踐探尋真知——初中數學課堂實驗教學策略研究［J］.數學學習與研究，2023（30）：102-104.

［3］王海波.數學實驗在初中課堂教學中的應用［J］.數學學習與研究，2023（23）：38-40.

［4］胡青青.實驗融入數學課堂——初中數學實驗教學策略探討 ［J］.數理化解題研究，2020（17）：27-28.

［5］錢程.實驗融入數學課堂——初中數學實驗教學策略探討［J］.課程教育研究，2019（17）：137-138.

［6］李學珍.在初中數學課堂中合理運用實驗教學的研究［J］.試題與研究，2022（8）：55-57.