运用数学实验提升高中生核心素养的有效策略

颜立华

【摘   要】  在高中數学核心素养的培养过程当中，数学实验作为一种非常先进的教学模式和方法，被教师进行不断地开发和改进，从而应用到高中数学教学质量的提升当中去。通过数学实验，培养学生图形结合的思想;通过数学实验，把教学与现实生活相关联;通过数学实验，进行知识运用。本文对此进行了分析研究。

【关键词】  运用;数学;实验;提升;高中生;核心素养

被视作中国教育的关键阶段，高中教育在茫茫学子的学业生涯中起到了承前启后的至关重要的作用。因此，高中教育也在不断地进行改革，以适应教育不断地发展以及时代的进步。当前，核心素养被教育部门以及学校、学生、家长一致视为教育的主要目的和方向，同时也受到国家及社会各类群体的广泛关注。在高中数学核心素养的培养过程当中，数学实验作为一种非常先进的教学模式和方法，被教师进行不断的开发和改进，从而应用到高中数学教学质量的提升当中去。学生不断从过去单方面听课学习数学的陈旧模式中解放出来，提升高中数学核心素养变得更加灵活、主动。本文中，笔者结合自己的教学经验，把数学实验在提升学生数学核心素养方面的经验进行简单的总结和分享，希望可以帮助到高中数学教师的有关课堂教学。

一、通过数学实验，培养学生数形结合的思想

相比较于小学和初中的数学来说，高中数学知识无论是在知识的覆盖面还是在知识的延伸程度，亦或是在知识的深度，都有了大幅度的提升。在培养学生核心素养的过程中，教师要善于通过数学实验的方法，培养学生养成数形结合的好习惯。传统教学模式下，高中数学这一科对于学生来说，是一门分水岭的学科，很多学生的成绩都是在数学拉开的。对于很多成绩较落后的学生来说，他们学习效率较低，理解知识的速度和质量要比其他人差很多，数学的学习渐渐变得非常枯燥乏味，很多学生心里甚至会对数学教材，尤其是数学教材中的公式和例题产生厌烦心理。通过数学实验，培养学生数形结合的思想，可以让更多的学生可以高效地理解教材中的数学语言，学生学习数学的兴趣也会大幅度提升。

《空间直角坐标系》是高中数学教材中的一节重要课时，在该节课时教学中，我非常注重通过数学实验的教学方法，培养学生数形结合的思想，进而帮助学生提高学习兴趣，提升学习效率。比如，我在课上提问道：“大家知道如何准确地描述一个位置吗？”学生有的能大声地回答道“可以”，但是有的学生底气不足，无法直面回答。此时，我讲道：“其实准确地描述一个位置很简单！大家可以在脑海中幻化出一个网格状的空间图形，再选择一个基点。此时，描述一个事物的准确位置就是把它的横坐标以及纵坐标描述出来。”学生听完我的描述，对于学习空间直角坐标系充满兴趣，接下来我就带领学生通过“几何画板”的一些特殊工具来开展度量、绘制实验，在逐步描述事物位置的实验过程中，进一步强化应用数形结合的思想，学习效率非常的高。

二、通过数学实验，把教学与现实生活相关联

很多情况下，纯理论的学习往往无法有效调动学生学习的积极性，增加学生学习数学语言的难度。教师要善于通过数学实验的方法，把现实生活中的案例列举出来，同时做到与数学实验相结合，从而让数学课堂变得更加高效。学生往往一听到指数函数或者是对数函数就头疼，这是为什么呢？总的来讲，主要是学生在学习函数的过程中，无法做到真实有效地掌握函数的真正含义，导致在遇到函数问题的时候，无从下手。其实函数这门学问是与现实生活息息相关的一门学问之一，通过与现实生活相结合，可以把函数知识变换为一门生活中的学问，提高学生的理解与记忆能力。

在揭示“指数函数”的概念教学中，其实就可以通过数学实验的方法去进行授课，从而让教师授课或者学生学习变得更加高效。比如，我在课上一边组织学生分组进行“折纸”实验，学生两两对折一张长方形的纸，再对折，再对折……根据表格中的记录，完成实验，并建立数学模型。一边提问道：“大家都知道病毒传播速度是很快的，尤其是在感染者的数量方面，那么大家知道原因吗？”学生们不能联系教材进行正面的回答。此时我补充道：“其实很简单，就像咱们教材中的函数一样。病毒通过一个人可以传递到另一个人，此时感染源就有两个，而再次传染的话，感染源就会变成四个，再再次感染的话，感染源会变成八个。以此类推，像不像咱们学习的函数一样？”从学生豁然开朗的表情中，我了解到学生已经可以把数学实验与现实生活相关联。

三、通过数学实验，进行知识运用

提高学生的数学核心素养，很大程度上可以改变应试教育给教育界带来的创伤。教师要善于在数学教学中，引导学生进行知识运用。数学的学习与其他科目有着很大的区别，学习中不但要理解教材中的数学语言，更是需要不断的进行知识运用，才能牢固的掌握相关知识。因此，教师一定要引导学生在学习知识的基础上，努力的进行知识运用。

“概率”的学习是数学的一个重要部分之一，虽然相较于函数和几何稍微简单，但是仍然是数学教学的重点之一。概率教学的核心问题是让学生了解随机现象与概率的意义。我们可以组织学生进行“掷骰子”的实验，记录下每次出现的数字或者颜色，最后进行分析。通过大量的重复实验，可以用频率来估计概率。在跟学生分享概率问题中，我非常注重把数学实验与知识运用相结合，进行经典案例分享。比如，我讲道：“大家知道吗？很多赌博在一定程度上可以理解为概率事件。比方说，电影《21点》，主角就是通过自己超高的数学素养，进行结果概率分析，从而赢得很多的金钱。大家想不想知道这个过程的原理是什么？”学生学习兴趣很高，积极动手尝试实验，频繁的把生活中遇到的问题进行概率分析，学习成果非常明显。

总之，数学实验作为提高教师教学效率的重要方法之一，应该得到教师的重视。通过数学实验的方法，可以把数学教学与现实生活相关联，提升学生学习数学语言的兴趣，提高学生的逻辑思维以及图形运用等核心素养，高效的把数学语言运用到解决现实问题当中去，从而不断提高课堂教学质量。

【参考文献】

[1]丁浩勇.借助数学实验 揭示函数性质——以探究“一次函数的图象和性质”为例[J].中国数学教育，2017（11）.

[2]高峰.指导阅图方法 突出函数思想——与行程相关的一次函数图像信息题教学分析[J].中学数学教学参考，2016（14）.

【备注：本文系江苏省教育科学“十三五”规划2016年度立项课题《高中数学运用数学实验提升核心素养的实践与案例研究》（课题批准号：D/2016/02/320）的研究成果之一。】