浅谈数学实验教学与核心素养的生长诉求

文/深圳市龙华区教育科学研究院附属外国语学校 邓 鲲

初中数学实验教学是基于学生的发展，积极调动学生在课堂上手脑并用的学习习惯，始终贯彻课堂教学以学生为主体，以先进的教学理念引导学生参与整个学习过程，培养学生勤于动脑、勇于质疑的学习意识，从而促进学生数学知识的构建。江苏省特级教师卜以楼在《生长数学：卜以楼初中数学教学主张》一书中指出：“初中数学实验教学是根据教学内容，教师创设实验平台，让学生通过动手、动脑进行实验，用实证的方法去发现数学结论或者验证数学结论的一种认识数学的方法。它是从另一个视角让学生学习、研究数学问题，提升数学素养。” 下面笔者主要结合自己的教学实践，浅谈数学实验教学与学生核心素养的生长诉求。

一、挖掘数学实验课堂的魅力，提升学生的认知内驱力

(一)利用数学实验，激发学生的学习主动性

比如讲授“图形的全等”这一新课时，我在两个班采取了不同的教学方法：在其中一个班级主要通过单纯讲两个图形全等的概念，结果学生的作业显示对概念掌握的不够牢固；在另一个班级的课堂上，先展示生活中图形全等的实物图案，让学生思考，再让学生动重合两个图案来帮助学生形成直观印象，取得了良好的教学效果。在数学课堂中，教师引导学生动手操作探究数学小实验，学生的学习积极性高，课堂氛围也变得活跃不少。

(二)构建数学实验模型，促进学生理解

二、以数学实验为载体，促进知识建构，提升应用能力

(一)利用实验教学，再现知识形成过程

数学实验的价值并非是仅仅为了解决问题，它的真正价值是凸显问题的形成过程。如三角形与半圆的平移旋转问题，学生也可以利用三角尺和量角器等学习工具进行操作感知体验，直观地观察会极大地减小其认知难度，从而更好地过渡至数学语言的表达阶段，即知识的结论形成。

(二)利用数学实验，培养解决问题的能力

比如，北师大版七年级《应用一元一次方程——水箱变高了》，课堂上可以让学生动手操作从圆柱型量筒到长方体容器的倒水过程，感知其中变化的量和不变的量，得出体积不变的数学事实。课后若遇到生活中的问题，如：“某小区楼顶有一底面直径和高均为5m的圆柱形水箱，现对该楼进行维护，要减少楼顶原有储水箱的占地面积，在不改变储水箱容积的前提下，请你制定可行的方案解决这个问题，并计算出新水箱的高度。”学生便可以更好地提出解决方案，从而体验建构数学模型来解决现实世界中生活问题的过程，收获成就感。

三、实验课堂教学设计与组织形式需立足于学生数学核心素养的生长

(一)数学实验要在价值立意上做延伸设计，提高思维的含金量

学生在学习正方体的展开图时，可以设计相关活动让学生动手探究操作，小组合作归纳总结不同的类型，培养学生用实际操作代替抽象想象，降低认知负荷。有时候，课堂上学习习得的不仅仅是知识本身，更多的是学习知识的思维方式。

(二)数学实验要在过程分析上做整合，提高实验利用率

例如，对于“多边形的内角和与外角和”这一内容，华师大版教材侧重引导学生采取图形分割的方式，通过将多边形均分为多个三角形进行内角和的探究，在这个过程中经历从特殊到一般进行理解与分析，让学生能够认识到数学知识总是存在某种逻辑，并且以某种方式与旧知识联系着。在分割图形的过程中，也不只是单纯地分割操作，而是借助已有的认知基础“三角形内角和为180°”，抽象概括出新的认识发现“n边形的内角和为(n-2)×180°”，将学生的“分割动作性学习”提升到“思维的概括性学习”。