摘要：新课改视域下，重视并优化初中数学实验教学，指导学生在数学实验探究中，不仅完成了数学知识的主动建构，也促进了学生观察、分析、思考、探究等诸多能力和素养的发展，真正契合了初中数学核心素养下的教学目标。特针对新课程背景下初中数学实验教学的要求，对数学实验教学的现状进行简要分析，并随之提出行之有效的优化路径。
关键词：初中数学；核心素养；实验课；教学模式
数学学科与实验探究之间存在密切的联系，教师在教学中，应将数学实验纳入课堂教学中，引导学生在数学实验中自主探究真相，并促进多种能力和素养的发展。
一、新课程背景下初中数学实验课教学现状
（一）认识存在误区
虽然数学新课程改革已经实施了一段时间，但一些数学教师依然束缚在应试教学理念中，认为数学实验可有可无，甚至会浪费有限的课堂时间，影响教学进度。在这种理念下，教师常常为了追赶教学进度，直接忽略实验教学，或者将数学实验内容复述一遍。还有一部分教师由于对数学实验课研究和认识不够全面、深刻，在对数学实验的认识上也存在一定的误区，诸如：数学实验是优等生的专利、数学实验与数学活动等同，这种错误的认知制约了数学实验课的开展效果和数学核心素养的落实。
（二）只关注实验结果
在数学核心素养下，教师不仅要关注初中学生的数学实验学习结果，还要关注数学实验的操作过程，旨在引导学生在实验操作的过程中，了解数学知识的生成和发展过程，并体会数学思维的变化。但在当前的数学实验教学中，受到应试教学理念的束缚，数学教师过分关注学生的数学实验结果，忽视了数学实验操作过程的指导，致使数学实验教学成为走形式、走过场，虽然活跃了数学课堂的氛围，但实效性却相对较差。
（三）过分追求趣味性
与传统的初中数学课堂教学模式相比，数学实验教学的趣味性更强，能够活跃数学课堂氛围，提升学生的实验学习兴趣。但在具体实施的过程中，由于教师对其认识不够全面，缺乏明确的数学实验教学目标，只单纯地关注数学实验的趣味性，忽视了数学实验背后蕴含的数学知识。如此，学生就会将数学实验课视为单纯的数学活动课，无法在实验操作中体会数学知识、感悟数学知识等，难以真正达到预期的教学目标。
（四）片面关注数学知识和技能
数学实验是一种综合性的学习方式，通过有效的数学实验课，学生可在操作中获得数学知识，并在观察和思考中促进思维能力的发展，感悟其中蕴含的数学思想等，真正促进数学核心素养的落实。但在调查中发现，初中数学教师在开展实验课教学时，常常将教学目标局限于知识与技能层面，忽视了学生在实验探究中对数学思想的感悟、数学思维的发展等，难以真正实现数学实验课的教学目标［1］。
二、新课程背景下初中数学实验课教学模式构建策略
（一）转变教师自身的观念，提升师生整体素养
《国家中长期教育改革和发展规划纲要》中明确提出了人才培养的最终目的，即“提高学生的综合素质，使其成为德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人”。因此，素质教育背景下，数学教师应清晰地认识到：数学教学不是单纯地应付“中考”，积极开展数学实验课，有助于实现学生的长远发展。除了思想上重视，教师还要积极参与数学实验课教学研究，提升自身的专业理论素养，以及动手操作和制作教具的能力等，以更好地满足数学实验课教学需求。另一方面，从学生的角度上来说，数学实验课基本上都是通过小组合作的形式进行。在具体的数学实验课程中，通过数学教师的指导，明确数学实验应具备的工具、实验步骤等。结合所学的数学知识，对数学实验进行合理的猜想。接着，通过合作探究的方式完成数学实验操作，对猜想进行验证，并展开分析、归纳和总结。这一过程也对学生提出了更高的要求，即：多动脑想一想、多动手做一做等。学生唯有从思想上重视实验学习，逐渐提升自身的操作能力、合作探究能力、思维想象能力等，才能更好地满足数学实验学习［2］。
（二）科学设计数学实验内容
科学设计数学实验内容，是优化数学实验课教学的基础和重要保障。在调查中发现，初中数学教师在设计数学实验课内容时，基本上都是依据教材中的内容，围绕“操作与思考”“数学实验室”等环节展开的，并在此基础上结合初中阶段学生的实际情况，进行针对性的删减、重组等。但面对初中数学核心素养的要求，数学实验课教学内容不能局限于数学教材的限制中，还应指向“数学核心素养”的内容，立足于学生的实际学情，科学设计数学实验课内容，拓展实验课教学资源。第一，数学实验内容要具备极强的科学性。数学学科涉及了大量的数学概念、数学公式，且这些概念和公式基本上都是通过图表、数学符号、单位等方式进行表达。因此，在选择实验教学内容时，必须要确保这些因素正确无误。第二，数学实验内容应契合初中生的“认知发展区”。新课程理念下，初中数学教师应坚持“生本理念”，结合初中生的知识掌握情况、学习能力、思维发展水平等，科学设计数学实验内容。否则，如果数学实验内容缺乏挑战，就无法激发学生的探究积极性；如果其难度过大，就会打击学生的探究积极性。第三，数学实验内容应具备可操作性。基于数学实验的特点，教师在设计数学实验内容时，应坚持可操作性的原则，指导学生在数学实验操作的过程中，经历数学知识形成过程，并完成数学知识的构建及思维能力的发展。例如，在“变量和变量的关系”教学中，教师在设计数学实验时，准备了数学实验需要的器材，包括：蜡烛、打火机、直尺、实验报告纸等。接着给学生设置一个合理的时间间隔，针对蜡烛燃烧剩余的长度进行测量，并在实验报告中将其标注出来，在数学实验中绘制图像，探究规律等。由于数学实验具有极强的可操作性，可促使学生在动手操作的过程中，对变量与变量之间的关系进行直观感知。第四，数学实验内容应保持趣味性。为了充分发挥数学实验课的价值，提升学生的课堂参与程度，教师在设计数学实验课内容时，应坚持趣味性的原则，避免实验内容枯燥无味，促使学生乐于参与数学实验探究［3］。
（三）多角度确定数学实验课题
1.围绕兴趣设计数学实验课题。学生的数学学习兴趣是提升数学课堂教学效果、促进数学核心素养落地的关键点，也是促进学生学习状态转变的源动力。基于此，教师可针对初中学生的兴趣设计数学实验课题，指导学生在趣味性的实验操作中，轻松理解数学知识、掌握数学知识，并在实验探究的过程中，感悟到数学知识的魅力。例如，在“轴对称图形”的教学中，为了激发初中学生的数学学习兴趣，教师在设计数学实验时，就针对学生的数学学习兴趣，以学生日常生活中常见的物体作为切入点，引导学生对生活中常见的对称图形进行观察，形成一定的感性认识。同时，教师利用多媒体信息技术，给学生展示了中国的剪纸作品，包括：百合花、山茶花、灵猴献寿等；接着，给学生准备好实验材料，指导学生运用彩纸、剪刀等动手剪一剪，并结合剪纸的结果进行观察，思考“这些图形具备什么特点”。由于这一数学实验活动契合了初中学生的兴趣，可快速集中学生的注意力，促使其积极主动参与到数学实验探究学习中。
2.指向深度理解设计数学实验。初中数学具备极强的抽象性，学生在数学学习中往往理解不够深入，难以真正理解数学知识的本质。初中数学教师在开展课堂教学时，应指向学生的深度理解，科学设计数学实验活动，指导学生在实验体验、猜想、思考和交流的过程中，体会数学知识的形成过程，理解数学知识的本质规律等。例如，在“反比例函数”教学中，教师基本上都是借助数量关系抽象的方式，对反比例函数进行解释。在这种情况下，学生很难理解反比例函数的定义，无法感受到反比例函数中两个变量的关系。为了实现深度学习，教师给学生设计了一个“表格———表达———图像”的数学实验方案，并给学生提供了一个边长为1cm的正方形网格纸，指导学生结合所学的数学知识，在网格纸上设计一个长方形，确保其面积为22cm2。接着，学生通过讨论、动手等方式，将所有的方案都列举出来。之后，教师引导学生围绕长方形的长和宽进行思考，并将设计好的长方形置于坐标中，指导学生对反比例函数的定义形成深刻的认识。学生通过实验操作，真正理解了数学知识，抓住了数学知识的本质规律［4］。
3.以增强思维设计数学实验。促进数学思维的发展，是数学课程改革的关键点。因此，初中数学教师在设计数学实验课题时，要指向学生的数学思维能力，引导学生在数学实验中进行推理、思考，并提出猜想、验证等，最终产生新的知识，而这一过程恰恰也是学生思维发展的关键。例如，在“等腰三角形性质”教学中，就借助了数学实验的方式：首先给学生提供一些等腰三角形的纸张，引导学生动手折叠并思考“折叠1次就可将等腰三角形变成两个全等的直角三角形”，学生在动手实验的过程中，经过思考产生多种数学猜想，有的同学表示“等腰三角形两个底角相等，只要沿着底边的中线即可得到两个全等的直角三角形”，也有的同学从等腰三角形的顶角出发，以角平分线为对称轴，将其变为两个全等的直角三角形，还有的同学以等腰三角形底边上的高作为对称轴达到既定目的。学生经过实验操作、猜想、验证和思考等，得出了自己的结论，之后通过教师的引导很容易就明白了等腰三角形底边上的高、中线、顶角平分线三线合一的性质。在猜想、实验的过程中，学生从不同的角度进行了思考，学会了从不同角度思考问题，促进了创新思维的发展。
4.指向应用意识设计数学实验。数学知识与实际生活之间密切相连，提升学生的数学知识应用能力，真正实现数学知识的学以致用，是数学核心素养之一。为了达到这一目标，教师可以数学实验课作为载体，立足于数学与实际生活的内在联系，结合教学内容，适当介入生活素材，对学生进行应用训练。例如，在“概率事件”的教学中，结合学生日常生活设计一个数学实验课：妈妈买了一盒蛋糕，小红和小明都想吃，但分完之后还剩下一个怎么办？教师指导学生以掷骰子的方式进行决定，如果是奇数就给小红吃，如果是偶数就给小明吃。如此，学生在生活化的实验课题中，不仅理解了概率的知识，也深化了知识应用意识，契合了数学核心素养下的教学要求。
（四）开展数学实验探究活动
首先，准备实验工具。充足的实验准备是保障数学实验教学开展的关键性因素。在开展数学实验课之前，针对演示性的数学实验，应提前准备好实验工具；对学生操作的数学实验课题，应由教师准备或者由学生提前准备实验工具。其次，知识准备。教师应结合数学实验的内容，将其涉及的数学知识进行整理，或进行讲解，以便于学生更好地开展实验操作。再次，科学合理分组。数学实验基本上都是以小组的形式进行的，需要小组成员进行分工、合作、交流和讨论等。数学教师要遵循“组间同质、组内异质、优势互补”，不仅要照顾班级中的优秀生，还要关注班级中的后进生，确保所有学生均可参与到数学实验中，并在数学实验学习中有所成长、提升。最后，开放合作探究。数学实验课是一种开放性的探究活动，教师在设计完数学实验课题后，还应给学生留有足够的时间、空间，指导学生在开放的环境下大胆实验、操作，对猜想进行验证、纠正错误等。在这一过程中，教师不能过多干预，允许学生走弯路，指导学生在动手实践中体验数学思维的形成过程。
（五）优化数学实验课教学评价
新的数学课程改革中明确指出了“建立促进学生全面发展的评价体系”。这就要求教师要从传统的评价模式下解放出来，不仅要关注学生的学习成绩，还要关注学生思维、能力、情感态度的发展，帮助学生在评价中认知自我、建立自我等，真正实现学生的全面发展。首先，坚持发展性原则。在对数学实验课进行评价时，不能只着眼于实验的结论，还应关注学生的过去、现在、将来，坚持发展性的原则，充分挖掘学生的学习潜能，帮助其在评价中认知自我、建立自信等。其次，坚持适切性原则。在数学实验教学评价时，应坚持学生身心发展特点、学科特点、实验教学特点，从不同角度、不同层次对学生进行评价，真正做到适切性，满足所有学生的学习需求。再次，坚持过程性原则。在对数学实验进行评价时，不仅关注实验结果，还应关注学生在整个实验过程中呈现出来的状态，关注学生的经历、过程，使得学生在数学实验评价中明白“在实验过程中得到了什么”。最后，坚持多元性原则。从评价的主体上来说，应在教师评价的基础上，将学生、家长都纳入评价主体中；从评价的方式上来说，可通过测试进行，也可以通过小组活动、课堂观察等方式进行。
综上所述，数学新课程背景下，明确了数学实验课的重要性。但在初中数学教学中，数学实验课在落实的过程中依然存在一些问题，严重制约了数学核心素养的落地。教师应转变自身的教学理念，重视数学实验课教学，并科学设计数学实验内容，多角度开展数学实验，优化实验教学评价，切实保障数学实验课的顺利开展。
作者：李振华 单位：甘肃省张掖育才中学
