利用数学实验进行学科育人的策略研究

摘要：随着教育理念的不断更新，学科育人成为教育领域关注的重点。数学实验作为一种创新的教学方式，为数学学科育人提供了新的途径。本文通过对义务教育阶段利用数学实验进行学科育人的策略研究，分析了数学实验在学科育人方面的重要作用，并提出了数学实验进行学科育人的教学策略，旨在充分发挥数学实验的育人功能，提升学生的数学素养和综合能力，促进学生的全面发展。

关键词：数学实验；学科育人；数学素养；教学策略

学科育人强调在学科教学过程中，不仅要传授知识和技能，更要培养学生的价值观、思维能力和综合素养。数学学科作为基础教育的重要组成部分，具有独特的育人价值。2019年，教育部发布了《关于加强和改进中小学实验教学的意见》，明确提出五大改进要点，指出实验教学是培养创新人才的重要途径，指明实验教学在育人方面的重要作用。《义务教育数学课程标准2022版》也明确指出通过数学实验活动，让学生经历数学“再发现”的过程，培养学生“四基”，发展“四能”，形成正确的情感、态度和价值观。数学实验是让学生通过动手操作、观察分析、探究验证等活动来学习数学知识、理解数学原理、培养数学思维的教学方法。它打破了传统数学教学中单纯理论讲授的模式，为学生提供了更加直观、生动的学习体验，有助于实现数学学科的育人目标。

一、数学实验在学科育人中的重要作用

（一）培养数学思维

在数学实验中，学生需要对实验现象进行观察、分析和归纳，提出假设并进行验证。这一系列过程涉及到逻辑思维、抽象思维、创新思维等多种数学思维的运用。例如，在探究三角形内角和的实验中，学生通过测量不同三角形的内角并求和，或通过剪拼三角形的内角使其拼成一个平角等操作，从直观的实验现象中归纳出三角形内角和为180°的结论。在这个过程中，学生不仅掌握了知识，还锻炼了逻辑推理和归纳总结的思维能力。

（二）提升实践能力

数学实验强调学生的动手操作，让学生在实际操作中运用数学知识解决问题。这有助于提高学生的实践能力和动手能力，使学生更好地理解数学知识与实际生活的联系。比如，在进行测量学校旗杆高度的实验时，学生需要运用相似三角形的原理，通过测量标杆的长度、标杆影子的长度以及旗杆影子的长度来计算旗杆的高度。这样的实验活动让学生将课堂上学到的数学知识应用到实际场景中，提高了他们解决实际问题的能力。

（三）增强创新意识

数学实验为学生提供了一个开放的探究环境，鼓励学生自主探索和尝试不同的方法。在实验过程中，学生可能会发现新的问题或提出独特的解决方案，这有助于激发学生的创新意识和创新思维。例如，在设计一个可以尽可能多地覆盖平面区域的多边形地砖的实验中，学生需要不断尝试不同形状和组合方式的多边形，通过创新的思考和实践，找到最优的设计方案。

（四）培养合作精神与科学态度

许多数学实验需要学生分组合作完成。在小组合作中，学生需要相互交流、分工协作，共同完成实验任务。这有助于培养学生的团队合作精神和沟通能力。同时，数学实验要求学生以严谨、科学的态度对待实验数据和结果，尊重事实，不弄虚作假。在实验过程中，学生通过不断地尝试和修正，逐渐养成科学的研究态度。

二、利用数学实验进行学科育人的策略

（一）提高对数学实验育人功能的认识

教育部门和学校应加强对教师的培训，使教师深刻认识到数学实验在学科育人中的重要地位和作用。教师要转变教学观念，将数学实验作为培养学生综合素养的重要手段，贯穿于数学教学的全过程。同时，教师要不断学习和研究数学实验教学理论，提高自身的教育教学水平。

（二）加强数学实验教学资源建设

1.学校应加大对数学实验教学资源的投入，配备必要的实验设备和场地，如数学实验室、计算机、测量工具等。同时，要加强校园网络建设，为学生提供便捷的网络学习环境，方便学生获取数学实验相关资源。

2.组织教师编写和开发适合本地教学实际的数学实验教材和案例。教材和案例应涵盖不同年级和教学内容，具有趣味性、探究性和可操作性。此外，还可以鼓励教师和学生共同开发数学实验资源，丰富教学内容。

3.建立数学实验教学资源共享平台，整合网络上的优质资源，方便教师和学生查找和使用。学校之间也可以加强合作，共享数学实验教学资源，实现资源的优化配置。

（三）提升教师的数学实验教学能力

1.开展教师数学实验教学培训活动，邀请专家学者进行讲座和指导，让教师了解数学实验教学的方法和策略，掌握实验设计、组织实施和评价的技巧。

2.鼓励教师参加数学实验教学研讨活动，与同行交流教学经验和心得，共同探讨解决实验教学中遇到的问题。同时，教师要积极参与教学研究，结合教学实践开展数学实验教学课题研究，不断探索创新实验教学方法。

3.教师要加强自身的信息技术能力，掌握常用的数学软件和教学工具，如几何画板、MATLAB等，将信息技术与数学实验教学有机融合，提高实验教学的效率和质量。

（四）完善数学实验教学评价体系

1.建立多元化的评价指标，不仅要关注学生的实验结果，还要注重对学生实验过程的评价。评价指标应包括学生的实验操作能力、观察分析能力、创新思维能力、合作能力、实验报告撰写能力等方面。

2.采用多样化的评价方式，如教师评价、学生自评、学生互评等。教师评价要注重对学生的鼓励和指导，及时反馈学生在实验中的优点和不足；学生自评和互评可以让学生更好地认识自己和他人的学习情况，促进学生的自我反思和相互学习。

3.加强过程性评价，在实验教学过程中，教师要及时观察学生的表现，对学生的实验操作、小组合作等情况进行记录和评价，及时给予学生反馈和指导，帮助学生不断改进和提高。

利用数学实验进行学科育人是一种有效的教学方式，它对于培养学生的数学核心素养具有重要作用。在数学教学中，应进一步重视和推广数学实验教学，鼓励教师积极探索创新，不断丰富数学实验的形式和内容，为学生创造更加优质的数学学习环境。通过数学实验，让学生在实践中感受数学的魅力，在探索中培养综合能力，为培养具有创新精神和实践能力的高素质人才奠定坚实的基础。

参考文献

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［2］赵万兵.初中数学实验教学初探[J].初中数学教与学，2018（1）：24-25.

［3］孙朝仁，朱桂凤.“双减”背景下初中数学学科育人的“三阶”实践路径--以“丰富的图形世界”数学实验教学为例［J］．中小学教师培训，2022（4）：69-73.

【基金项目】江苏省扬州市教育科学“十四五”规划课题《数学实验：农村义务段学校数学学科育人的实践研究》（编号：2021/N/048）