引入科學實驗 優化數學課堂

吳莉萍

【摘 要】數學課中應用實驗教學既生動有趣，又易形成懸念，它能較好地激發學生的學習興趣，增強學生在學習中的積極性和主動性，把學習生活化、實踐化，能培養學生的探索能力，發展學生的創新精神，使得課堂學習具有極強的針對性，它引導學生追根求源探索知識，促進學生全面發展，進一步推進新課程改革。

【關鍵詞】數學實驗 再創造 猜想

數學是一門抽象的學科。小學生學習數學，感覺往往是單調乏味的，特別是對概念的理解。動手實驗教學符合小學生的年齡和思維特點，它是一種特殊形式的“玩”。通過這種學習方式來培養學生學數學的興趣，是符合小學生認知規律的。數學實驗教學致力于改變小學生的數學學習方式，即努力倡導“探索、合作、交流的新型學習方式”。在新教材的這一特點下組織學生進行數學試驗顯得尤為重要。

下面筆者以北師大版《義務教育課程標準實驗教科書數學》一年級上冊中的“過生日”這節課為例進行闡述。本課的教學目標是在具體的情境中，能夠正確比較兩個物體的大小多少，培養學生的觀察判斷和推理能力。教學重點設計為能比較物體的大小和液體的多少，難點是能根據水分和糖分的多少來判斷水的甜度。

一、數學實驗教學加深學生對概念的理解

通常數學概念教學是教師給出概念，學生加以記憶，但學生往往對其本質屬性理解不夠，一知半解，更別提運用了。新課程理念要求教師在概念教學中注重知識的生成，引導學生從已有的知識背景和活動經驗出發，提供大量操作、思考與交流的機會，讓學生經歷觀察、實驗、猜測、推理、交流與反思等過程，進而在增加感性認識的基礎上，幫助學生形成數學概念。

【教學片段一】

1.情境引入

師：今天是淘氣媽媽的生日，爸爸和淘氣正在一起為媽媽慶祝生日，我們也一起去看看吧！

（多媒體把過生日情境引入新課，將學生的注意力吸引到觀察主題圖中，讓學生體驗到數學與生活的密切聯系）

2.想一想（猜想）

師出示桌子上三杯果汁的圖片問：“桌子上還有三杯果汁，你能說一說哪杯最多，哪杯最少嗎？”

（讓學生獨立思考猜想哪杯果汁多，然后同桌之間相互交流三杯果汁哪杯最多，哪杯最少）

生：我覺得是一樣！

生：我覺得是不一樣多，粗的多！

師：好，讓我們通過實驗來驗證結果吧！

教師將三杯如上圖所示的果汁分別倒入同樣大小的燒杯當中，讓學生自己用眼睛判斷結果，引導學生明確三個杯子內果汁的高度相同，則最粗的裝得最多，最細的裝得最少。

以上片段中讓學生進行猜想后再通過實驗進行驗證，讓學生在增加感性認識的基礎上，幫助學生形成數學概念。讓學生明白高度相同的情況下，粗的裝得多細的裝得少的知識概念。

二、數學實驗有助于學生的“再創造”

學生的創新思維往往來自于學習過程中的好奇心，只要教師善于捕捉學生思維的契機，恰當引導，給學生提供再創造思維的教學環境，就能收獲意想不到的效果。而實驗教學恰恰是給學生提供探索發現、嘗試錯誤和猜想檢驗的機會。

【教學片段二】

教師出示三個粗細相同，但水面高度不同的杯子，讓學生說一說哪個杯子水最多，哪個杯子水最少？筆者以退為進，繼續向學生提問：“剛才你們說粗細不同，現在杯子粗細相同，水應該同樣多了吧？”再次引導學生深入思考，嚴密表達，促進學生思維能力的發展。

（設計意圖：給予學生充分的獨立思考時間，在學生匯報過程中教師以退為進，深化學生對于比較液體多少的認識，提升思維能力。）

變式訓練：

教師又出示圖：兩個不同的果汁瓶，大小、形狀、粗細都不同。師：現在兩瓶果汁高度不同，粗細也不同，你還能比較哪個瓶子里的液體多嗎？

教師為每個小組準備了相應的學具，小組內探索比較，再讓小組匯報，比一比哪組想到的方法最多。（在實驗之前先想一想，在實驗過程中要注意什么）

生：將兩個瓶子內的水分別倒入兩個相同的杯子，然后再比較。

生：把一個瓶子內的液面高度做上標記，倒空，再把另一個瓶子里的水倒進去進行比較。

（設計意圖：引發學生進一步思考，激起學生的探究熱情，在實踐操作過程中培養學生的規范意識，并在實踐活動中探索不同的比較方法，深化學生認識。）

在上述教學中，學生創造出不同的方法進行了科學實驗，驗證自己的猜想，在這一過程中學生通過自己的動手操作，進行探究、發現、思考、分析、歸納等思維活動，最后獲得結論，學生處于積極主動的狀態，思維活躍，培養了學生的創造精神。

三、數學實驗能糾正錯誤猜想獲得知識本源

數學實驗操作是學生通過看得見、摸得著的學具學得知識，能使抽象學習變成具體學習，呈現數學知識的本源。

【教學片段三】

甜度的比較（1）

師（出示情境圖）問：爸爸和媽媽誰喝的水多？

學生一致認為是爸爸喝的多，因為爸爸水杯里剩的水最少。（因為有生活經驗，所以學生不難回答這個問題）

接著教師拿出同樣的兩個裝熱水的杯子，一個杯子里的水多，一個杯子里的水少，問：“假如在爸爸和媽媽喝過的水杯里放入同樣的糖，誰的甜？”

學生紛紛議論——

于是教師又往事先準備好的兩杯熱水（水溫剛好可以把糖溶化）里各放入一勺相同的白糖，讓學生猜一猜哪杯水甜？

生：我覺得水多的甜！

生：不是！應該是水少的甜！

生：我覺得一樣甜！因為都是放了一勺糖！

學生激烈地辯論著，于是筆者請同學上來嘗一嘗，一下子，同學們都舉起了小手躍躍欲試，都想上來嘗一嘗，筆者請了幾位同學上來品嘗，他們都一致認為水少的甜，等輪到第10位同學上來品嘗完后，那些舉手的同學也都放下了手，事實勝于雄辯，顯然大家都贊同是水少的甜。

（設計意圖：通過實驗操作，讓學生親自品嘗，感受確實是水少的甜，不僅加深了學生對這道題的印象，而且充分調動了學生的學習主動性，激發了學生探索求知的欲望。）

四、數學實驗有助于突破教學中的難點

數學實驗教學法的最大特點是，先通過學生的自主操作研究學習，使學生初步發現認識知識規律，然后再通過教師的教具演示評價指導使學生進一步掌握知識規律。實驗教學法在學習數學知識方面可能不如講授法或其他教學法學得快，但它比講授法使學生理解得深刻，記得牢固。對于教學中的一些疑難點，如不借助于一定的實驗手段，就不能調動學生思維的積極性，也很難達到預定的教學目標。

【教學片段四】甜度比較（2）

師：我取一杯放過糖的水杯，把水杯里的糖水分別倒入兩個杯子，一個倒入少些，一個倒入多些，哪杯甜？

生：水少的甜！

生：不對！我覺得是一樣甜的！

學生激烈地辯論著，教師再次讓一部分學生上臺來嘗一嘗，驗證結果，他們一致認為是一樣甜！

教師順勢接著問：“同學們家里來客人了都分過飲料吧，分在杯子中的飲料會因為分得多或分得少而味道變淡嗎？”

“不會！”

教師又反駁道：“但是為什么剛才我們做的實驗是水少的甜，而這里又不是水少的甜，是一樣甜呢？”此時學生陷入了深思，過了一會，有幾個同學舉起了小手。

生：我知道了，因為第二個實驗中，老師的糖水是已經調好的，所以不管怎么倒，甜度都不會變！

生：嗯，是的，因為第一個實驗中，糖水是沒有調好的，自己調的，雖然都是一勺糖，但是水是不一樣的，所以調出來的甜度也不一樣！

通過第二個實驗，讓學生明白了水的甜度就是由水和糖決定的，比較哪杯水甜就是看糖和水的量。

（設計意圖：通過設計兩個相似的實驗，讓學生透過現象看本質，更好地理解了判斷甜度實質就是看糖和水的量，實驗中讓學生先猜想再嘗一嘗驗證，讓學生體驗從猜想到驗證的數學論證過程。）

新課程理念提倡重視過程教學，在揭示知識生成規律上，讓學生通過數學實驗，自己去發現數學原理，從而理解更深刻。在上述的教學中學生對于甜度的判斷其實是個難點，教師通過兩次的對比試驗讓學生發現判斷甜度的本質，從而使學生化難為易，突破了教學中的難點。

五、數學實驗能深化數學應用意識

應用數學知識解決實際問題，是數學教學的出發點和歸宿。發展學生的應用意識是數學教學的重要目標之一。通過數學教學，幫助學生樹立數學應用意識是素質教育的一項重要任務。這就要求教師必須創設一種實驗環境，使學生能受到必要的數學應用的實際訓練，否則強調應用意識就成為一句空話。通過數學實驗可以很好地拓展學生的思維，并且通過實驗習得的知識學生掌握得更扎實，理解得更透徹，因此也能更好地應用。

【教學片段五】鞏固練習 深化認識

教師出示三個相同的水杯，裝入同樣的水，再分別往這三杯水里放入不同的糖，讓學生判斷哪杯甜。

由于有了上兩個實驗做基礎，所以這個問題學生很快都能回答出來：水一樣多，糖放得越多的越甜。

教師出示第二題：下面兩個杯子里的糖水一樣甜，你能判斷哪個杯子里放的糖少一些嗎？

這題其實是對于上面實驗的鞏固和提升，當兩個杯子里的甜度一樣，但是水不一樣的情況下，讓學生比較哪杯水里放的糖少，讓學生逆向思維，從結果到條件思考，讓學生的思維又一次得到了鍛煉。

（設計意圖：通過兩題變式的訓練，讓學生對于知識有個鞏固和提升，讓學生的數學思維再次得到提升。）

總之，在數學課堂教學中，數學實驗為數學思想和方法注入更多更廣泛的內容，讓學生更有效地掌握了數學知識，更重要的是提高了學生學習數學的積極性，使學生有時間去做更多的創造性的工作，有利于培養學生獨立思考的學習品質和探索精神，有利于提高學生分析問題和解決問題的能力。相信有了實驗的課堂一定會更吸引學生，對提高學生的數學學習能力會更有效。

參考文獻：

[1]陳志明.淺談新課標下如何引導和培養學生提出數學問題[J].中學數學教育，2005（11）.

（浙江省衢州市新世紀學校 324002）