將數學實驗引入小學數學教學,能夠改變學生的學習方式,讓學生拋開重復機械的“題海戰術”,走進豐富美妙的“數學花園”,自己動手“折騰數學”,“連蒙帶猜”地尋找規律,且不過分追求結果的系統性和完整性,而充分經歷發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的過程,去應用、去創造,充分激發數學學習興趣,加強主體參與意識,并增強實踐能力,提高創新意識。具體來說,小學數學實驗可以有如下教學策略:
一、創設情境,引導學生探尋問題
“學起于思,思源于疑。”思維是學習的起點,而矛盾、疑惑和問題是思維的“啟發劑”,它能使學生的求知欲由潛伏轉入表露,能調動學生思維的積極性和主動性。因此,要促使學生積極地探尋、發現問題,教師應創設問題情境,在學生熟悉的生活情境中,在充滿趣味的故事情境中,在出現認知沖突的矛盾情境中,促使學生主動發現數學問題。同時,這些問題既要適合學生已有的知識能力,又需經過一番努力才能解決,從而激發起學生的疑惑與思索,促使學生形成強烈的探索欲望,提高學習的目的性和自覺性,培養獨立思考能力和積極探索的精神。
例如,教學《圓的面積》一課時,教師采用多媒體動畫演示:在一片大草地上,一只羊被長3米的繩子拴在木樁上吃草。由此引導學生思考:它最多可以吃多少平方米的草呢?動畫把學生帶入了隱含數學問題的生動有趣的情境中,學生經過思考探尋不難發現,這就是要求圓的面積,從而激發了進一步實驗探究圓的面積公式的主動性。
二、親歷體驗,幫助學生突破難點
對于教學中的一些疑難點,如不借助于一定的實驗手段,讓學生親身體驗,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。
例如,在教學“含鹽率百分數”時,學生由于缺乏自然科學中的有關知識,很難理解這部分內容。這時,教師可以借助實驗的方法來解決這一問題。 先讓每位學生準備一個水杯和2份50 g鹽。教師在講清百分數的概念的基礎上開始實驗:首先用量杯給每位學生倒200 g水,讓學生把50 g鹽加入水中,提問:“這杯鹽水有多少克?那么鹽水中的含鹽率是多少?”學生自然地回答出:“鹽鹽水×100%=含鹽率。”這時讓學生嘗嘗咸味,感受一下。其次讓學生把剩下的50 g鹽加入鹽水中,提問:“這時鹽水的含鹽率又是多少?”學生也能回答出。這時再讓學生嘗嘗咸味。學生發現鹽水比原來咸多了,從而真實地體驗到鹽的質量分數增大了。通過實驗,學生獲得了豐富的感性認識;通過對實驗分析、概括、推理、判斷,學生的認識上升到理性的高度:鹽的質量分數=鹽的質量鹽水的質量。這樣處理,遠比教師空洞的說教效果要好。
三、主動探究,培養學生創新思維
數學理念的抽象性通常都以某種“直觀”的想法為背景。作為教師,就應該通過實驗將這種“直觀”的背景顯現出來,幫助學生抓住其本質,了解它的變形和發展以及它與其他問題的聯系。為此,應該把數學材料中的基本原理、基本結構等抽象的知識設計成可以操作的活動,把固定的、沒有感情色彩的書本知識轉變成靈活的、富有生命力的活動,讓學生在活動中探索,通過實驗發現知識,真正地理解和掌握知識,并在過程中感悟思想方法,獲得活動經驗。這時,應該給學生充分的思考時間和設計機會,并且不苛求學生走教師所設計的思路,而倡導學生獨立思考、積極思維、自主創造。
例如,教學《圓錐的體積》一課時,教師先讓學生猜想:“圓錐的體積可能與什么形體的體積有關?”學生回答:“可能與圓柱體的體積有關,因為圓錐和圓柱有共同之處,都有一個面是曲面,底面是圓形的。”然后,教師再讓學生思考:“圓錐和圓柱的體積之間可能存在什么樣的關系呢?用什么方法可以發現?”學生討論實驗方法后開始分組實驗。起初,各組隨機選取圓錐和圓錐,通過匯報得到匯總結果(如表1)。學生觀察結果后產生了疑問:圓錐與圓柱的體積之間并沒有相對固定的關系,這與先前的猜想發生了矛盾,是什么原因呢?學生進一步觀察分析,發現研究圓錐與圓柱的體積之間的關系時,還要注意它們之間的底和高的關系。由此,各組進一步比較圓錐和圓柱的底和高,通過匯報得到匯總結果(如表2)。學生再次觀察結果,得出正確結論。
四、動手操作,提升學生應用意識
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。
例如,學校每年要舉行運動會。對此,可以組織學生畫運動會場地。其中,跑道的線寬、道寬一般都有規定的標準,當100m、200m、400m等跑步項目的終點位置確定時,其起點位置如何確定?相應的每條跑道的“前伸”距離又怎樣確定?另外,標槍、鉛球、鐵餅等投擲項目的場地怎樣畫?相應的角度怎樣確定?這些問題應用到的數學知識雖簡單,但是實際操作起來卻并不簡單。通過教師的指導,可以使學生領悟到跑道上也蘊含著豐富的數學知識。