數學實驗在數學教學中的重要作用

王蘇偉

[摘 要] 隨著我國素質教育的大力推行，義務教育新課標給小學數學教學也提出了新的要求：要求學生在學習過程中能夠有足夠的時間進行實驗，通過實驗來進行問題的探索與發現，尋求更加科學合理的問題解決辦法。數學實驗對培養學生的數學問題意識有很大的作用。

[關鍵詞] 小學數學；數學實驗；創新能力；實踐能力

素質教育新理念給教師和學生在學習過程中的地位提出了新的要求：要求教師變原來的主體地位為主導地位，教師在學習過程中擔當引導者。而學生才是學習的主體，學生不再是知識的接納器，而是知識的探索者。讓學生在學習過程中“活”起來，積極思考、主動探求，通過親自實驗去發現、思考、解決問題，在探究中培養學生的數學思維、創新能力、數學應用意識，在數學實驗中提升學生的思維品質。

一、數學實驗能夠增加學生的學習內驅力

在數學實驗過程中，學生利用現有的知識，對所見事物進行思考，對將要學習的內容進行假設和論證，讓課堂學習過程從聽課變成實際操作，由他們自己得出結論，從而對知識的信賴程度大大加強。對于活潑好動的小學生而言，與其想讓他安安靜靜地坐下來聽課，不如讓他們積極主動地參與到實驗過程中，讓他們通過實驗這種學習方式愛上數學，增加學習數學的內驅動力。實驗為小學生學習數學搭建了一個自由的平臺，學生通過實驗儀器，親手探索，發現知識、認識規律，加深了對知識的理解。如在小學三年級學習重量單位的時候，可以讓學生通過實驗物品進行估量、假設，然后通過天平對物品進行掂量，進一步進行稱量，說一說自己感知的與親手實驗的結果是否相符。試驗方法可以設計如下：拿兩袋食鹽稱一稱，得出結果為1千克。然后讓學生掂量一下1千克重量的感覺。之后拿出幾個蘋果，掂量一下幾個蘋果大概有1千克，估計完以后用天平稱一稱，由此建立起千克的認識。當學生對千克有了初步認識以后，拿出1千克的棉花和1千克的鐵塊，讓學生看一看，從視覺上兩種東西哪個重。有的同學認為棉花體積大，肯定會更重一些。隨后讓學生拿在手上感覺一下，是不是棉花重，此時有的同學就會感覺差不多，但是還有同學感覺棉花稍微重一點。這時候就用天平來測量，發現1千克的棉花跟1千克的鐵塊是一樣重的，得出結論：物體的重量不僅僅跟體積有關系，還跟物體的密度有著密不可分的聯系。最后，讓同學們說一說生活中的物體的質量，進一步感悟對千克教學的認識。

二、數學實驗可以培養學生的抽象思維能力

在小學中低年級，學生的抽象思維能力較差，知識的獲取更多地依賴直觀感受。而在數學的學習過程中，存在好多抽象的概念，這些概念僅僅依靠教師的說教很難讓學生真正理解。學生即使死記硬背，把一些概念性的知識記住，也很難理解其形成和發展的過程，不利于學生把握知識的實質，也不利于學生把知識內化。所以在小學數學教學過程中，教師可以利用實驗把一些抽象復雜的數學知識直觀地呈現在學生面前，使概念更加形象具體。這樣使學生的學習變得更加輕松，也使學生深刻地理解知識的演變過程。同時通過實驗培養學生積極探索、勇于進取的精神。

例如，執教小學《平行四邊形》一課時，教師可以把這課設計成實驗教學，讓學生在實驗教學中體驗圖形轉化的樂趣，需要準備的器材有三角板、卡紙、剪刀等。實驗過程：利用三角板在卡紙上畫一個平行四邊形，用剪刀剪下來。然后用剪刀把平行四邊形剪裁，拼成學過的長方形。通過拼接發現平行四邊形的底就是長方形的長，平行四邊形的高就是長方形的寬。由所學知識：長方形的面積=長[×]寬，可出結論：平行四邊形的面積=底[×]高。通過實驗把新舊知識緊密結合在一起，把抽象的概念變成了直觀的感受，學生認識到了知識之間的聯系，由舊知識掌握住了新知識。

三、數學實驗可以發展學生的創新能力

數學實驗使得學生在實驗過程中，提高了動手能力和思維能力，實驗結束后學生通過數學語言把得到的結論表達出來，這也就提高了語言表達能力。所以說數學實驗從各個方面都提高了學生的思維品質。學生通過實驗親身感知知識的轉變過程，更加鞏固了對結論的理解和把握，也培養了學生的實驗意識和創新能力。創新意識是學生基于所掌握的舊知識，通過親手實驗發現問題、探尋解決辦法，動腦思考、動口與同學交流，在此過程中使手、腦、口相結合，活躍了思維，培養了創新意識。動手、動口、動腦的過程調動了學生的多種感官，使學習過程中直觀感覺與思維并進，發現事物的本質，進而朝著更加深層次的知識進行探究。如在小學五年級下學期學習圓的周長這一知識時，教師在課前布置家庭作業：讓學生利用工具測量出一個圓的周長，并且在班級群里討論自己的測量方法。有的同學采用線繞圓一周進行測量，有的同學把圓剪下來做好標記，在紙上進行滾動，用直尺測量滾動軌跡。教師找出幾個具有代表性的實驗過程，在課堂上進行展示，總結出化曲為直的思想。

例如，學生在學習軸對稱圖形時，遇到了平行四邊形是不是軸對稱圖形這一問題，教師就可以讓同學親手剪裁出平行四邊形，學生通過對折發現不是軸對稱圖形。但是有的同學剪裁出的平行四邊形是軸對稱圖形，因為他的平行四邊形是菱形。此時教師進一步引導學生理解一般與特殊的關系，學生通過一般平行四邊形進行實驗就可以得出正確的結果。再如在學習圓柱體的側面積的時候，教師提供給學生直筒形狀的圓柱體、卡紙、剪刀、尺子等工具。讓學生思考如何測量圓柱體的側面積，看看誰的辦法多，誰的辦法最有效。有的同學就把圓筒形狀的圓柱體剪開成一個長方形或者平行四邊形，利用長方形或平行四邊形面積的解法來求圓柱體的側面積。有的同學通過滾動發現滾動軌跡正好是一個長方形，利用長方形面積的求法來求圓柱體的側面積。學生通過實驗發現了新知識圓柱體的側面積跟舊知識長方形或者平行四邊形的聯系，利用已經掌握的知識來解決新的問題，從中感受到了創新的樂趣。

四、數學實驗培養了學生理論聯系實際的學習品質

數學知識來源于現實生活，數學知識的學習也是為了更好地解決生活中的實際問題。數學新課標也指出：在小學數學思維提升的教學過程中，要關注學生的數學應用意識。在數學教學過程中，教師應當有意識地引導學生把課本上的數學知識與生活中的現實問題聯系起來，讓學生學會在實際生活中找到數學問題，也要引導學生能夠利用數學知識去尋找現實問題的解決辦法。生活中存在著許許多多的數學問題，如利用太陽的影子來測量一個較高物體的高度、利用教室內每一塊地板磚的面積和所用地板磚的數量來量教室地面面積、一棟樓里住戶的統計等，這些實際問題都可以用所學到的數學知識來解決。如讓學生觀察車的輪胎，為什么所有的輪胎都采用了圓形，而不采用方形呢？教師就可以讓學生親手滾動一個圓和一個正方形，讓他們感知兩種不同形狀的物體的滾動高度，同學們發現圓形車輪在滾動過程中，高度是固定的，這樣車輛就不會上下顛簸，會給乘客舒適的感覺。

總之，數學實驗是一種有效的教學手段，可以使學生在實驗過程中把握數學知識的來源，更加深刻地理解知識。正如一位教育學家所說：“聽過的話我會忘記，看過的事物我會記住，做過的事情我會理解。”由此可見，動手實踐在學習過程中能夠起到意想不到的效果，也符合當代素質教育的核心要求：培養學生的創新意識和探究能力。

參考文獻

[1]林碧珍.數學思維養成課——小學數學這樣教[M].福州：福建教育出版社，2013.

[2]張維忠，汪曉勤等.文化傳統與數學教育現代化[M].北京：北京大學出版社，2006.

責任編輯 王 慧