加強實驗教學提高學生數學素養

《數學課程標準》中對實驗一詞提出過多次，如在基本理念中提出：“學生的數學學習內容應當是現實的、有意義的、富有挑戰性的，這些內容要有利于學生主動地進行觀察、實驗、猜測、驗證、推理與交流等數學活動.內容的呈現應采用不同的表達方式，以滿足多樣化的學習需求。有效的數學學習活動不能單純地依賴模仿與記憶，動手實踐、自主探索與合作交流是學生學習數學的重要方式。由于學生所處的文化環境、家庭背景和自身思維方式的不同、學生的數學學習活動應當是一個生動活潑的、主動的和富有個性的過程。”這里所說的“實驗”，就是指數學教學可以運用實驗形式進行。此外，《標準》還對如何實驗提出了要求，如：“我們不提倡用計算機上的模擬實驗來代替學生能夠從事的實踐活動（如在計算機上模擬“倒砂子實驗”，以使學生理解等底等高的圓柱體和圓錐體體積之間的關系）;我們不提倡利用計算機演示來代替學生的直觀想像，來代替學生對數學規律的探索。”

自從新一輪基礎教育課程改革實施以來，教師的教育、教學觀念發生了很大的改變，課堂教學也出現了嶄新的面貌，在小學數學教學上同樣也發生了巨大的變化。與傳統的小學數學教學相比，現在更注重發揮學生的主體作用，面向全體學生，重視學生的學習過程，但在教學的實踐過程中不可否認的是還存在一些不盡人意的地方。特別是在實驗教學方面，與新課程改革提出的要求還有很大的差距。例如很多教師在小學數學教學中對實驗教學重視不夠，習慣于認為數學學科是一門有著嚴謹系統的演繹科學，數學活動只是高度的抽象思維活動，不重視數學活動中的操作實驗;還有些老師在實驗教學時僅僅停留于實際操作的層面，而沒有把實驗操作的過程進行數學的“內化”，學生不能通過數學實驗發展起真正的數學思維等等，此外教師在實驗教學中還遇到一些困惑，例如班級人數太多如何有效組織實驗教學;如何處理好加強操作實踐能力和加強基礎知識、抽象思維能力之間的關系;在實驗教學中"“無本可依，無例可循”，感到教學無從下手現象等等。

新課改中數學教學的一個重要理念就是重視學生的知識形成過程，并指出動手實踐、自主探索與合作交流是學生學習數學的重要方式，而實驗教學正是實現學生動手實踐、自主探索與合作交流的一個很好教學方法。《數學課程標準》提在“過程性目標”中提出：“主動參與特定的數學活動，通過觀察、實驗、推理等活動發現對象的某些特征或與其他對象的區別和聯系”，在“關于學習內容”中指出：“推理能力主要表現在：能通過觀察、實驗、歸納、類比等獲得數學猜想，并進一步尋求證據、給出證明或舉出反例”。另外在小學數學教材中也用“說一說”、“做一做”、“試一試”、“實踐活動”等內容來增加學生動手操作環節，這其中也有很多是實驗教學的范疇。實驗在小學數學教學中的主要作用有以下幾點：

一、通過數學實驗，幫助學生理解數學概念

例如“體積”概念文字表述為“占空間的大小”，其本質屬性是空間觀與大小度的二合一，這對小學三四年級的孩子來說是十分抽象的，這時觀察實驗是體積概念建立過程必不可少的活動。因為借助透明玻璃杯和水位變化，借助視覺沖擊喚醒學生的經驗，可以在一定程度上將抽象的空間形象化，能幫助學生提升對“物體占空間大小”的感悟。

二、通過數學實驗，幫助揭示數學知識的本質

數學知識的抽象性通常都有某種“直觀”的現實為背景。作為教師，就應該通過實驗，反這種“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及與其它問題的聯系。例如“字母表示數”的教學中，提出下列問題：

1. 搭一個正方形需要4根火柴，搭兩個正方形需要7根火柴，搭三個正方形需要根火柴。
2. 搭10個、100個這樣的正方形需要多少根火柴？你是怎樣得到的？
3. 如果用x表示用火柴搭正方形的個數，那么搭x個這樣的正方形需要多少根火柴棒？

教師組織學生用小棒進行搭正方形的實驗，通過學生的操作實驗，探究交流，學生從多角度中去思考、去發現規律。通過類似直觀形象的實驗來闡述抽象的數學內容，這在教材中是很多的。通過這些實驗操作，一方面使學生能更深入、更扎實地掌握數學知識;另一方面，也使他們在思維上不能準確抓住事物的本質，提出符合實際的有創新的看法。

三、通過"數學實驗，幫助學生建立生活經驗

著名數學家華羅庚說過：“人們對數學早就產生了枯燥乏味、神秘難懂的印象，成因之一便是數學脫離實際。”數學學習是一種有意義的活動，只有從學生感興趣的實物、日常生活中的實例入手，讓學生在熟悉的生活情境中自己去發現數學問題，密切數學與生活的聯系，將數學與生活有機的整合到一塊，讓學生能從生活中感受到學習數學是“非常有趣的，也是非常有用的”，才能激發學生的學習興趣，吸引學生的注意力，增強學生的數學意識，達到“要我學”為“我要學”的目的，使學生“愿學”、“樂學”。通過數學實驗，正可以實現這一目的。例如在學習“可能性的大小”這一課中，通過摸球實驗“感受不確定性”、“感受可能性的大小”，建立可能性有大小的數學經驗。

四、通過數學實驗，幫助學生樹立正確的科學探究方法和精神

學生在課堂上進行的實驗，雖然是重復科學家已經發現的規律和結論，但是仍舊要遵循科學實驗的一般方法來進行，數學實驗是數學的“再發現”，能豐富學生的數學活動經驗，是一種充滿情感、富有思考的經歷、體驗和探索的活動。在數學實驗過程中使學生親歷數學建構過程逐步掌握認識事物，發現真理的方式和方法，培養創造能力，提高數學素養。