優化小學數學實驗教學“三策略”

王芝蘭

[摘要]數學實驗是數學探究的一種有效形式，通過創設問題場景，引發學生數學實驗需求;通過融入游戲元素，激發學生數學實驗興趣;通過關注過程建構，喚醒學生數學實驗意識的策略進行探究，使學生自主研究。這不僅有利于提高學生對課堂學習的參與度，也能夠真正使其成為知識的發現者和歸納者。

[關鍵詞]數學意識;實驗教學;策略

[中圖分類號]G623.5

[文獻標識碼]A

[文章編號] 1007-9068（ 2020） 29-0091-02

著名的數學家歐拉認為，對于數學這門學科而言，不僅需要認真觀察，也需要展開各種實驗。數學這門學科本身就具有非常典型的抽象特質，基于這一特點，上課時僅僅依靠教師枯燥的講解，很難使學生真正體會抽象的概念以及基本公式。對此，教師要對學生的年齡特征以及思維特性進行把控，在課堂教學中引入實驗活動，利用實驗幫助學生學好數學。

一、創設問題場景，引發學生數學實驗需求

在小學數學課堂上，開展數學實驗教學應遵循“問題一猜想一實驗一交流一結論”這一基本模式。問題是開展實驗教學的關鍵起點。因此，教師要善于根據教學內容為學生創設問題場景，以此引發學生的實驗需求。

例如，在教學“多邊形的面積”時，教師為學生設計一道習題：一張長方形紙的長和寬分別為16厘米和12厘米，如果從中裁剪一個底為4厘米、高為3厘米的直角三角形，最多能得到多少個？答錯的人很多，主要原因是學生一方面明顯缺乏與此相關的生活經驗，另一方面缺少實驗操作。為了幫助學生突破思維禁錮，順利觸及問題的本質，教師引入了數學實驗。

實驗1：如果在這張長方形紙上裁剪邊長為4厘米的正方形，最多能夠得到幾個？帶領學生先畫再分，然后組織學生展開交流，最后提煉出具體的方法：①用長方形的面積除以正方形的面積;②以長方形的長邊、寬邊分別進行裁剪。然后對比這兩種方法。

實驗2：同樣是對這張長方形紙進行裁剪，將其裁剪成若干個邊長為5厘米的正方形，最多能得到幾個？仍然要求學生先畫再分，并展開探討：是否可以沿用實驗1的思路？請說出理由。這一實驗就是為了引導學生展開自主辨析和反思：在哪種情況下按長邊、寬邊兩種裁剪方法都可行？

實驗3：如果所裁剪的是長和寬分別為4厘米和3厘米的長方形，最多能夠得到幾個？沿用之前的方法，組織學生展開對比：哪種方法最便捷？這一過程中應當注意哪些問題？

學生在進行這3個實驗的過程中，他們首先進行了獨立思考，并主動與同伴合作探究。在這個過程中，他們體驗到了化復雜為簡單這一思想方法的重要性，從而順利地解決了習題。

以上案例中，正是因為教師給學生創設了具體的實驗問題場景，才使學生產生了開展數學實驗的需求。在經歷3個實驗的過程中，學生順利地解決了問題，有效地提高了他們數學思維能力。

二、融入游戲元素，激發學生數學實驗興趣

數學實驗具有數學性以及實驗性的雙重特點。所謂數學性，是指其中所蘊含的是數學的本質;所謂實驗性，是其中應當充滿童趣，以學生喜愛的活動形式進行呈現。

例如，在教學“長方體和正方體的體積”時，學生已經基本了解如何求長方體的體積，即借助正方體木塊的擺放來求。但因為在日常生活中，很多長方體物體是難以實現剪切、拼擺的，如電視、冰箱等，那又該如何計算它們的體積呢？對此，教師可以采取數學游戲的方式組織實驗教學。

（1）擺一擺：借助體積為1立方厘米的正方體擺成多個不同體積的長方體。

（2）看一看：認真觀察這些長方體，它們的長、寬、高分別是多少？用了多少個正方體？體積是多少？將這些數據填寫于表格中（表格略）。

（3）想一想：如果正方體的數量不夠擺滿1個長方體，又該怎么辦？

通過游戲，學生展開了多角度地觀察以及思考，有學生認為在計算長方體體積的過程中，只需要擺一行、一排或者一層即可。也有學生認為不需要擺，只需要知道長方體的長、寬、高即可。通過具體的動手操作以及思維碰撞，學生發現長方體的體積實際上就是其所包含的若干個正方體的單位體積之和。

以上案例中，教師設計的數學實驗既充滿了自主探索性，又充滿了游戲性，學生可以在這一過程中邊思、邊玩、邊做，真正實現了做思共生、學創合一。而對于教師來說，應當適當隱去其中的關鍵實驗素材，這樣就能夠使學生在游戲的過程中產生更深層面的思考，也能夠將數學實驗引向深處，促進數學知識與學生之間深度交融。在組織實驗教學的過程中，關鍵是要使學生親歷這些實驗過程，這樣才能使學生了解實驗的操作方式，通過實驗獲得更豐富的知識，能夠靈活運用數學實驗，有效解決數學問題，實現智力和實踐能力的雙重提升。

三、關注過程建構，喚醒學生數學實驗意識

對于小學數學的實驗過程而言，不僅是學生解析數學世界的過程，同時也是推動自身文化建構的過程，更是實現自我發展的過程。對此，教師必須要對方案的設計、內容的整合以及動手操作等一系列活動進行設計，使其既能夠提高學生的親歷度，也能夠展現學習的自主性以及多元性，能夠為知識的選擇提供更為寬廣的空間。

例如，在教學“樹葉中的比”時，教師設計了以下實驗過程。（1）走進樹葉的世界：在這一環節中，需要由學生自主完成對樹葉的采集、觀察以及標本制作，體會樹葉的不同形狀以及變化。（2）探究樹葉的規律：學生通過觀察自主提出猜想，之后親歷數據收集、歸納以及驗證等一系列活動。（3）續寫樹葉的奧秘：完成對樹葉規律的總結，然后將具體的探究過程、探究體驗和感悟以數學日記的方式記錄下來。這樣，學生在這個過程中就進行了數學學習的過程性建構，有效激發他們的數學實驗意識。

杜威認為，為兒童提供的課程，首先應當成為兒童生活中的一個重要構成，這樣才能夠使兒童獲得愉快的學習經驗。上述教學案例中，具體的實驗以及學習過程是學生積累經驗的歷程，數學實驗不僅能夠有效喚醒學生的自我探索意識，也有助于學生發展文化生長意識。

總之，數學實驗應當回歸兒童文化，這樣才能有效體現學生在學習過程中的主體地位。數學實驗既能激發學生的游戲精神，也最終落于親歷實驗的過程，真正實現向兒童文化的回歸，使學生體會到數學這門學科所蘊含的奧妙。

（責編 覃小慧）