開展數學實驗教學提高學生數學素養

曹文慶

小學階段正是學生發展思維、開闊視野、提升數學素養的絕佳時機，但在數學教學中，僅靠教師講解理論知識是遠遠不夠的，因為缺乏實踐的體會和經驗，學生就不能真正內化所學知識，而實驗教學則給學生提供了動手操作的平臺。通過實驗教學中的動手操作，不僅能激發學生思考、探究的動力，經歷整個實驗過程，加深學生對所學知識的印象，培養學生的創新能力，而且可以拉近學生和數學之間的距離，讓學生愛上數學實驗，進而喜歡上數學學習，最終實現提升數學學習效率和數學素養的目的。數學這門科學需要觀察，也需要實驗。 學生應該重走人類掌握數學的歷程，從直觀 具體的實驗階段走入抽象的理論階段。”當 然，數學實驗的對象不僅僅是儀器、設備，還 包括具體的實物模型以及算式、圖形等。而 且，小學生的心理特征，決定了他們喜歡參與 有趣的活動，喜歡從“玩”中學。因此，在小學 數學教學中，引入實驗，引導學生通過實驗操 作、現象觀察以及合情推理、數據分析，來建 構知識、解決問題，可以大大提高學生對數學 的興趣和認識，同時發展學生的數學思維。

一、開展數學實驗的意義

學生由于年齡小，在面對抽象的數學知識時，會產生一定的畏難心理。在小學數學教學中開展實驗活動，不僅能讓學生主動參與實踐活動，還能有效激發學生的學習興趣， 增強數學的趣味性。相較于傳統的灌輸式教學，實驗教學能夠調動學生的主觀能動性和積極性，原因有二。第一，學生在實驗中能動手操作，這能夠激發學生的興趣。第二，實驗教學的形式新穎豐富，能夠集中學生的注意力。所以，數學教師在組織設計實驗時，要注重學生的興趣愛好，關注學生的學習需求，從學生的角度出發，消除學生的畏難心理， 讓數學知識內容變得更加有趣。數學與生活有著千絲萬縷的聯系，小學生缺乏學習經驗，卻擁有豐富的生活經驗，教師可以從實際生活著手組織實驗。除此之外，教師還可以從學生感興趣的事物著手，讓學生在實踐中動手動腦，提高其數學水平。

例如，在帶領學生認識“角”時，為了增強課堂趣味性， 筆者組織學生進行自主探索，用不同的材料和方法去做角， 感受角的大小。在這個實驗中，學生需要動手嘗試做角，并在組內進行交流和展示，然后小組成員交流做法。在實際操作過程中，一共出現了以下幾種做法：用兩根小棒搭出一個角、用紙折出一個角、在釘子板上拉出一個角、在方格紙上畫出一個角、用剪刀在紙上剪出一個角;把兩根硬紙條釘在一起， 做大小相同的角等。實驗完成后，學生掌握了很多做角的方法，并在動手操作中將概念抽象化，建立表象，充分理解了角的概念，發展了空間觀念。學生對這樣的活動非常感興趣， 課堂氛圍十分活躍，推動了后續教學的發展。

二、組織數學實驗策略

1、采用典型內容，促進實驗高效

在數學教學中，實驗是非常重要的內容，但這并不 意味著教材中的所有知識都要通過實驗才能開展教學， 有些知識可能只需要進行理論講解即可，而有些知識融 入實驗教學則更能幫助學生理解與掌握。因此，在教學 之前，教師必須提前鉆研教材內容和了解學生的實際情 況，做好相應的實驗計劃，制定科學合理的教學目標。需要注意的是，教師必須挑選足夠典型的內容來開展實 驗教學，只有這樣才能確保實驗教學的有效性和學生學 習的高效性。

例如，教學《長方體的認識》一課前，由于長方體是立體圖形，教師考慮到如果觀察實物的話，學生會對這一知識點有更加清晰的認知，并且能加深學生對所學知識的記憶。于是，教師在課堂上開展實驗教學，組織學生觀察、觸摸、拆分、組合長方體，引導學生自主探究、歸納出長方體的特征，并遷移到正方體的學習中。正是由于長方體的特征非常有利于觀察和探究，所以學生通過動手操作，真正理解和掌握了長方體的特征，這比教師直接講解長方體特征的效果要好得多。因此，在課堂教學前，教師要深入鉆研教材和分析學情，只有這樣才能提高實驗教學的有效性。

2、巧制實驗材料，培養創新能力

新課程要求教師進行素質教育，如果沿用“灌輸式” 的傳統教學方式，則很難提升學生的核心素養。在數學課堂中融入實驗教學，不僅能幫助學生提高實踐能力， 還能培養學生的創新精神。因此，在實驗教學中，教師 不僅要給學生創造更多動手操作的機會，增強他們的實 踐能力，而且要激勵學生自制實驗器材和準備實驗材 料，使學生通過自己的親自動手獲得深刻感知，從而更 有效地培養學生的創新能力。

例如，教學《圓柱體的表面積》一課時，教師沒有在課始就將圓柱體模型進行拆分講解，而是組織學生制作 圓柱體，引導學生對圓柱體的各部分進行拆、剪、粘等操 作活動。在操作過程中，學生理解了圓柱體的底面由兩 個完全相同的圓組成，了解了圓柱體側面展開圖的不同 情況。隨后，教師讓學生仔細研究自己制作的圓柱體， 并分析在制作過程中遇到的問題，帶領學生逐步深入探 究圓柱體側面的長、寬與底面周長及高之間的關系。正 是通過親手制作和準備實驗器材，培養了學生的思辨能 力和創新能力，提高了他們的動手操作能力，使學生在 親自動手中體會到數學學習的樂趣，真正愛上數學學 習。

3、深入實驗探究，挖掘思維潛力

數學實驗不僅僅是動手操作，也是大腦快速運作的 過程。培養學生的自主學習能力，實現數學課堂由“教” 向“學”的轉變，是小學數學實驗教學的重要方向。因 此，在數學實驗教學中，教師要給予學生有效的引導，讓 他們對實驗進行更加深入的探究，從而促使學生逐步加 深對所學數學知識的理解，增強學生的觀察力、分析力 以及表達能力，進一步提升學生的數學素養。

例如，教學《長方體和正方體的認識》一課時，教師先讓學生觀察、觸摸長方體并提問：“同學們，你們知道長方體一共有多少個面嗎？”問題提出后，學生紛紛開始 數起來，大部分學生最后都數出長方體一共有 6 個面。為了讓學生深入思考，引出課堂教學內容，教師繼續提問：“同學們用了多種方法來數長方體的面，但如何才能能保證沒有重復或遺漏呢？”于是，學生討論交流，最后 得出結論：可以按照前后、左右、上下的順序來數長方體。

數學實驗不僅可以應用于新知探究的教 學，而且可以應用于解決問題的教學。在解決問題的過程中，數學實驗的合理介入可以 幫助學生進行更為深入的思考，有效促進學生推理（分析、判斷）能力的發展。在小學數學教學中進行實驗教學具有較強的可行性，不僅能夠激發學生的數學學習興趣，而且有助于提高學生的數學學習水平和能力，是一種一舉多得的教學途徑， 值得教師進行研究和推行。