數學實驗讓數學探究更深入

劉桂芹

【關鍵詞】數學實驗;數學探究;專用實驗室;社團實驗;家庭實驗

《義務教育數學課程標準（2011 年版）》指出：學生學習應當是一個生動活潑的、主動的和富有個性的過程。認真聽講、積極思考、動手實踐、自主探索、合作交流等都是數學學習的重要方式。學生應當有足夠的時間和空間經歷觀察、實驗、猜想、計算、推理、驗證等活動過程。蘇霍姆林斯基認為，“孩子的智慧長在手指上”。皮亞杰也說過，“智慧的花是開放在手指尖上的”，“抽象的思維源于動作，孩子學習數學是在擺弄實物中學習”。因此，進行數學實驗很有必要。下面，本文結合具體課例，來談談如何借助數學實驗促進學生的數學探究。

1.專用實驗室讓探究走向深入。

荷蘭數學家弗賴登塔爾曾明確指出：“要實現真正的數學教育，必須從根本上以不同方式組織教學，要有個實驗室，學生可以在那里個別活動或是小組活動。”結合玩中學、做中學的理念，我校于2013 年10 月正式建成專用數學實驗室并交付使用。后來隨著不斷發展，數學實驗室的內涵得到了豐富，外延得到了拓展。我們致力于創建大空間、全場域的數學實驗室。由單一的數學實驗室走向全校班班都有數學實驗室，由學校實驗室走向家庭實驗室，由實體化數學實驗室走向虛擬形態數學實驗室。實驗內容不僅有一些傳統的數學實驗，如測量、操作、演示、堆壘實驗、拼合實驗等，還在數學教材內容之外增加了一些自主拓展性研究，并搭建了數字化網絡實驗平臺。學生在實驗過程中經歷觀察、感知、操作、模仿、收集、參與、嘗試、發現、探索、思考等活動過程，在一定程度上實現了深度學習。如教學蘇教版四上“可能性”，如果教師只是單純地告訴學生拋硬幣確定概率，往往難以令學生信服。若真讓學生不斷實驗，既耗時又枯燥乏味，即便學生努力堅持實驗下去但數據量還是遠遠不夠。這時就可以先讓學生實地簡單操作一下，體會大概流程，然后發揮虛擬形態數學實驗室的優勢，引入計算機模擬實驗，提供更多更大的實驗數據支持結論的產生。將操作性實驗和計算機模擬實驗相結合，既能讓學生直觀感受到事件發生的可能性規律，也節省了實驗操作的時間。

2.社團實驗讓數學探究走向自覺。

為了豐富學生的業余校園生活，我校開展了豐富多彩的社團活動，其中就有數學社團。在數學社團里，師生齊聚數學實驗室，既可以圍繞固定的主題進行大專題研究，也可以就自己感興趣的問題自發進行小課題方向研究。遇到有疑問的地方，學生隨時可以走上各試驗臺，自主進行探究活動。

如數學課上學習了立體圖形的底面、側面和表面，一些學生特別想知道物體的截面長什么樣子。于是，社團老師相機組織了一個主題為“可以截出幾邊形”的探究活動。首先引導學生從簡單的正方體開始研究，學生先觀察，并在腦海中想象一番，然后進行實驗研究，驗證自己的猜想。橫著截，豎著截，斜著切，學生截出了三角形、四邊形，并探究這些截面邊和頂點的特征。教師繼續提問：還能截出幾邊形？學生猜想五邊形、六邊形。接著，借助裝有紅顏色水的密封正方體盒子繼續探究，慢慢轉動擺弄盒子，水靜止時的液面相當于幾何體的截面，探究活動增添了幾分挑戰和趣味。這個內容是由學生自己的好奇心點燃的，因而探究是學生自覺的行為，效果出奇得好。

3.家庭實驗讓數學探究更加延展。

傳統課堂教學時間有限，對教學內容也有一定要求。家庭實驗能讓教學內容得到進一步延伸。如我校二年級學生寒假期間開展了“蒜寶比賽”實驗活動。學生在家長的幫助下把蒜頭種下，并觀察蒜頭在生長過程中的變化，數蒜苗、蒜葉的數量，測量蒜葉的高度和寬度，計量蒜須的長度和數量，既鞏固了厘米和毫米的知識，也練習了測量的技能，還寫了蒜寶成長觀察日記。開學后，全班進行了蒜寶選美比賽，并讓學生用自己種出的蒜苗制作美食。在這一系列活動中，學生的綜合能力得到了有效的提升。

綜上所述，小學數學實驗能夠提升學生的探究能力，提高學習效率，推動數學學習向更深處發展。教師應靈活運用數學實驗這一方式，并努力設計開發出更多有利于學生探究的優質實驗。