小學數學探究實驗教學的深度思考與實踐

楊藜菲

摘要：數學實驗是學生數學學習的重要載體，小學階段的數學實驗是學生通過觀察、操作、實驗等實踐活動，收獲知識、提高技能、積累經驗、發展應用意識的一種重要學習方式。實施數學實驗，學生在課堂中“會觀察”“敢質疑”“勤動手”“動思結合”，經歷了知識完整的成型過程，在實踐操作中感悟數學、習得知識、積累基本的活動經驗。深度學習、真實研究，把“熾熱”的思考付諸于雙手的觸摸，讓“思考”變為行動、成為習慣。有效的數學實驗，調動多種感官共同參與，能賦予學生數學學習的生長力量，讓兒童和數學深度遇見，提升數學核心素養。

關鍵詞：小學數學;探究實驗;深度思考

數學實驗教學迎合了做數學的要求，給學生提供了實踐操作和綜合鍛煉的機會，因此能夠充分調動學生的學習熱情，提高學生核心素養，徹底轉變以往單調乏味的數學教育模式。小學數學教師要抓好數學實驗教學，根據核心素養的發展要求設計數學實驗活動，把以人為本和做數學的觀念融合到數學教學當中，達成課程教學目標的同時保證教學質量。

一、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環境。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。

二、按照由點到面的方式確定教學目標

實驗目標會直接影響教學活動的整體開展效益，因此，若要實現理想的實驗教學效果，制定科學合理的實驗目標十分重要。筆者認為小學數學實驗教學主要包括兩個方面的目標：一是為了鼓勵學生進行知識探究，即以事實和現象為基礎，深化學生思維，揭開問題背后隱藏的真相本質;二是為了驗證實驗結論，通常是從實驗結論自身的角度入手，通過有效措施檢驗實驗結論的正確性，確定實驗結論是否成立。相比之下，通過實驗的方式對實驗結論進行驗證的過程中需要考慮諸多因素，但要求學生有較強的數學思維。下面以“圖形與幾何”實驗教學為例，對此進行詳細闡述。

“平行四邊形的認識”是“圖形與幾何”實驗教學比較具有代表性的知識課程。以往在進行實驗目標定位時，教師一般會將“探索平行四邊形的特征”作為教學目標。在此目標下，要求學生通過實驗操作，對“兩組對邊平行且相等”“對角相等”等實驗結果加深認識。顯然，這樣的目標定位并不科學。很多學生通過實驗學習，除能說出平行四邊形對邊相等外，沒有其他任何發現。教師若能重新定位教學目標，將“驗證平行四邊形的特征”作為本節課程的實驗目標，教學結果將會發生較大改變，學生不僅需要充分調動自己過往的學習經驗假設平行四邊形的特征，還要靈活選擇工具對假設結果進行檢驗。

通過這樣一個案例就可以發現，不同的實驗目標定位，教學結果截然不同。因此，在進行數學實驗目標設定時，教師必須從學生的認知水平以及教學內容自身的特點出發，在確定實驗目標的過程中始終堅持由點到面的基本原則，在此基礎上切實保證實驗教學活動開展的效果。

三、突出實驗教學，促進學生理解

隨著新課程的改革，新課程標準也提出了需要對學生的實際動手能力進行培養的教學理念和目標。在這樣的理念和目標中，小學數學教師就需要以數學教材為基礎，對學生展開實驗教學。蘇霍姆林斯基曾經說過，人是有一種希望自己是發現者、研究者和探索者的需求的，此種需求在人的內心深處根深蒂固。而在兒童的精神世界中，此種需求更是極為強烈。因此，在實際的小學數學教學中，教師應該在實驗教學的開展中，對實驗探究的素材進行良好提供，以此讓學生能夠在數學實驗中，對相關的數學知識進行學習，從而強化其對知識的獲得能力。

比如教師在對六年級下冊的《圓柱和圓錐》知識進行講解時，為了讓學生在對圓柱和圓錐的相關知識進行學習之后，加強對相關知識的記憶和實際應用，教師在實際教學過程中，就應該展開實驗教學，并在對實驗教學進行突顯后，對學生的主體學習作用進行發揮。使得學生能夠在數學實驗當中，對“提出猜測-設計實驗-動手操作-得出公式”這一自主探究學習的過程進行凸顯。在課堂上，教師還可以將課前準備好的底和高都相等的兩個圓柱圓錐展示出來，并讓學生利用自己手中的學習工具，通過對實驗的深入，對自身所提出的猜想進行驗證。學生可以到操場上，利用沙子將手中的圓錐裝滿，然后將沙子倒進圓柱中，看若是想要將圓柱裝滿，需要來回幾次。利用這樣的方式，學生就可以以自己的設想為依據，對等底等高的圓錐和圓柱之間的體積關系進行自由探究，更是能夠讓其對圓錐體積的計算方法進行初步的掌握。從而能夠在加強學生對圓柱、圓錐體積運算方法的了解時，實現學生圓柱和圓錐知識學習質量和效率的提升。

總而言之，開展數學探究實驗，有利于學生主動地進行觀察、實驗、猜測、驗證、推理與交流，對豐富學生的數學學習體驗具有重要的促進作用。教師應從學生的視角出發，基于教材開發出更多經典的數學探究實驗，把探究的時間和空間還給學生，讓學生在自主合作交流的思維活動中去構建新的認知結構。

參考文獻：

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