借助數學實驗開啟學生智慧

楊元元

摘要：在小學數學課堂教學中，借助數學實驗深度變革教學方式，將數學知識從靜態轉為動態，從結果轉為過程，讓學生動手動腦，在思考中做數學、在做數學中思考，啟思明理高度融合，師生共同經歷數學思維過程。在小學數學課堂教學中引入數學實驗教學方法，讓學生自主建構數學概念、探索數學規律、解決數學問題，旨在打開師生數學思維，讓師生體驗數學實驗帶來的教學思維和學習方式的變革，促進數學課堂智慧轉型，開啟學生智慧，促進學生數學素養的提升。

摘要：小學數學 數學實驗 學生智慧

一直以來，小學數學課堂教學以數學概念、公式、計算等為主，不少師生將數學固化認知為計算學科，以致數學教師難教、學生怕學。數學實驗是師生借助實驗工具和材料，通過操作實驗學數學、用數學的過程。將數學實驗引入小學數學課堂，以更直接、豐富的體驗，呈現數學知識的觀察、操作、思辨等過程，對小學生數學核心素養的培養有重要的價值。因此，借助數學實驗構建課堂教學方式變革系統，師生嘗試利用數學實驗，轉變數學知識形態，化靜態為動態、化抽象為形象、化結果為過程。通過實驗的操作，幫助學生建構數學概念、解決數學問題、探究數學規律，在數學的學習中體會數學的價值，同時提高教師素養，使數學課堂綻放思維之花。

一、借助數學實驗，建構數學概念

在小學數學課堂教學中，數學概念是開啟學生智慧的第一步，是數學教學重點。然而數學概念的抽象性往往使得師生面臨一定的教學困難。小學數學新課標強調小學數學教學應充分引導學生，將實驗教學作為有效的教學形式，積極調動學生多方面的感官，吸引學生深度參與數學學習，提高學生學習數學興趣，將外部實驗操作在潛移默化中轉為內部數學思維活動，實現數學概念的具象化和內化。

數學概念源于兩方面：數學理論的多次抽象;客觀事物空間形式和數量關系的反映。借助數學實驗建構數學概念是一種高效教學形式，學生在數學實驗操作中把握數學概念本質，促進數學思維發展。在具體的數學實驗工具支撐下，數學概念的形成過程從動作表征轉化為圖像表征，幫助學生獲得數學概念思考、操作和探究的直觀經驗，深化學生對數學概念的認知，引發抽象思考，循序漸進完成數學概念的初步建構，幫助學生進一步理解數學概念本質，提高學生數學核心素養。

在平面四邊形概念教學中，整體把握平行四邊形在三角形、梯形、正方形、長方形等平面圖形概念認識中的重要作用。教師設計驗證型數學實驗，幫助學生認識平行四邊形概念及特征。在數學實驗中，教師為學生提供活動的平行四邊形木框材料，并提出猜想“正方形是特殊的長方形，長方形是特殊的平行四邊形”，讓學生帶著問題做實驗。學生利用活動的平行四邊形木框，對木框進行動態調整，得出驗證結論：當平行四邊形木框角度調整為直角時，平行四邊形變為長方形，且符合平行四邊形特征。由此得出教師提出的猜想是成立的。對活動木框的動態調整，幫助學生理清平行四邊形概念的脈絡，并加強學生對不同平面圖形數學概念的系統化聯系。

二、借助數學實驗，探索數學規律

小學數學新課標明確提出探索數學規律的教學策略，圍繞探索數學規律的教學活動，基于已有數學知識，引導學生認識數學現象背后的本質，探尋規律，促進學生數學能力的發展。借助數學實驗培養學生探索數學規律的能力，符合小學數學教學做合一的教育理念，讓學生親自參與數學實驗，獲得深刻、豐富的體驗，引領學生直達數學本質，透過數學現象，關注過程體驗，總結數學規律，培養學生自主學習的能力。

數學規律具有普遍性，也反映了事物的本質特點。在小學數學課堂教學中，探索數學規律并非簡單的教學活動，需要從特殊到一般進行高度概括抽象，需要相對穩定的教學方法，不再是單純的教師輸出，更需要學生深度體驗。在小學數學實驗中，“提出數學現象-發現數學問題-引發實驗需求”的教學思路，突出了以學生為主體，設計數學實驗，以數學問題為載體，導引數學實驗方向，為師生創造數學規律探索機會，將數學課堂教學推向深入。以實驗證據鏈引導學生動手實驗探究，利于學生發現數學規律，在反復數學實驗中讓數學規律植入師生頭腦，沿著數學規律軌跡，深化師生探索數學規律活動，讓學生探究數學規律有方向、有依托，實現師生探索數學規律能力的提升。

三、借助數學實驗，解決數學問題

小學數學新課標明確提出鼓勵學生在學習中發現、提出、分析并解決問題，主動學習，享受快樂。數學實驗作為一種自主、有效的建構和探究過程，引導學生在實踐操作中發現問題，并解決問題。在活動中，學生運用已有的生活經驗和數學知識，對數學問題進行分析判斷，將數學問題放置在熟悉的經驗或知識架構內，把握新舊知識的認知沖突，深入探究數學問題，在實驗中解決問題，掌握新知。

在數學實驗中，教師引導學生在做中思考，分析其中蘊含的數學問題，并思考數學問題產生的原因及如何解決數學問題，順其自然地形成“問題場”。學生置身其中，在實驗操作中解決數學問題，產生主動意識，分析為什么、怎么辦。圍繞數學問題設計環環相扣、層層遞進的數學實驗活動，引領學生由外到內，探索小學數學的本質，經歷這樣“發現問題-提出問題-解決問題”的知識建構過程，循環往復，體驗數學學習趣味，點燃數學思維火花。

在蘇教版五年級下冊“圓的認識”一課中，教師精心設計實驗活動——和學生比賽畫圓，選出數學成績最好和畫畫能力量強的兩位學生，并給學生準備了伸縮繩等材料。在數學實驗中，教師在黑板上固定一個點，拿著手里的線，慢慢地畫出漂亮的圓。而學生們卻用了很長的時間，畫出“不圓的圓”。比賽結束后，班里細心的學生說出“比賽不公平”，拿著實驗材料指出問題所在：學生用伸縮繩畫圓，導致在畫的過程中無法固定統一的長度。教師借此引導學生進一步思考圓的特征，學生進行思考后，主動提出一些問題：為什么畫圓要有固定的點？圓和這個固定點有什么關系？為什么要用固定長度的線來畫圓？不固定不同長度的線為什么畫不出圓？學生能夠在比賽活動中，觀察出數學問題，并結合探究數學規律，解決數學問題，挖掘數學本質，提高數學素養。

數學實驗能為教師提供數學思維轉化契機，創新教學活動組織方式，優化數學教學資源，實現數學課堂深度教學;能為學生提供數學學習支點，引導學生在數學實驗中深刻理解數學知識，自主建構數學概念，科學探索數學規律，有力解決數學問題，達成數學課堂的深度學習。在數學實驗中，師生在做中享受教與學，有效突破數學概念建構的思維障礙，將探索數學規律和數學教學內容有機連接，尋求數學知識與數學實驗的融合點，運用所學數學知識實現教學遷移，重構數學課堂教學場景，解決數學問題，自主建構數學知識，形成數學智慧。

參考文獻：

[1]翟運勝.從小學數學的視角談數學實驗的育人價值[J].內蒙古師范大學學報（教育科學版），2020，33（6）：117-120.

[2]張瑜.融入數學實驗 發展核心素養——從小學數學實驗“種子的發芽率”說起[J].中國教育技術裝備，2020（15）：109-110.

[3]潘修鑾.指向素養提升的小學數學實驗教學策略[J].教學與管理，2020（14）：56-58.

[4]劉如鶴.從“教動手”到“學探究”——小學數學實驗教學的價值追求及實施策略[J].名師在線，2021（5）：43-44.

責任編輯：趙瀟晗

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