創新數學實驗組織 促進學生做思共生

葛再曉 沈開峰

摘 要：做思共生是一種創新性的學習方式，讓學生在實踐中思考，在思考中實踐，思做結合啟發學生的學習思維，鍛煉學生的動手實踐能力，最終構建起完整的數學體系，使學生的數學探究能力和思維能力得到提升與發展.創新性的數學實驗活動的融入，讓學生在實驗中探索知識，驗證自己的數學猜想，讓學生從知識的求取者轉變為知識的探索者，對學生良好學習習慣和學習思維的養成具有重要促進作用.為此，在分析做思共生含義的基礎上，探討了數學實驗教學法的意義，提出通過創設趣味實驗、探索實驗、應用實驗的方式實現做思共生，以期為以學生為主體的小學數學教學課堂的構建提供一定可用參考.

關鍵詞：小學數學；數學實驗；做思共生；策略

中圖分類號：G622 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）26-0065-03

作者簡介：葛再曉（1976.4-），男，江蘇省灌云人，本科，中小學高級教師，從事小學數學教學研究；

沈開峰（1980.9-），男，江蘇省灌云人，本科，中小學高級教師，從事小學數學教學研究.

基金項目：本文系江蘇省教育科學“十四五”規劃重點課題“小學數學‘做思共生課堂的建構與實施研究”階段性研究成果（課題編號：JS/2021/GH0305-04003）

小學數學知識內容抽象性較強，學習難度較高，應用實驗教學法開展教學活動，讓學生通過動手操作驗證數學概念，解決數學問題，在探索學習中構建科學化的數學知識結構，為學生數學能力的提升與發展奠定基礎.為實現素質教育的培養目標，教師應不斷創新實驗教學法，讓學生從原本的實驗觀察者轉變為實驗參與者，在親身體驗的過程中完成觀察、發現、操作、討論、總結的全面探究過程，使學生的數學思維在探究中獲得自然成長，在快樂學習中使學生的數學核心素養得到提升與發展.

1 做思共生的含義

做思共生主要由“做”和“思”兩部分共同構成，“做”要求教師讓學生參與到數學學習活動中，在實驗操作中感受、經歷知識從無到有的變化過程，在操作中不斷改變驗證條件，明確數學公式和定義的適用范圍，在探索中把握新舊知識的關聯性，在體驗中激發學生參與學習的興趣.“思”要求學生在學習活動中勤于分析和思考，在思考中推斷，在猜想與實驗中驗證，在反思與歸納中總結，“做”與“思”相同統一最終完成整個數學知識的構建過程，使學生的思維能力和實踐能力在“做”與“思”的過程中得到增強，為學生數學核心素養的形成奠定堅實基礎[1].

2 數學實驗教學的意義

2.1 數學實驗激發學習興趣

數學實驗能夠有效提升學生的動手能力，學生在動手操作的過程中結合實驗觀察結果和自身的數學經驗探索數學知識，在探究知識的過程中推動實現新舊知識的相互融合，深化學生對知識的理解和掌握，提升學生的學習興趣.小學生的年齡較小，思維認知能力相對有限，實驗活動的融入拓展了數學教學方式，讓學生在動手的過程中收獲樂趣和數學知識，促進學生成長.

2.2 抽象問題形象化

數學知識較為抽象，單純依靠教師口頭說教難以讓學生理解數學知識的內涵.數學實驗教學法的引入讓教師通過實驗演示的方式展示數學知識的推導過程，讓抽象性的數學概念形象化，幫助學生把握知識的形成與發展過程，讓復雜的知識轉換為具體的結論，為學生科學探究習慣的形成奠定基礎.

2.3 發展思維能力

在數學實驗教學活動中，學生不僅需要按照實驗要求進行操作，更要在操作的過程中觀察實驗結果，分析實驗結果中蘊含的數學知識，并將總結得到的數學知識抽象為具體的數學概念或是數學公式，在推理、歸納、總結的過程中深化學生對所學數學知識的記憶印象，促進學生思維能力提升[2].

3 創新實驗組織，促進學生做思共生的策略

3.1 趣味要素融入，奠定共生基礎

在小學數學教學中實現做思共生目標，教師在創新數學實驗方法的過程中需要堅持以學生為主體的原則，站在學生的角度，結合學生的心理特點、興趣愛好和學習習慣創新實驗方法，利用趣味性的實驗內容激發學生探索數學知識的興趣，調動學生的學習思維，強化學生的實驗動機，在學生積極配合、主動參與實驗活動的過程中完成數學教學目標.

以教學“長方形和正方形”為例，學生初次接觸周長概念，對周長的認知處于相對模糊狀態.為強化實驗活動的趣味性，教師可組織學生從生活環境入手，提前準備代表長方形、正方形和三角形的圖形卡片及相應的實物圖片.在實驗活動開始前利用多媒體設備展示廣場圖片，結合圖片提出問題：同學們，這是新民廣場的俯視圖，它是什么形狀呢？借助問題將學生的視角從廣場引向圖形，推動具象化事物向抽象化數學知識轉變，學生給出“長方形”的回答后，教師繼續提問：現在老師想要在廣場的周圍拉一道防護網，但是又不知道準備多長的防護網，同學們能不能幫助老師呢？學生觀察后提出可以用尺子測量廣場的邊長，把測量結果加在一起就能知道防護網的長度.教師結合學生的回答，將長方形、正方形和三角形卡片分發給學生，要求學生將卡片當成廣場，嘗試利用手邊的工具測量卡片各邊的長度，深化學生對圖形周長概念的理解.

為進一步強化實驗活動的趣味性，教師將采集的樹葉和圓形的卡片發給學生，引導學生思考問題：我們能否為這些圖形找到合適的測量周長的方法呢？教師將學生分為小組，以小組為單位開展實驗討論活動，一組學生在實驗操作中提出猜測“如果在圓形卡片上標記一點，將卡片四周涂黑，在白紙上滾動卡片，直到標記點回歸原位，用直尺測量遺留的黑色印跡，可以得到圓形卡片的周長”，并認為可以用類似的方式測量樹葉的周長；另一小組學生提出將絲線繞樹葉一周，通過測量絲線的長度得到不規則物體的周長.教師可鼓勵學生通過其他實驗方式驗證自己的猜想，為學生充分理解圖形的周長概念奠定基礎，提升學生的思維能力[3].

3.2 組織探索實驗，激發共生潛力

實驗是推動人們的認知從無到有變化的關鍵.在數學教學過程中，學生經常出現對所學知識記憶模糊，甚至遺忘所學知識的情況.為深化學生對所學知識的印象，教師可用實驗法重現知識的構建過程，在實驗探索過程中完成實驗現象與數學知識的多點對接，在觀察、分析、總結的過程中激發學生的思做共生潛力，為學生數學思維的形成提供動力.

以“三角形、平行四邊形和梯形”教學為例，為使學生掌握本節課知識，教師可在授課開始前創設情境，為學生開展探索實驗奠定基礎.在教學過程中，教師利用多媒體設備播放動畫課件，利用課件帶領學生復習長方形和正方形的面積公式，以及利用方格圖紙計算長方形和正方形面積的方法，復習以往所學知識的同時，引導學生思考問題：能否在教學中借助類似的方式計算出平行四邊形和梯形的面積？在實驗活動開始前，教師需準備實驗所需材料和器材：平行四邊形紙片，方格紙，剪刀，尺子.在實驗中，教師引導學生用手邊的材料測量出平行四邊形的面積.學生在實驗中發現，如果將平行四邊形拆開，可得到一個四邊形和兩個直角三角形，用方格紙測量三角形面積，發現直角三角形的面積正好是一個四邊形面積的一半，學生將直角三角形面積與四邊形面積相加，就得到了平行四邊形面積.

為深化學生對平行四邊形面積求取方式的認識，教師引導學生對比計算結果，學生發現兩個直角三角形面積相等，此時教師繼續提問：這是否說明無論平行四邊形面積如何變化，兩個直角三角形面積均相等呢？學生結合教師提出的建議以實驗的形式嘗試驗證這一猜想，小組內部學生每人計算一個樣本，綜合后對比實驗結果，發現所有實驗結果中平行四邊形的高形成的兩個直角三角形的面積均相等.教師繼續引導學生思考問題：如果兩個直角三角形大小相同，那么我們沿斜邊將兩個直角三角形拼接在一起，可以發現什么呢？學生在實驗中將平行四邊形通過剪接的形式轉化為長方形，認識到平行四邊形的面積等于長方形的面積，在實驗中學生觀察發現長方形的長等于平行四邊形的底，長方形的寬等于平行四邊形的高，從而得到平行四邊形面積公式：平行四邊形的面積=底×高，讓學生認識到知識的聯系性和連貫性，在思做共生中激發學生的學習潛力，促進學生成長[4].

3.3 巧創應用實驗，強化實踐認知

做思實踐中培養學生的實踐認知能力是實驗教學的根本目標.為實現這一目標，教師可以在實驗教學活動中引入生活情境，使生活情境與教學實驗相結合，生成應用型實驗系統，指導學生應用實驗法解決生活中的實際問題.在解決問題的過程中將操作與思考的空間還給學生，讓學生成為實驗教學的主體，在自主研究和分析實驗的過程中最終完成實驗目標.在實驗過程中，提升學生的數學素養，培養學生的數學思維，使其能夠用數學的視角看待生活中的問題，為學生數學核心素養的形成奠定基礎.

以“圓柱和圓錐”教學為例，在教學中為幫助學生理解圓柱與圓錐之間的體積關系，教師可創設表演情境，在情境中引導學生開展應用實驗活動，在實驗活動中模擬生活場景，深入體驗圓柱與圓錐之間的體積關系.在實驗活動開始前，教師組織學生提前準備直尺、硬紙板、硬木棒、膠帶、均勻細沙土、天平等實驗材料，在實驗活動開始前由學生以表演活動的形式還原生活場景，引出實驗主題：小華是一個賣米的商販，小明是一個買米的農戶，小明要買兩斤米，正常情況下小華手中的圓柱形米罐裝滿后就是一斤米，但是正好今天裝米的米罐壞了，所以現在只能用圓錐形米罐裝米，為打消小明的疑慮，小華展示了一張圖紙，圓柱形米罐是長方形的，圓錐形米罐是三角形的，它們的“長”和“寬”都相等，計算后可以發現兩個圓錐形米罐所裝的米與一個圓柱形米罐所裝的米一樣多，你要買兩斤米，正常是兩個圓柱形米罐的量，我現在給你五個圓錐形米罐的總量，你不僅沒虧，你還多拿了米，可小明看著手里的米，總覺得有點不對，大家說是哪里出了問題呢？小明手里拿到的米是多了還是少了呢？學生結合情境內容，嘗試用實驗的方式復現賣米過程，用提前準備好的材料分別制作圓柱形容器和圓錐形容器，用均勻沙土充當米，用天平測量圓柱形容器中沙土的重量和兩個圓錐形容器中沙土的重量，通過實驗幫助學生認識問題，讓學生觸摸實驗的本質［5］.

綜上所述，在小學數學教學中創新實驗教學法，讓學生在動手探索數學知識的過程中感受到成長帶來的成就感，推動實現數學知識與數學實驗的深度融合，在實驗教學活動中實現做思一體，促使小學數學教學質量大幅提升，為學生數學核心素養的形成與發展提供動力.

參考文獻：

［1］ 顧超.借力實驗，打造小學數學教學新舞臺[J].科學咨詢（教育科研），2022（11）：227-229.

[2] 張偉.指向學生數學理解的數學實驗[J].教學與管理，2022（14）：38-40.

[3] 裘美雅.數學實驗在小學數學中的應用[J].亞太教育，2021（22）：132-134.

[4] 高杰.基于創意學習的小學數學實驗教學探究：以蘇教版四年級“可能性”實驗教學為例[J].教師教育論壇，2021（04）：54-55.

[5] 吳迪.小學數學實驗課程的建構與實施[J].教學與管理，2021（11）：36-39.

［責任編輯：李 璟］