改進小學數學實驗教學 提高學生數學學習能力

江蘇省揚州市邗江區實驗學校 許明堅

新課標明確指出，實踐操作是學生數學學習的重要方式。因此，在教學中，教師應結合教學內容，以及學生的操作水平等實際情況，科學地創設動手操作學習情境，讓學生在觀察、實驗、猜想、推理、爭論等活動中更有效地領悟數學知識的本質，實現學習活動有效性的不斷提升。與此同時，真切的實驗教學活動會讓學生的數學學習活動經驗得到有效的積累，也使得學生的動手操作能力、歸納能力和抽象思維都朝著理想的層面發展，讓數學課堂教學更加高效。

一、遴選實驗內容，讓教學更精細

大量的教學實踐表明，數學教材中的內容并非都可以用來做實驗，實驗教學也不是萬能的。在教學中，教師既要審視教學內容，深度研讀這些內容的特點，又要重視學生的動手操作能力。比如，在“平行四邊形的面積計算公式推導”的教學中，教師會先鼓勵學生試一試，讓學生在動手活動中積累有關平行四邊形面積的學習感知。因此，學生會在課堂學習任務的引導下進行個性化學習探索。有的學生用1平方厘米的方格紙去覆蓋平行四邊形，數出整格數和半格數，得出平行四邊形的面積；也有的學生用剪刀把平行四邊形先剪成一個長方形和兩個三角形，可以輕松地得到長方形的面積；等等。接著，教師引導學生進行實驗學習現象分析。在討論時，有的學生提出：“把平行四邊形剪成一個長方形和兩個三角形的方法非常好，不過再用方格紙去覆蓋計算面積就多此一舉了，因為那兩個三角形也是可以拼成長方形的。”不同思考的碰撞，形成了有效的智慧交互。學生會發現，這樣就把平行四邊形變成長方形了。最后，學生圍繞這個話題開展新一輪的學習實驗。他們把平行四邊形沿著高剪開，再把兩個部分拼在一起，就得到了一個長方形。他們發現，剪拼過程中面積是沒有改變的，平行四邊形的底變成了長方形的長，平行四邊形的高變成了長方形的寬，因為長方形的面積是長乘寬，所以順利地推導出了平行四邊形面積的計算公式。

從上述教學案例中我們可以看出，教師要善于把握教學內容的本質，科學地設計實驗教學活動，讓學生在具體的數學實驗中積累學習感知，形成學習體驗，進而為順利地得出概念提供強勁的助力。

二、準備實驗器具，讓教學有底氣

在教學中，教師要想順利地開展實驗教學，就需要為學生提供必要的實驗器具。學生在動手中動腦，在動腦過程中才能更有效地感悟各種實驗現象，并對實驗現象進行相應的猜想、驗證和推理，使得實驗學習效率得到提升。

比如，在“三角形的三邊關系”的教學中，教師就要為學生提供必要的實驗器材，為學生能順利地進行實驗學習提供有力支持，使得實驗活動能夠高效地、便捷地開展。

首先，教師要為學生準備好實驗器具。為了提高課堂教學的實效性，以及保證學生實驗探究的有效性，教師要精心地準備好實驗要用的小棒等器具，比如，為實驗教學準備一組組標有刻度的小棒，并按照實驗預設把不同類型的三根小棒捆成一捆，為學生實驗學習的順利開展提供最適合的器材。

其次，教師要引導學生進行實驗。在實驗材料的支持下，學生能夠較快地參與到小組實驗之中，他們會拿出一組組小棒進行實驗，觀察實驗現象，記錄實驗數據。這為他們的實驗學習匯報、分析和推理等學習活動提供了最基本的保障。學生會在用小棒圍三角形的實驗活動中發現，像3厘米、3厘米、3厘米和3厘米、3厘米、5厘米等長度的小棒是可以圍成三角形的，像3厘米、3厘米、6厘米和3厘米、3厘米、8厘米等長度的小棒是不可以圍成三角形的。

隨著實驗現象的展示，以及學生學習互動的開展，學生會對這些實驗現象進行相應的分析與整理，形成各種學習猜想。經過實驗現象的解讀與師生互動，學生能夠獲得三角形三邊關系的認識，明白三角形三邊之間的本質關系，順利推進整個學習進度，讓課堂教學充滿活力。

從上述教學中我們能夠看出，為學生準備好充足的、精準的實驗器具，可以滿足學生實驗學習的需要，促進整個實驗學習活動有效開展，使得學生數學學習的實效性大幅度地提升。

三、明晰實驗目標，讓教學有方向

明確數學實驗目標，是有效開展實驗教學的前提，是確保學生數學學習成效的重要維度。基于此，在教學中，教師要在甄別教學內容的同時，學習遴選教學內容，還要重視實驗教學目標的設定，以及實驗要達成的期望。這樣才能引入必要的實驗學習，鼓勵學生動手、動腦，使學生的實驗學習與思維活動有機地連接起來，為學生的有效學習奠定基礎。

比如，在“圓柱的體積計算公式推導”一課的教學中，教師要精準地設計實驗教學流程，精準地把握實驗學習目標，讓學生在實驗中更有效地把握圓柱體積計算公式的由來，真正建構起圓柱體積計算的思維模型。

首先，設定實驗教學目標。針對圓柱體積計算公式推導的教學，教師要咬定教材編寫特點，以及學生對立體圖形體積計算學習的經驗積累，精準地把握圓柱體積計算公式推導的教學策略，特別是其中有關體積計算公式推導中實驗教學目標的設定，為調控教學進程、把握學生學習狀態指明方向。

依據教材內容、知識體系，以及學生學習水平等要素，教師要確定實驗目標：一是鼓勵學生進行不同的實驗嘗試，感受圓柱與長方體、正方體的區別；二是引導觀察，幫助學生從圓柱底面構造引發積極的學習聯想，為后續切割圓柱提供經驗和知識支持；三是通過切割、組拼等，促使學生進行實驗分析與思考，從中推導出圓柱的體積計算公式；四是發展學生的動手操作能力，發展學生的數學思維意識，以及歸納、推理和抽象思考等數學能力。

其次，圍繞目標，引導學生進行合作實驗學習，讓他們在實驗中理解圓柱與長方體之間的內在聯系，并進行合情推理，得出圓柱的體積計算公式，形成圓柱體積計算思維模型。在實驗中，學生能夠發現，將圓柱切拼成近似的長方體時，其形狀發生了變化，但是體積是沒有改變的，圓柱的底面變成了長方體的底面，高變成了長方體的高，由此可以科學地推理出圓柱的體積計算公式。由此可見，精準的實驗學習目標能夠促進學生進行精準的實驗活動和實驗學習，從而實現有效學習。

四、預設實驗活動，讓教學有活力

為達成實驗教學目標，教師還要組織與開展教學活動，這樣才能讓實驗教學按序推進，促進學生實驗學習的高效開展。基于此，教師要預設好實驗教學流程，扎實地引導學生參與實驗學習活動。在實驗教學中，學生會經歷實驗學習的數學化體驗，從實驗中領悟其中所蘊含的數學本質。這樣，才能促使學生真正悟出數學知識的本質，讓學生的數學思維得到培養，最終實現有效的學習構建，讓課堂教學更加精彩。

比如，在“三角形的三邊關系”的教學中，教師要圍繞教學目標和實驗目標，預設一組實驗教學活動，讓學生在實驗學習中形成感知、獲得體驗，形成有效的認知學習，建構起三角形三邊關系的數學認知。

首先，開展實驗，讓學生初步感知三角形的三邊關系。教師設計實驗任務，引導實驗學習。“是不是任意一組小棒都能圍成三角形呢？”學生會拿出任意一組小棒，觀察長度，進行實驗，并記錄實驗現象。學生會發現，有的可以圍成三角形，有的則不可以。

其次，鼓勵學生再度實驗，進行深度探究，驗證猜想，感悟三角形的三邊關系。“為什么有的可以圍成三角形，而有的則不可以呢？是不是小棒中還藏有什么秘密呢？”新的問題任務會刺激學生的神經，激發他們深入探究的熱情。在如此情境下，學生會繼續投入后續的實驗學習之中。于是，學生會在實驗數據分析中生成一些直覺：三根長度一樣的小棒，一定能圍成三角形等。

最后，引導學生進一步驗證猜想，從實驗學習中獲得三角形三邊關系的感知。“是不是只要有兩根小棒的和大于第三根就可以圍成三角形呢？”新的任務促進學生深入開展實驗學習。學生在驗證自己的猜想和完成教師的新任務中發現，如果三根小棒中任意兩根小棒的長度的和大于第三根，則一定可以圍成三角形。

總之，教師在教學中要扎實地開展好數學實驗教學活動，要立足兒童立場，遵從學生的認知心理，以及他們的動手操作能力，精準地把握數學實驗內容，思考實驗學習活動的引導策略，讓學生能夠真正地動起來，讓他們的大腦也隨之動起來，讓“做”和“思”得到較好的融合，助力學生數學學習體驗的形成，促進其學習感悟不斷加深。通過扎實的數學實驗活動，學生的抽象思維能夠得到較好的鍛煉與發展，高效數學課堂也能得以形成。