數學實驗在小學高年級數學教學中的實踐探究

摘要：數學實驗就是通過觀察、操作和探究等一系列的思考活動，來驗證所得到的數學結果，從而推測和探究已經存在的數學事實。數學實驗強調學生的體驗、感受和探索，是提高學生數學核心素養的重要途徑。數學實驗在小學高年級數學教學中發揮重要作用，可以提高學生的學習能力。

關鍵詞：數學實驗 小學高年級 數學教學

數學實驗是一種學習數學的方法，學生通過做實驗可以解決問題，從而有效構建知識體系，其可以充分發揮學生的主觀能動性，激發學生的思維，加深學生對數學的認識。在數學實驗中，學生通過做實驗發揮主體性作用，使得數學的趣味性得到極大的提高，并且學生能獲得成功的經驗。數學實驗的重要性是毋庸置疑的。本文以“大樹有多高”為實例，對數學實驗的基本范式進行歸納。

一、小學數學“大樹有多高”實驗教學目標

首先，實驗教學的目標之一是培養學生的觀察力和思維能力。在教授“大樹有多高”這一實踐課時，教師可以帶領學生進行實際的測量實驗，在實驗過程中，學生不僅要觀察樹的高度，還要觀察各種測量工具的使用方法。通過觀察和思考，學生可以自主發現測量的規律和方法，并且能夠將觀察到的現象與數學概念相聯系，從而提高學生的觀察力和思維能力。

其次，實驗教學的目標還包括培養學生的合作意識和團隊精神。在測量樹高的實驗中，學生通常需要分組合作，共同完成實驗任務。在這個過程中，學生需要互相溝通、協作完成測量，互相配合、互相幫助。通過實驗，學生可以深刻體會到團隊中每個成員的作用和重要性，培養學生的合作意識和團隊精神。

最后，實驗教學的目標還包括培養學生的實際操作能力和問題解決能力。在測量樹高的實驗中，學生需要運用所學的計量知識，選擇合適的測量工具，正確操作，準確測量。如果在實驗過程中遇到問題，學生則需要學會分析和解決問題，通過實際操作解決問題，學生可以提高實際操作能力和問題解決能力。

此外，實驗教學還可以激發學生的創造力和想象力，在測量樹高的實驗中，學生可以嘗試不同的測量方法、不同的測量工具，以及不同的角度和視野來觀察樹的高度。這樣的實驗過程可以激發學生的創造力，培養學生的想象力，讓學生從不同的角度思考問題，尋找解決問題的新思路。

二、小學數學“大樹有多高”實驗教學方法

（一）設境詢問

問題是數學的核心，好的數學問題來自生活，而與學生緊密相連的生活問題，則可以激發學生的好奇。在傳統的數學教學中，問題往往是教師直接提出的，教師的提問方式如果過于直接，沒有足夠的吸引力，那么就會制約學生的思考能力，削弱學生的探究能力。在“大樹有多高”一課中，教師可以根據學生的實際情況，創設生活情境，使學生自主提問。例如，教師可以說：“我們的學校四季樹木茂盛，形成一幅美麗的畫卷，學生可以就樹木提出幾個數學問題。”接著播放優美的校內風景圖片，為學生營造一種良好的學習環境，激發學生的探索熱情，進入實驗教學的主題，讓學生通過實驗去探索校內最高的樹。

（二）自主猜測

數學實驗是由猜測假設、設計方案、實驗操作、得出結論等復雜步驟組成的，做好相關步驟，就能保證實驗的順利進行，從而提高實驗的效率。

1.激趣引入

在“大樹有多高”一節課的教學中，激發了學生探索校內最高的樹的好奇心后，教師就讓學生自由地猜測測量方法，在排除了“砍樹”和“爬樹”這兩種可能性后，學生覺得“直接測量”是行不通的，于是有人提出了一個新的假設：參考周圍的建筑，并用對比來估算樹木的高度。有些同學想到了在科學課上學到的知識，就提出了一個間接的測量方法：“在太陽下，物體會有影子，影子的長短可以衡量，我們可以根據樹木影子的長短，判斷樹木的高度。”另一名同學想起學到的關于比例的知識，猜測道：“不知道大樹的高度和它的影子長度是不是成正比的？”“沒錯，只要二者的大小成正比，這棵樹的高度問題也就解決了。”

2.設置疑問

借此機會，將問題由探討“大樹的高度”轉換成了“物體的高度與影子長度的關系”。教師可以提問學生：“需要什么材料？實驗過程是什么？有什么需要注意的？”

小學是學生數學思維發展的關鍵時期，教師要讓學生從不同層面、不同角度來回答問題。基于一系列問題，學生提出自己的觀點，進行激烈的思想斗爭，讓自己的實驗計劃更加完善和科學，為后面的實驗做準備。

（三）實驗合作

在“大樹有多高”這一節課上，教師可以讓學生進行小組實驗，并一起動手收集資料。為了保證實驗在“同一時間、同一地點”進行，以及實驗的準確性，教師要在組織活動之前進行合理分組，分工要明確。

1.確定實驗工具

在小學數學教學中，教師常常通過實驗的方式，激發學生的學習興趣，讓學生在實踐中發現問題、解決問題，從而培養學生的獨立思考能力和創造能力。而引導學生自主確定實驗工具的方式，更是能充分發揮學生的主觀能動性。

（1）介紹實驗工具

在“大樹有多高”這節課中，教師可以在這個環節中創新教學方法，鼓勵學生自主選擇實驗工具，讓學生積極參與到實驗設計和探索的過程中。教師可以提供一些可能被用到的工具，如尺子、直角鏡、測角器等，并進行簡單的講解和示范。

（2）選擇實驗工具

在學生對這些工具有了初步了解之后，教師可以組織學生進行小組活動，每個小組商議之后自行選擇一個實驗工具，并說出選取該工具的理由。這種方式能夠激發學生的主動性和合作意識，同時也能夠培養學生對不同工具的認知和運用能力。

（3）對比實驗工具

教師在學生自主確定實驗工具的過程中，可以適時提出一些問題和挑戰，引導學生更深入地思考。例如，教師可以詢問學生選擇某個工具的原因是什么？這個工具有哪些優勢和劣勢？其是否可以用其他工具代替？這種問答的方式可以拓展學生的思維，讓學生在比較、分析中形成邏輯思維和判斷力。

（4）分析實驗工具

教師還可以在學生完成實驗后，組織學生進行交流和分享。每個小組可以向其他小組展示本組選擇的實驗工具，并解釋選擇的理由。這樣的分享活動可以促進學生之間的相互學習和交流，激發學生對不同實驗工具的好奇心，提升學生的觀察和表達能力。通過鼓勵學生自主確定實驗工具的教學方法，教師不僅能夠激發學生的學習興趣，提高學生的參與度，還能夠培養學生的觀察、思考和解決問題的能力。

這種方法不僅能夠讓學生從實踐中獲得知識，更重要的是，學生在實驗設計和實施的過程中，體會到自主學習、自主思考的樂趣，獲得成就感。

2.記錄實驗信息

（1）實驗信息的重要性

在實驗教學中，教師首先要引導學生思考實驗的目的。在“大樹有多高”這一節課上，學生需要通過實驗來確定樹的高度與影長之間是否存在某種關系。這個實驗的目的就是讓學生通過實地測量和觀察，培養學生的測量能力和分析能力。教師與學生討論實驗的重要性，可以激發學生的學習興趣，增強學生對實驗的期待。在實驗進行之前，教師要向學生介紹實驗的步驟和所需的材料。在“大樹有多高”這個實驗中，學生需要準備一個測量工具，如直尺或卷尺，確定測量的對象——一棵大樹。教師向學生詳細解釋如何使用測量工具，以及如何確保測量的準確性。這樣一來，學生就能對實驗有清晰的了解，并能夠主動參與其中。

（2）實驗信息的分析

在“大樹有多高”這節實驗課教學中，需要對學生進行分組，每個小組選擇一棵樹，并用測量工具進行測量。教師要鼓勵學生積極合作，確保實驗的順利進行。同時，教師引導學生記錄實驗過程中的重要信息，如測量的結果、觀察到的現象等。這樣，學生就能通過記錄，將理論知識與實際操作相結合，從而更加深入地理解數學概念。在實驗結束后，教師要組織學生整理與分析數據。

（3）實驗信息的總結

學生根據自己的記錄，總結出樹的高度與影長之間的關系。通過觀察和分析這些數據，學生可以發現其中的規律，并得出結論。教師要引導學生思考所得結論的合理性，并與學生共同探討數學背后的原理。這樣，學生不僅能夠從實驗中獲得直接的經驗，還能夠培養自己的邏輯思維和分析能力。實驗教學方法的優勢在于它能夠將抽象的數學知識與現實生活相結合，使學生在實踐中真正體會到數學的重要性和實用性。

通過實驗教學，學生不僅能夠培養自己的觀察能力、分析能力和解決問題的能力，還能夠培養團隊合作能力和創新意識。這種教學方法激發了學生的學習興趣，使學生在愉悅的氛圍中積極參與學習，并能夠更加深入地理解和掌握數學知識。

（四）剖析思辨

教師要組織學生對數據進行分析，根據實驗的結果，歸納總結出有規律的結論，組織全班學生展示交流。

在“大樹有多高”一課的教學中，在完成實驗后，教師組織學生自己去觀察，根據自己的數據，計算出樹木的高度與影子長度的比例，然后進行對比，得出結論。在課堂上進行演示和討論，增加數據結果的可信度。在集中展示和交流活動中，學生進行思想碰撞，批判性思維得到發展，加深了對“同一時間、同一地點物體的高度與影子長度成正比”的理解。

（五）運用提高

數學源于生活，實踐于生活。當學生發現了規律之后，教師要引導學生把這些結論運用到生活中去，用來解決現實中的問題。

1.應用規律

在當今時代，應加強學生對各個學科的學習興趣和學習能力的培養，使學生在閑暇時間主動學習，拓展探究。在實施“雙減”政策后，教師更要合理地安排課堂教學實驗，在教學“大樹有多高”這一課中，當學生總結出“同一時間、同一地點物體的高度與影子長度成正比”的規律后，教師要加以拓展，提出“學校教學樓有多高”等生活問題讓學生去探究。

2.回歸生活

學生通過總結和利用規律，自主合作探究出學校教學樓高度后，教師應組織學生適時進行全班匯報與交流，并給予合理的反饋。以此加深學生對規律的認識，以及對實驗課這一類課型的感知。

三、小學數學“大樹有多高”實驗教學評價

評價學生的實驗成果是教學過程中的重要環節。通過引導學生進行實驗探究和提供綜合評價，教師可以幫助學生全面發展，培養學生的觀察、測量、推理和表達能力。這樣，學生不僅可以更好地理解“大樹有多高”這個問題，還可以培養自己的科學素養，為未來的學習和生活奠定堅實的基礎。

（一）構建評價體系

在日常教學中，教師需要構建一個科學合理的實驗成果評價體系，在評價體系的構建上，要充分考慮到實驗的目標與要求，以及學生的年齡特點和實際情況。教師可以從以下幾個方面評價：實驗前準備、實驗過程、實驗數據的收集與整理、實驗結論等。每個方面都要有明確的評價標準，以確保評價的客觀性和準確性。之后評價實驗成果時，教師要注重激發學生的創造力和思維能力。實驗教學不僅僅是為了獲得一個確定的答案，更重要的是培養學生的探索精神和問題解決能力。在評價過程中，教師要關注學生的創新能力和獨立思考能力。

（二）關注學生情感體驗

評價實驗成果時，教師還要關注學生的表達能力和團隊協作能力。科學實驗并非孤立的個體活動，而是需要學生之間的合作與交流。因此，在評價中，教師可以考查學生是否能夠清晰地表達實驗中的觀察感受，以及是否與他人進行良好的溝通和協作。這不僅能夠促進學生之間的互動交流，也能夠培養學生的社交技能和團隊意識。此外，評價實驗成果時，教師不能忽視學生情感的體驗和發展。實驗教學是一種直觀而生動的學習方式，能夠激發學生的好奇心和興趣。因此，在評價中，教師可以關注學生是否在實驗過程中形成情感體驗，以及是否積極參與其中，從而培養學生對科學的熱愛和興趣。

結語

在小學高年級的數學教學中，實驗教學起著舉足輕重的作用。全國各地的小學教師都在轉變教學思路，對實驗教學的設計進行了一些創造性的探討。小學數學是小學的重要課程，它應該緊緊抓住學生的興趣所在進行課堂實驗教學，使學生形成一個完整的邏輯思維系統，從而使整個班級的數學學習效率得到提高。

參考文獻：

［1］吉秋葒.農村小學高年級學生數學閱讀能力的培養與研究［D］.石家莊：河北師范大學，2019.

［2］許明堅.實驗教學在小學高年級數學教學中的作用［J］.數學大世界（下旬），2019（3）：47.

［3］楊娜.小學高年級數學實驗教學現狀及其對策研究［J］.新課程（中），2018（11）：75.

責任編輯：唐丹丹