基于具身學(xué)習(xí)的小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

【摘要】在基于具身學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生親身探索、思考，從而實(shí)現(xiàn)從直觀感性思維向高階思維的轉(zhuǎn)化。小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的情境性、操作性、探究性與具身學(xué)習(xí)的基本要義具有共通性。基于此，在開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師應(yīng)引領(lǐng)學(xué)生在具身學(xué)習(xí)的過(guò)程中習(xí)得知識(shí)，促進(jìn)其思維進(jìn)階，提升其數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)數(shù)學(xué)；具身學(xué)習(xí)；數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

作者簡(jiǎn)介：茅婷婷（1995—），女，江蘇省南通市張謇第一小學(xué)。

具身學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)親身體驗(yàn)和情境互動(dòng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)質(zhì)是在情境中利用某些工具、技能與方法引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究數(shù)學(xué)知識(shí)。基于具身學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝮w現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)由“離身”向“具身”的轉(zhuǎn)變，有利于學(xué)生激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提升數(shù)學(xué)思維能力與科學(xué)探索能力。

一、具身學(xué)習(xí)融入數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要意義

（一）培養(yǎng)發(fā)展數(shù)學(xué)思維

數(shù)學(xué)學(xué)科具有思維性和邏輯性。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)往往需要學(xué)生親自參與、動(dòng)手操作。如果僅依賴教師的講解，學(xué)生就會(huì)難以理解實(shí)驗(yàn)原理，影響學(xué)習(xí)效率。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入具身學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠親自參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程，將理論變?yōu)閷?shí)踐，對(duì)數(shù)學(xué)問(wèn)題進(jìn)行思考、分析、解決。在多次解決問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力還會(huì)進(jìn)一步得到發(fā)展［1］。

（二）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

教師可以通過(guò)游戲、音樂(lè)、藝術(shù)、故事等形式來(lái)實(shí)施具身學(xué)習(xí)。這些形式能夠增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，教師利用在實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)游戲活動(dòng)，以游戲?yàn)檩d體開(kāi)展一系列實(shí)驗(yàn)探究，從而讓每一名學(xué)生都參與實(shí)驗(yàn)操作，感受實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣，讓他們?cè)诰徑鈱W(xué)習(xí)壓力的同時(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

二、基于具身學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)策略

（一）親身實(shí)驗(yàn)操作，得出數(shù)學(xué)結(jié)論

學(xué)生學(xué)習(xí)需要親身體驗(yàn)，這是理解所學(xué)內(nèi)容的重要一步。親身操作有助于激活學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)他們的探索興趣。在此類具有規(guī)律性的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以通過(guò)自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)器材，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，逐步找出規(guī)律，最后掌握數(shù)學(xué)知識(shí)［2］。

以“怎樣滾得更遠(yuǎn)”的教學(xué)為例。為了讓學(xué)生能夠直觀地了解“怎樣滾得更遠(yuǎn)”，掌握其中的數(shù)學(xué)知識(shí)，教師需要引領(lǐng)學(xué)生探究角度與物體滾動(dòng)距離關(guān)系。具體而言，教師可以為學(xué)生提供木板、尺子等實(shí)驗(yàn)器材，引導(dǎo)學(xué)生搭建30°的小坡，并且多次測(cè)量從30°小坡滾下的物體在平地上的滾動(dòng)距離。隨后，教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)置45°與60°的小坡，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)過(guò)程，最終得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果：物體在平地上的滾動(dòng)距離與坡的角度有關(guān)，并且在一定范圍內(nèi)角度越大，物體滾得越遠(yuǎn)。在實(shí)驗(yàn)后，教師可以讓學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)過(guò)程與技巧，進(jìn)一步探討物體滾動(dòng)距離隨著角度的變化而變化的規(guī)律。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生了解角度與物體的可滾動(dòng)距離相互影響，并且直觀感知哪種角度可以使物體滾得遠(yuǎn)；同時(shí)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，如何使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，從而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。

學(xué)生自主探究并得出結(jié)論，利用多種感官激活已有的經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)，從而逐步加深對(duì)知識(shí)的理解，掌握數(shù)學(xué)知識(shí)。

（二）制作數(shù)學(xué)模型，把握知識(shí)本質(zhì)

小學(xué)生的空間感有待增強(qiáng)。對(duì)于部分幾何數(shù)學(xué)知識(shí)，學(xué)生需要通過(guò)模型的構(gòu)建來(lái)觀察幾何模型，從而掌握其基本知識(shí)［3］。

以“觀察物體”的教學(xué)為例。為了讓學(xué)生直觀地觀察到由多個(gè)正方體搭建起來(lái)的復(fù)雜幾何體的每個(gè)面的形狀，教師可以設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)。首先，讓學(xué)生從事先準(zhǔn)備好的正方體中選出三個(gè)，自己搭建幾何體模型，并且觀察從正面、背面、底面、側(cè)面看分別是什么圖形。接著，教師引導(dǎo)學(xué)生利用更多的正方體來(lái)搭建較為復(fù)雜的幾何體模型，通過(guò)以上方式再次觀察，正面、背面、底面、側(cè)面是何圖形。此外，教師可以畫出一個(gè)平面圖形，讓學(xué)生小組內(nèi)搭建出可以觀察到該平面圖的幾何體模型，進(jìn)行觀察。最后，教師可讓學(xué)生相互交流所搭建出來(lái)的幾何體模型并總結(jié)有多少幾何體模型可以觀察到教師所畫出的平面圖形。學(xué)生通過(guò)本實(shí)驗(yàn)逐漸掌握觀察幾何體的各個(gè)面是什么圖形，從而提升空間思維能力。

數(shù)學(xué)模型的建立是學(xué)生體會(huì)和理解數(shù)學(xué)的有效途徑，學(xué)生親手制作模型的過(guò)程不僅能夠提升親手操作能力，還能夠幫助學(xué)生把握知識(shí)本質(zhì)，理解模型的內(nèi)涵，從而培養(yǎng)學(xué)生的模型思維、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。

三、借助學(xué)習(xí)單，規(guī)范實(shí)驗(yàn)流程

學(xué)習(xí)單是基于學(xué)案并采用導(dǎo)學(xué)的手段引領(lǐng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)方法。它與問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)相輔相成，能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和探究熱情。教師在設(shè)置問(wèn)題方面，需要層層遞進(jìn)，使學(xué)生在每解決一個(gè)問(wèn)題之后，都可以加深對(duì)本實(shí)驗(yàn)的理解，有助于學(xué)生順利地解決相關(guān)問(wèn)題。

以“長(zhǎng)方體與正方體”的教學(xué)為例。為了使學(xué)生的思考更有方向，教師通過(guò)學(xué)習(xí)單，以問(wèn)題為導(dǎo)向，學(xué)生可以通過(guò)探究長(zhǎng)方體與正方體之間的關(guān)系，逐步掌握該知識(shí)點(diǎn)。學(xué)習(xí)單的設(shè)計(jì)如表1所示。

四、借助生活元素，引導(dǎo)探究

學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生。在生活化視域下的小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師需要為學(xué)生提供生活元素和素材，并引導(dǎo)學(xué)生如何利用生活元素實(shí)現(xiàn)自主探究，進(jìn)而在生活元素的輔助下提高學(xué)習(xí)效率。

以“時(shí)、分、秒”的教學(xué)為例。為了使學(xué)生理解時(shí)、分、秒，的識(shí)讀和單位換算，教師可以設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)。首先，學(xué)生分組，教師可為每組分發(fā)一個(gè)時(shí)鐘；接著，教師讓每組用時(shí)鐘表示9：46、18：50、1：49；然后，在確認(rèn)每組都可以用時(shí)鐘正確表示時(shí)間后，教師可以開(kāi)始提高難度，讓學(xué)生根據(jù)書本知識(shí)及利用時(shí)鐘，探究在9：46的基礎(chǔ)上加280min是幾點(diǎn)，在18：50的基礎(chǔ)上16s是幾點(diǎn)，在1：49的基礎(chǔ)上加1h30min是幾點(diǎn)。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，如果學(xué)生得出答案，則需要在時(shí)鐘上驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果，若學(xué)生無(wú)法算出，則借助時(shí)鐘得出結(jié)果，并于教師共同探討與總結(jié)。本實(shí)驗(yàn)利用生活中常見(jiàn)的時(shí)鐘，幫助學(xué)生在操作中學(xué)習(xí)，能夠有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度、引導(dǎo)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究，逐步加深他們對(duì)時(shí)間單位的理解和運(yùn)用。

學(xué)生借助生活元素開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究，能在生活背景中更好地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)，使學(xué)生深刻理解抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)。

五、創(chuàng)設(shè)游戲情境，激發(fā)興趣

小學(xué)階段的學(xué)生普遍具有活潑好動(dòng)的特點(diǎn)。教師需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)游戲情境，將抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為游戲活動(dòng)，從而讓學(xué)生樂(lè)于參加實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。

以“確定位置”的教學(xué)為例。為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，教師可以設(shè)置以下實(shí)驗(yàn)。在學(xué)生學(xué)習(xí)東偏南、南偏東、西偏南、南偏西、東偏北、北偏東、西偏北、北偏西8個(gè)方向后，教師可以在校內(nèi)設(shè)置一個(gè)尋寶的游戲情境，并將學(xué)生分為4到5組。教師先將“寶藏”放在校園的某處，并標(biāo)記好組號(hào)，打印一張校園平面圖給每個(gè)小組，同時(shí)設(shè)置3個(gè)集合點(diǎn)來(lái)確定位置，以所學(xué)知識(shí)確定路線，如由學(xué)校大門出發(fā)沿正東方向走50m，并向南偏西走30m到達(dá)A集合點(diǎn)。教師引導(dǎo)學(xué)生到達(dá)寶藏處，并找到有本組號(hào)的“寶藏”，從而使他們更好地理解現(xiàn)實(shí)中的方向與位置。

在實(shí)驗(yàn)中，教師可以創(chuàng)設(shè)游戲情境，將數(shù)學(xué)知識(shí)與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高課堂教學(xué)效率的同時(shí)，讓學(xué)生在玩中學(xué)，在玩中收獲知識(shí)，實(shí)現(xiàn)快樂(lè)成長(zhǎng)。

六、巧用實(shí)驗(yàn)器材，提升效果

實(shí)驗(yàn)器材在實(shí)驗(yàn)中具有至關(guān)重要的作用。正確使用實(shí)驗(yàn)器材可以快速、準(zhǔn)確地獲取實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對(duì)此，教師需要培養(yǎng)學(xué)生正確使用實(shí)驗(yàn)器材的習(xí)慣與能力。

以“測(cè)量圓的周長(zhǎng)”為例。為了能讓學(xué)生學(xué)會(huì)正確選用實(shí)驗(yàn)器材，獲取正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，教師需要提供器材棉線、直尺、卷尺，讓學(xué)生選擇來(lái)測(cè)量圓的周長(zhǎng)，有的同學(xué)選擇棉線、直尺，有的同學(xué)選擇卷尺，而有的同學(xué)只用直尺。其中，只用直尺的同學(xué)無(wú)法測(cè)出正確的周長(zhǎng)。這時(shí)，教師需要及時(shí)指出學(xué)生的不足，并向?qū)W生解釋為什么不能用直尺測(cè)量圓的周長(zhǎng)，引導(dǎo)學(xué)生使用棉線或卷尺測(cè)量圓的周長(zhǎng)。

為了使學(xué)生在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材，教師需要培養(yǎng)學(xué)生巧用實(shí)驗(yàn)器材的能力，激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生在節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間的同時(shí)，有效增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果。

七、走出教室，學(xué)以致用

數(shù)學(xué)學(xué)科與生活的聯(lián)系密切，現(xiàn)實(shí)生活中處處蘊(yùn)含著數(shù)學(xué)知識(shí)。在開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生會(huì)將所學(xué)知識(shí)與生活實(shí)際相結(jié)合，通過(guò)探究自然事物，尋找其中數(shù)學(xué)知識(shí)，鞏固所學(xué)知識(shí)。教師可以帶領(lǐng)學(xué)生走出課堂。在進(jìn)行實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課程的同時(shí)，讓學(xué)生得到放松，減少學(xué)習(xí)壓力。

以“樹(shù)葉中的比”的教學(xué)為例。為了讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)在自然事物中尋找存在的數(shù)學(xué)知識(shí)，教師可以設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。首先，學(xué)生分為5個(gè)小組，每小組成員在學(xué)校內(nèi)采集不同的樹(shù)葉，每種10片，用尺子測(cè)量樹(shù)葉的長(zhǎng)和寬。然后，學(xué)生將測(cè)量結(jié)果填寫在表格中。學(xué)生填寫的表格如表2所示。

學(xué)生將實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果與樹(shù)葉形狀對(duì)比，聯(lián)系兩者之間的關(guān)系，探究其中所蘊(yùn)含的規(guī)律，如長(zhǎng)寬比越大的樹(shù)葉比較細(xì)長(zhǎng)，而長(zhǎng)寬比小的樹(shù)葉較圓。教師讓學(xué)生分享各組所計(jì)算出的不同種樹(shù)葉的長(zhǎng)寬比，并交流這樹(shù)葉長(zhǎng)寬比值與樹(shù)葉形狀之間的規(guī)律。如當(dāng)長(zhǎng)寬比大于1時(shí)，樹(shù)葉是隨著比值增大而越來(lái)越長(zhǎng)的；當(dāng)比值小于1時(shí)，隨著比值的變小樹(shù)葉就隨之越來(lái)越寬；當(dāng)比值越接近1，樹(shù)葉就越圓。教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評(píng)價(jià)，學(xué)生對(duì)自己探究出來(lái)的長(zhǎng)寬比與樹(shù)葉形狀之間的關(guān)系進(jìn)行反思和進(jìn)一步完善。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)計(jì)算樹(shù)葉的比值逐步深入，讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)點(diǎn)與自然事物相聯(lián)系，并在親身實(shí)踐中鞏固所學(xué)知識(shí)，學(xué)會(huì)如何應(yīng)用。

學(xué)生走出課堂，親身實(shí)踐，在大自然中發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)、運(yùn)用數(shù)學(xué)，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用。通過(guò)此種方式，學(xué)生能夠深度參與實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而加深對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解，提升對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，具身學(xué)習(xí)能夠讓學(xué)生親身參與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，在做中學(xué)、在玩中學(xué)、在實(shí)踐中學(xué)，從而培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)興趣和數(shù)學(xué)思維能力。小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)采用新的教學(xué)方式和理念，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，實(shí)施基于具身學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從而為學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

［1］竇平.具身認(rèn)知視角下小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐路徑［J］.江蘇教育，2023（44）：48-50，53.

［2］吳愛(ài)敏.問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式下的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)研究［J］.理科愛(ài)好者，2024（3）：229-231.

［3］牛紅曉.立足生活感悟數(shù)學(xué)：小學(xué)數(shù)學(xué)生活化教學(xué)策略［J］.讀·寫·算，2024（26）：71-73.