小學(xué)“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)的探索與實(shí)踐

魏曉菲

數(shù)學(xué)家歐拉認(rèn)為“數(shù)學(xué)這門學(xué)科需要觀察，也需要實(shí)驗(yàn)”。說到實(shí)驗(yàn)，對(duì)于小學(xué)生來說，更多的人想到的是科學(xué)課做實(shí)驗(yàn)，數(shù)學(xué)課也能做實(shí)驗(yàn)？數(shù)學(xué)課也有必要做實(shí)驗(yàn)？答案是肯定的。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于個(gè)體學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)學(xué)科自身發(fā)展都起著積極地促進(jìn)作用。在一些教育先進(jìn)的國家，不僅有配套的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教材，還設(shè)有專門的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室。近年來，我國一些地區(qū)的初中、高中也陸續(xù)開設(shè)了數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課，積累了很多有關(guān)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)。反觀，作為基礎(chǔ)教育的小學(xué)階段，雖然數(shù)學(xué)教材中也有很多供給學(xué)生進(jìn)行探究的實(shí)驗(yàn)材料，但是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)并沒有得到重視。下面筆者將對(duì)我區(qū)當(dāng)前小學(xué)階段數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)施現(xiàn)狀做簡單分析，重點(diǎn)談?wù)劄榇蚱七@種現(xiàn)狀做的幾點(diǎn)嘗試。

1 小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)施現(xiàn)狀

1.1 注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，輕視操作過程，影響數(shù)學(xué)基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的積累。

數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)是指人們?cè)诮虒W(xué)活動(dòng)過程中形成的，并在遇到某種相似情景時(shí)可以憶起的某種體驗(yàn)、方法性知識(shí)或某種觀念。這種經(jīng)驗(yàn)的獲得對(duì)學(xué)生發(fā)展數(shù)學(xué)思維、提升數(shù)學(xué)素養(yǎng)都有積極的推動(dòng)作用。同時(shí)新課程標(biāo)準(zhǔn)也強(qiáng)調(diào)，在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程中，要讓學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)與技能形成的過程。但在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有些教師只關(guān)注最終結(jié)果、忽略具體的實(shí)驗(yàn)過程，活動(dòng)看似熱鬧，但實(shí)際意義卻不大。

1.2 注重知識(shí)與技能的獲得，忽略數(shù)學(xué)思想方法的滲透。

新課標(biāo)明確提出“四基”，即“基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能、基本思想、基本數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)”。數(shù)學(xué)思想是對(duì)數(shù)學(xué)事實(shí)與理論經(jīng)過概括后產(chǎn)生的本質(zhì)認(rèn)識(shí)。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師輕思考，只關(guān)注單次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中知識(shí)與技能的獲得，而忽略了活動(dòng)中滲透的數(shù)學(xué)思想和經(jīng)驗(yàn)，正是這些思想方法的滲透聯(lián)結(jié)了學(xué)生已有知識(shí)、引領(lǐng)學(xué)生探究未知領(lǐng)域。忽略數(shù)學(xué)思想和經(jīng)驗(yàn)，這勢必會(huì)影響學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的提高。

2 小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)施現(xiàn)狀的冷思考

基于小學(xué)生年齡特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律，小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是指結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容或數(shù)學(xué)問題設(shè)計(jì)試驗(yàn)預(yù)案，學(xué)生根據(jù)原進(jìn)行觀察操作、探究發(fā)現(xiàn)、分析思考、歸納概括等思維活動(dòng)，對(duì)已有的事實(shí)或提出的猜想進(jìn)行檢驗(yàn)或驗(yàn)證的一種數(shù)學(xué)活動(dòng)。筆者認(rèn)為，不管是開發(fā)新的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，還是進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，首要任務(wù)都是要厘清實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)目標(biāo)。

2.1 基于數(shù)學(xué)事實(shí)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)自然生長

基于數(shù)學(xué)事實(shí)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生根據(jù)已有的數(shù)學(xué)事實(shí)，對(duì)相關(guān)的數(shù)學(xué)內(nèi)容或問題進(jìn)行再操作、再發(fā)現(xiàn)、再創(chuàng)造的一種數(shù)學(xué)活動(dòng)。

在三年級(jí)下冊(cè)學(xué)習(xí) “認(rèn)識(shí)千米”這一知識(shí)時(shí)，由于“千米”是一個(gè)較大的長度單位，離學(xué)生“可視性”的體悟和感受經(jīng)驗(yàn)比較遠(yuǎn)，對(duì)學(xué)生來說比較抽象，學(xué)習(xí)過程中千米概念的建立比較困難，是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。針對(duì)這一實(shí)情、我們開發(fā)《1千米有多長》這個(gè)實(shí)驗(yàn)案例，通過1、10米長的隊(duì)伍站幾人，推算1千米長的隊(duì)伍站的人數(shù);2、走完100米跑道要走多少步、需要多長時(shí)間，推算走完1千米的步數(shù)和時(shí)間;3、猜測生活中從哪個(gè)地方到哪個(gè)地方距離大約是1千米，并借助手機(jī)APP或運(yùn)動(dòng)手環(huán)等方式驗(yàn)證自己的猜測。旨在讓學(xué)生通過親生感受、親自運(yùn)用，去建立“1千米”的概念。

2.2 基于解決問題進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生數(shù)學(xué)方法建構(gòu)的更加完善

基于解決問題進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)歷觀察現(xiàn)象、提出猜想、推理驗(yàn)證、獲得結(jié)論等一系列探究過程去解決問題的一種數(shù)學(xué)活動(dòng)。

五年級(jí)下學(xué)期學(xué)習(xí)“圓的認(rèn)識(shí)”這一單元內(nèi)容，學(xué)生對(duì)圓心、半徑的認(rèn)識(shí)缺乏圖形與生活的直觀聯(lián)系。如半徑定義中“圓上任意一點(diǎn)”的理解學(xué)生是依據(jù)自己的空間想象完成的，因?yàn)樘骄炕顒?dòng)中學(xué)生面對(duì)的都是畫好的圓，看不到直觀的點(diǎn)。基于這樣的實(shí)情，我們開發(fā)了《怎樣站才公平》這一活動(dòng)案例。活動(dòng)首先從游戲情境引入，四人玩套圈游戲，怎樣站才公平，初步感知要想游戲公平，“套圈人站的位置到中心點(diǎn)距離必須相等”這一重要特征;然后全班同學(xué)一起加入游戲，在坐標(biāo)圖中畫點(diǎn)表示出每個(gè)人站的位置，學(xué)生按要求均勻的標(biāo)出幾十個(gè)點(diǎn)后，觀察形成的圖形近似圓形，自然體驗(yàn)到圓是到定點(diǎn)的距離都相等的點(diǎn)的集合。學(xué)生通過這樣的活動(dòng)，既能具體感受“圓上點(diǎn)”的存在，又有助于理解圓的形成過程，增強(qiáng)空間想象能力。

2.3 基于學(xué)科整合的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)全面提升

基于學(xué)科整合的實(shí)驗(yàn)是指結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，依據(jù)試驗(yàn)方法和要求，整合信息技術(shù)、科學(xué)等學(xué)科資源，利用提供的或自己準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)材料，課外進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐、自主探究、經(jīng)歷記錄實(shí)驗(yàn)過程。此類實(shí)驗(yàn)主要宗旨是讓學(xué)生經(jīng)歷完整的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)過程，感受研究問題的科學(xué)方法，建立初步的實(shí)驗(yàn)意識(shí)。

二年級(jí)下冊(cè)學(xué)習(xí)完“分米和毫米”這一單元知識(shí)后。我們開發(fā)了《大蒜要生長》這一綜合性的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過觀察、測量、記錄土培大蒜和水培大蒜的生長情況，不僅掌握了大蒜生長所需環(huán)境等科學(xué)知識(shí);提升觀察、記錄實(shí)驗(yàn)的能力;讓學(xué)生每天觀察大蒜的生長情況，發(fā)現(xiàn)大蒜生長的規(guī)律，而且將所學(xué)與“分米和毫米”相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活、培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)態(tài)度。

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的興趣愛好，發(fā)展學(xué)生的個(gè)性特長，是數(shù)學(xué)教學(xué)的一種重要方式。要提高數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量，教師首先要改變教學(xué)觀念和態(tài)度，掌握多種教學(xué)方法和技能，并且要牢記學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體、課堂的主人。因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)也必須突出學(xué)生的主體性，同時(shí)我們要根據(jù)知識(shí)產(chǎn)生方式，有針對(duì)性的實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)一步完善數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)體系。讓學(xué)生能從數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中有所得，并讓這些所得伴隨著學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活，成為其終生享用的財(cái)富。