雷清蘭
小學數學實驗課的教學,不是單純地讓學生模仿實驗,而是需要我們教師認真設計,要讓學生在實驗中積累基本活動經驗,形成一定的數學思想,讓學生在實驗過程中有所感悟,領會模型建構。
然而,我們的實驗教學,往往只是停留在為實驗而實驗,這樣的教學仍缺少些元素,透過這些現象,我們應該看到課堂教學的根本,明確課堂教學的方向。
案例(北師大版數學五年級下冊《有趣的測量》片斷):
師:現在請同學們自學課本第46~47頁,尋找測量方法。
出示實驗要求:
①注意安全,不要將水灑在桌面上,操作完成后將器材整理好。
②分工明確,團結協作,仔細觀察,服從組長安排,并和組長一起做好記錄。
③認真思考石塊體積的計算方法。
④最后再給自己組的測量方法取一個合適的名字。
學生小組討論、設計測量方案,并做好記錄。
師:剛才各團隊的隊員齊心協力,用不同的方法測量出不規則物體的體積,哪個小組愿意給大家匯報一下?
第一小組進行匯報:
生1:我們組測量的物體是土豆。
生2:在長方體的水槽里放了一些水,量出水槽的長、寬、高,再把土豆沉入水中,量出上升后的水的高度,計算出上升的水的體積,就是物體的體積。
生3:我們把這種方法叫“上升法”。
師:我們把掌聲送給會合作的同學。哪位同學對他們的測量方法還有補充?
生:用上升法測量不規則物體的體積時,一定要把物體完全浸沒在水中。
第二小組進行匯報:
生1:我們組測量的物體是石塊。
生2:我們是把燒杯放在水槽中,給水槽中盛滿水,再將物體放入盛滿水的燒杯中,并將溢出的水倒入有刻度的量杯中測量,量杯中溢出的水的體積,就是物體的體積。
生3:我們把這種方法叫“溢水法”。
師:哪位同學能給他們的測量方法提點兒小建議?
生:取出石塊時,盡量讓水滴干。
生:取出燒杯時,盡量端平,不要讓水灑在水槽中,影響測量的準確。
師:總結兩種測量不規則物體體積的方法。
不規則物體的體積=物體排開的水的體積
=(升水法)上升部分水的體積
=(溢水法)溢出部分水的體積
師:這幾種方案有什么相同之處?
生:都用水來測量。
……
【思考】
《有趣的測量》這一課,看似比較簡單,我們大部分教師采用的教學方法,就像上面的教學片斷里面的教師一樣,通過讓學生實驗,得出上升的水的體積等于不規則物體的體積,求出上升水的體積就可以得出不規則物體的體積。其實真的這么簡單嗎?為什么學生動手做了實驗,在后續的實際運用以及相關練習中,仍然有不少學生做錯,或者水的前后高度弄不明白,或者水上升的體積究竟等于哪部分物體的體積弄不明白等等。
其實,學生在實驗過程中,是確確實實地感知到,還是模糊地感知到水面上升的體積等于不規則物體的體積?是似是而非地覺得浸沒的物體多大,水面就上升多少,還是確定不疑?這是一個值得思考的問題。
在這節課的教學中,我們可以適當加進一些元素,使這節課的教學更為豐滿,厚實。
1.測量規則物體體積,并非畫蛇添足。
首先讓學生精確地感知浸沒的物體體積確實等于水上升的體積,這個實驗可以邊做邊用投影展示給學生看。把一個長寬高分別是4厘米、3厘米、2厘米的長方體橡皮泥,浸沒到量杯中,然后讓學生觀察水面上升的位置,進而比較計算的體積與通過水面上升測量到的體積的異同。如下圖:

通過這個實驗,學生一方面實際計算長方體的體積,得出長方體的體積是24立方厘米;另一方面將放了橡皮泥的量杯與之前相比較,得出水面上升的體積是 80-56=24(毫升)=24(立方厘米)。
在這個比較的過程中,學生真真切切感覺到,物體的體積等于物體浸沒在液體中液體上升的體積。
這個實驗最主要的是提供給學生一個真切的場景,真切的數據,讓學生明白浸沒的物體的體積確確實實等于水上升了的體積。
2.巧妙運用遷移規律,只需順勢而為。
認識了規則物體體積的另類“測量”方法,認識了浸沒物體水面上升的原理,我們可以順勢而為,讓學生去領會不規則物體的體積。
有前面環節的實驗做鋪墊,學生才能夠真切地感知到,浸沒在水里的不規則物體的體積,其實就等于水上升的體積。有了前面的小實驗,學生小組再進行實驗的時候,才會更認真地觀察,更認真地記錄各項數據。學生在實驗的認真程度上會有較大的改觀。
在沒有小實驗做基礎時,如教學片斷中的學生實驗,學生在很大程度上是以玩樂的心態去進行實驗,他們沒有真切地感受到實驗數據準確的必要性,而只是一種模糊的感覺。
從心理學的角度來說,只有當人們明確自己當下的每一個環節都是不可疏忽的時候,做起事來態度才會更加認真。
研究不規則物體體積前的小實驗,起到了橋梁作用,起到了心理暗示作用。接下來我們可以像教學片斷一樣,讓學生進行分組實驗,但在實驗過程中,我們要讓學生認真觀察實驗細節,準確記錄實驗數據。匯報時,我們教師要注意追問學生“水面上升的原因是什么?”“水溢出容器的根源是什么?”“水面上升的高度取決于哪些因素?”“裝滿水的容器,在放入不規則石塊后,為什么有水溢出?溢出的水的體積是誰的體積?”等。
3.“你知道嗎”前進一步,厚實數學文化。
教材的末尾部分“你知道嗎”,很多教師會以不同的形式讓學生去了解,在幾次聽課活動中,看到教師只是蜻蜓點水式地過了一遍,并沒有讓學生真正去理解、去領會,或者說很多時候,可能我們上課教師也沒有真正弄明白“阿基米德的故事”所說明的問題,要把這個故事真正解讀明白,恐怕要假設某一具體數據才能夠說清楚,否則,學生一時還是難以明白,或者是一種假明白。因為,在當時阿基米德所能夠做到的,只是用秤把皇冠的質量稱量出來,我們知道黃金的密度是每立方厘米19.3克,而銀的密度是每立方厘米10.5克。現在,假設這頂皇冠是1800克,如果我們按照“有趣的測量”里面的方法,便能夠測量出皇冠的體積,假如測量出皇冠的體積是100立方厘米,那么,我們就可以計算出皇冠的質量應該是19.3×100=1930(克),即可以肯定工匠師傅用銀換掉了黃金,因為這頂皇冠的質量沒有達到1930克。
因此,教學中,不能只停留在讓學生看一遍“你知道嗎”,或者簡單讀一下、看一下,這樣的意義是不大的,也沒有什么效果,教師不明白,學生更沒有弄明白。
總之,《有趣的測量》這節課的學習,不規則物體體積的測量與計算,它只是一個“載體”,真正隱藏在這一“載體”后面的是“轉化”的數學思想,面對這一不規則的物體,我們還可以讓學生討論:如果不規則的物體是橡皮泥的話,我們可以怎樣去測量它的體積?如果在知道質量的情況下,我們有沒有什么辦法,計算出不規則物體的體積?這些問題,我們教師要引發學生去思考、去質疑、去辯論。如橡皮泥,我們不一定要借助水來測量它的體積,我們完全可以直接把它捏成長方體進行計算;如果面對的是計算不規則容器里面液體的體積,我們可以把它倒入一個正方體或者長方體的容器里面進行計算等等。這些其實都是需要我們運用“轉化”的數學思想去解決實際生活中的一些問題,需要我們站在更高的高度去思考我們的教學,使得我們的教學能夠讓學生的思維更進一步。