經(jīng)歷數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，提高學(xué)生的操作技能與創(chuàng)新思維

梁翠萍

【摘要】小學(xué)生的思維方式是要經(jīng)歷表象思維到抽象思維的過(guò)程的，對(duì)于數(shù)學(xué)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)需要依靠具體的事物幫助思考。本文結(jié)合圖形與幾何中關(guān)于長(zhǎng)方體體積的教學(xué)，探究如何結(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程來(lái)提高學(xué)生的操作技能與創(chuàng)新思維。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn);操作技能;創(chuàng)新思維

有效的小學(xué)數(shù)學(xué)課堂不只是單純地完成教學(xué)目標(biāo)，而且要力求培養(yǎng)學(xué)生的全方面發(fā)展。比如，培養(yǎng)并提高學(xué)生的操作技能與創(chuàng)新思維也尤其重要。因此，教師結(jié)合實(shí)際和不同學(xué)齡段學(xué)生的特點(diǎn)開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)造良好的條件給予學(xué)生能通過(guò)親自經(jīng)歷數(shù)學(xué)實(shí)踐活動(dòng)過(guò)程，自主發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)中的概念、規(guī)律等，不僅能讓學(xué)生深刻理解數(shù)學(xué)知識(shí)，而且能激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，尤其對(duì)提高他們的操作技能與創(chuàng)新思維有著至關(guān)重要的作用。《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)》提出：“學(xué)生應(yīng)當(dāng)有足夠的時(shí)間和空間經(jīng)歷觀察、實(shí)驗(yàn)、猜測(cè)、計(jì)算、推理、驗(yàn)證等活動(dòng)過(guò)程?！北疚慕Y(jié)合關(guān)于長(zhǎng)方體體積的概念、規(guī)律、解決問(wèn)題的教學(xué)，探究如何結(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程來(lái)提高學(xué)生的操作技能與創(chuàng)新思維。

一、經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，幫助學(xué)生形成數(shù)學(xué)概念

在平時(shí)的教學(xué)中，教師不難發(fā)現(xiàn)概念的教學(xué)往往是比較“生硬”的，容易把概念硬生生地塞給學(xué)生，而忽略了給學(xué)生一個(gè)探究和思考的機(jī)會(huì)。這時(shí)，教師可以通過(guò)設(shè)置實(shí)驗(yàn)的方式幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)并對(duì)數(shù)學(xué)概念理解透徹，從而提高其操作技能。比如，在“長(zhǎng)方體和正方體的體積”的教學(xué)過(guò)程初，由于學(xué)生的抽象思維未夠成熟，對(duì)體積的概念比較難理解，教師可以先由學(xué)生講述“烏鴉喝水”的故事，再引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案。教師給予時(shí)間和空間讓學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)的工具和方法，并讓學(xué)生說(shuō)說(shuō)自己的實(shí)驗(yàn)思路，鼓勵(lì)不同的方法出現(xiàn)后，由學(xué)生動(dòng)手操作和發(fā)現(xiàn)，最后由學(xué)生盡情地展示自己的成果。這里，舉例子說(shuō)說(shuō)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。

實(shí)驗(yàn)一：把一塊大石頭放入有紅色水的玻璃杯中，觀察水位的變化。學(xué)生通過(guò)觀察知道了，水位上升了。學(xué)生通過(guò)思考和討論會(huì)發(fā)現(xiàn)，水位上升是因?yàn)槭^在杯子中占有一定的空間。

實(shí)驗(yàn)二：一只杯子裝滿了沙子，現(xiàn)在把沙子倒出來(lái)放在一邊，取一塊石頭放進(jìn)杯子里，再把剛才倒出來(lái)的沙子倒回杯子里，觀察發(fā)生了什么。學(xué)生通過(guò)觀察知道，剛才倒出來(lái)的沙子不能全都倒回杯子里了。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生就會(huì)產(chǎn)生疑惑了，激發(fā)他們自主探索的意識(shí)，最終發(fā)現(xiàn)是石頭在杯子中占有一定的空間，導(dǎo)致剛才可以裝滿杯子的沙子不能全都回到杯子里。

實(shí)驗(yàn)三：把一塊小石頭放人有紅色水的玻璃杯中，觀察水位的變化。通過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn)一，學(xué)生已經(jīng)知道了水位肯定是上升的。但似乎跟前一次的水位變化程度不同。這時(shí)，學(xué)生們想到這次的水位變化比第一次的小，就會(huì)產(chǎn)生認(rèn)識(shí)上的矛盾，激發(fā)他們的思考興趣，最終發(fā)現(xiàn)小石頭占的空間比大石頭占的空間小，也就是小石頭的體積比大石頭的體積小。

通過(guò)以上三個(gè)實(shí)驗(yàn)，有效地幫助學(xué)生不僅自發(fā)地理解到體積的概念，還能通過(guò)自主操作，發(fā)現(xiàn)了體積也有大小的比較。所以，學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程后形成概念是受益匪淺的，能更好的理解概念，加深對(duì)知識(shí)的延伸拓展。

二、經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，幫助學(xué)生歸納數(shù)學(xué)規(guī)律

相對(duì)于整個(gè)數(shù)學(xué)知識(shí)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，小學(xué)數(shù)學(xué)的數(shù)學(xué)規(guī)律和公式是相對(duì)比較簡(jiǎn)單的，學(xué)生能夠通過(guò)教師的引導(dǎo)自主推導(dǎo)出來(lái)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不僅獲得了親身體驗(yàn)，還需要在豐富的表象上歸納出數(shù)學(xué)規(guī)律或公式。這就需要教師在課前做好備課，琢磨如何用更豐富的表象來(lái)呈現(xiàn)出數(shù)學(xué)的模型，以便于學(xué)生能抽象出數(shù)學(xué)規(guī)律，從而提高他們的操作能力和創(chuàng)新思維。比如，在“長(zhǎng)方體的體積公式”的教學(xué)中，教師可以有效地結(jié)合實(shí)驗(yàn)來(lái)幫助學(xué)生歸納數(shù)學(xué)規(guī)律。

對(duì)于“長(zhǎng)方體的體積公式”的教學(xué)，教師的一般做法都是在課堂上拿出準(zhǔn)備好的小正方體，然后讓學(xué)生自己來(lái)擺，由此發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)方體的體積公式是長(zhǎng)×寬×高。這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)沒(méi)有讓學(xué)生有自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的機(jī)會(huì)，就更不用談提高操作技能和創(chuàng)新思維了。所以，教師可以通過(guò)復(fù)習(xí)前一節(jié)課所學(xué)的體積單位來(lái)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，要求長(zhǎng)方體的體積公式可以借助1立方厘米的小正方體來(lái)擺一擺，由學(xué)生想出實(shí)驗(yàn)的工具和方法。這時(shí)，再在實(shí)驗(yàn)設(shè)置“動(dòng)手操作，觀察發(fā)現(xiàn)，歸納公式”這三個(gè)環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出長(zhǎng)方體的體積公式。以小組為單位，用一些棱長(zhǎng)是1厘米的小正方體擺成4個(gè)不同形狀的長(zhǎng)方體，記錄它們的長(zhǎng)、寬、高，再通過(guò)數(shù)一數(shù)的方法記錄它們的體積。這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)，不把學(xué)生局限于用確定數(shù)量的小正方體來(lái)擺，而讓他們自由發(fā)揮，自主決定用幾個(gè)小正方體來(lái)擺出長(zhǎng)方體，更能發(fā)揮出他們的創(chuàng)新思維。通過(guò)這樣的動(dòng)手操作、結(jié)合數(shù)據(jù)分析和思考，相信學(xué)生大多都能發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)方體的體積和長(zhǎng)、寬、高的關(guān)系了。

三、經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，幫助學(xué)生解決問(wèn)題

學(xué)生學(xué)習(xí)概念、規(guī)律和公示等數(shù)學(xué)知識(shí)，都是為了能把學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于具體的事物中和解決生活中的數(shù)學(xué)問(wèn)題。教師力求在教學(xué)中學(xué)生能夠逐漸的掌握對(duì)于同一問(wèn)題能有多種解決問(wèn)題的策略，獲得豐富的知識(shí)，最終形成獨(dú)立解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力。那么，在圖形與幾何的相關(guān)數(shù)學(xué)問(wèn)題中，大多是比較抽象的，學(xué)生對(duì)于建構(gòu)數(shù)學(xué)模型也是比較棘手的，而數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)這時(shí)就是很必要的“小助手”了。

比如，“求不規(guī)則物體的體積”的教學(xué)中要求梨的體積，教師可以先請(qǐng)學(xué)生們說(shuō)說(shuō)“曹沖稱象”的故事，通過(guò)學(xué)生思考和討論，啟發(fā)學(xué)生可以通過(guò)排水法來(lái)求得梨的體積。然后，給予足夠的時(shí)間和空間學(xué)生交流和準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的工具和方法。相信大多數(shù)學(xué)生都能想出如下實(shí)驗(yàn)流程。先往量杯里倒入一定的水，要確保倒入的水能完全浸沒(méi)梨，并記錄刻度。接著再往水里放入梨，讓梨完全浸沒(méi)在水中，再記錄這時(shí)的刻度。最后，用第二次的刻度數(shù)減去第一次的得出梨的體積。在這個(gè)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生能通過(guò)教師的故事引導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的工具和方法，提高他們的創(chuàng)新思維，并通過(guò)親自動(dòng)手操作解決了實(shí)際問(wèn)題，也提高他們的操作能力。課后，教師還能布置具有發(fā)散性思維的作業(yè)：自己選擇一個(gè)不規(guī)則物體結(jié)合實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)量它的體積。

在教學(xué)中，教師可以先設(shè)置懸疑，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新思維設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)的方案。學(xué)生利用學(xué)具和小組合作，自主進(jìn)行操作、思考，并且能用語(yǔ)言表達(dá)出實(shí)驗(yàn)的成果，再對(duì)成果加以延伸拓展，獲得豐富的知識(shí)。只有讓學(xué)生真正經(jīng)歷數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，使學(xué)生在思考、操作、觀察、發(fā)現(xiàn)、歸納等知識(shí)碰撞中感受數(shù)學(xué)問(wèn)題的內(nèi)涵，體驗(yàn)解決問(wèn)題策略的多樣性，才能更好地提高學(xué)生的操作技能和創(chuàng)新思維。