數學實驗讓小學數學學習更有趣

林飛雪

[摘 要]數學新課標指出，要創造條件和機會，讓學生在動手操作、互動交流、合作探究中，親身經歷學習的過程，發展綜合能力。數學實驗能讓學生先猜想再動手操作、觀察分析、驗證小結，在一系列親手操作的過程中參與歸納、分析與探索的過程，真正做到以生為本，發展綜合能力與核心素養，讓學生體驗探索與發現的快樂，感受數學學習的樂趣，提高小學數學教學質量。

[關鍵詞]數學實驗;以生為本;核心素養

新課程改革背景下，小學數學課堂若單純地運用講授式教學，不能激發學生的興趣，難以凸顯出學生的主體地位、培養學生的核心素養，也不利于學生感悟、理解數學知識，掌握技能和方法。結合數學新課標的要求及學生核心素養的培養需要，新時代的數學課堂應創新教學策略和方法，以生為本，有效實現三維教學目標。數學實驗不僅能讓學生在數學學習過程中親身經歷、動手操作，還能豐富學習的形式，變講述式、記憶式學習為有趣的猜想和驗證實驗學習過程，增加了學習的趣味性。

一、動手操作實驗，在探究中得出新知

數學實驗組織與進行的過程中，教師應踐行“以生為本”的理念，讓學生親自動手參與實驗，先猜想，再動手參與實驗，驗證猜想，探究得出新知。學生動手操作參與實驗的過程，就是創新思考、動手實踐的過程，也是學生核心素養發展的過程，能逐步探究出新知，感悟學習的樂趣。如“圓錐體的體積”學習中，教師引入數學實驗，讓學生動手參與，合作探究“等底面積等高的圓錐是圓柱體體積的三分之一”。學生先是模擬課本上的方法，運用倒滿米、倒滿水裝入圓柱容器的方法，得出倒3次能倒滿。教師提示“只裝一次，能不能得出結論”。在教師的啟發下，學生巧妙借助稱量的方式，分別測量圓柱體、圓錐容器所裝米的質量，從而得出前者質量是后者的3倍。進一步引導學生思考“若不是容器，而是實心圓柱體、圓錐呢？”教師適時點撥，將“圓錐、圓柱分別放入裝滿水的燒杯，用量筒測量它們分別排出的水的體積”，對比體積的數據就能得出結論。

又如，針對“點到直線的距離垂線段最短”的知識點，教師剛開始并沒有直接告訴學生答案，而是讓學生運用實驗的方式驗證猜想，最后得出新知識。教師啟示：“點到直線的距離，什么情況下最短呢？”學生給出不同的答案，然后動手實驗：將一塊水平的木板上方釘一根釘子，然后拿橡皮筋開始拉，不同角度拉后用釘子固定，測量出橡皮筋與木板之間形成的角度，及橡皮筋的長度。學生將“角度”“長度”數據分別填寫在事先畫好的表格中。通過多次測量、反復觀察和記錄數據，逐步發現角度越趨近于90°時，長度越小。之后學生運用90°來驗證性實驗，得出“點到直線的距離，垂線段最短”的結論。由于動手實驗，學生親身經歷了學習的過程，歸納出了新的知識點。

通過引入趣味性的數學實驗，學生在動手操作中逐步探究出新知識，發展了綜合能力與核心素養。

二、創新思考猜想，在探究中大膽驗證

小學生都比較喜歡奇思妙想，在數學教學中，不妨為學生多創造一些創新思考、奇思妙想的機會，之后組織學生參與實驗，在探究中驗證這些創意猜想。圍繞這些有趣的猜想進行有趣的實驗，能讓學生感受數學學習的快樂，發現數學學習趣味，提升學生學習數學的興趣，也激發學生創新思考的主動性，培養學生創新思維與探索能力。比如在“角的大小與什么有關”這個問題提出后，教師引導學生先準備好實驗素材和工具，再分小組合作交流，創意思考、猜想分析，并展開運用實驗的驗證過程。學生猜想“角的大小與兩條邊的長短有關”，“角的大小與開口的大小有關”，還有的學生創意猜想“用放大鏡可以將角放大”。圍繞這些猜想，學生參與到數學實驗的動手操作過程中，探究驗證結果。分小組合作驗證，動手操作，設計好實驗過程、實驗方法，完成實驗操作，發現“延長角兩邊線的長度，角的大小并沒有變化”，“而將角拉開一點，或將開口縮小一點，角度卻會有變化”，“用放大鏡放大后，再在放大鏡上測量角的大小，角也沒有變化”。依托數學實驗的過程，學生驗證了自己奇思妙想的正確與否，在創意實驗中感悟了數學學習的快樂，發現了數學學習真有趣，也發展了創意思維和探索能力。

又如在“圖形的運動”學習中，教師給學生奇思妙想的機會，鼓勵學生猜想“圖形的平移中，圖形上每個點都會按一樣的方式運動嗎？比如，將圖形向上3格，右5格拖動，圖上的每個點都是這樣運動的嗎？”有的學生猜想“是”，有的猜想“不是”。進一步讓學生動手探究，嘗試畫表格，拖動學具，并分析圖形上每個點的運動規律，得出“是”的結論。或組織學生參與“平移時什么變了，什么沒變”的猜想和“軸對稱的圖形，相互對稱的點到對稱軸的距離相等嗎？”探究性實驗，在實驗探究中驗證猜想，得出結論，發展學生的探究能力。

三、激發學習興趣，在動手中收獲樂趣

小學數學是一門基礎性、工具性的學科，興趣是最好的老師，需要先采取科學的方法激發學生的興趣，培養學生的數學應用意識，才能讓學生積極、主動地參與數學學習。而依托一些數學趣題、數學小故事，由數學課本中的知識點、數學思想方法延伸出一些數學小實驗，讓學生動手參與數學實驗，感受動手探索的過程，能讓學生收獲數學學習的樂趣，感悟數學知識的奇妙。

如“周長”與“面積”是重要知識點，也是平面幾何知識的重點，為激發學生學習幾何的興趣，也讓學生掌握幾何探秘的方法，教師設計了一個小實驗：“將16個小正方形拼擺成長方形，請問如何拼擺能讓其周長最短？”在該問題導向下，學生參與動手實驗，運用已學的知識分析問題。學生運用已學的邊長、周長、面積知識并相互聯系，再結合分類的思想方法，將16分成1×16，2×8，4×4三類情況，在此思想指導下拼擺成長方形并分別計算出周長，得出4×4這種情況下周長最短。

涉及到“將固定周長的繩子拼接成圖形，可以是三角形、正方形、圓形等，拼成什么圖形時期面積最大？”學生經過動手實驗和比較計算數據，得出拼成圓形的時候面積最大的結論，并通過反復實驗知道“周長相等時，形狀越規則面積越大。”

上述實驗的引入，不僅激發了學生數學學習的興趣，而且讓學生感悟到數學博大精深，需要靈活運用，促使學生敢于創新探索并遷移建構知識網絡。

四、融入生活應用，在探索中解決問題

數學與實際生活關聯緊密，為了培養學生的應用意識，鼓勵學生實踐創新，應多將數學與實際生活問題聯系起來進行教學。數學實驗能引導學生參與解決實際問題的過程，發展核心素養。

如教師提出“花壇面積的測量”問題后，又為學生預設了“困難”，如果沒有米尺，如何測量？學生參與數學實驗，小組合作分組解決問題。有的學生提出用木棍作為單位，先測量木棍的長度，再看各邊有幾個木棍長，記錄下來。有的學生想到用“步數”，因為身體是有趣的測量工具。在這些設想下，學生參與到動手實驗中，邊動手、邊交流、邊記錄，之后計算，并與學校登記的實際面積進行對比，看哪個小組與實際面積的大小差距最小。在這些實驗操作的過程中，學生運用數學思想與方法巧妙解決了問題。

通過組織學生融入生活應用，運用實驗的方法分析和解決問題，發展了學生的應用思維。而當學生掌握了有關知識和技能后，再引導學生在現實世界中探求應用，構造數學模型解決實際生活中的問題，學生在數學實驗參與過程中感悟了數學學習的樂趣，發現了數學的應用價值，有效提升了核心素養。

總之，數學實驗為創新數學課堂創造了契機，也為學生核心素養的培養創造了條件，它讓學生真正參與其中，探究新知，親身經歷學習的過程，深入理解數學思想和方法，在過程中經歷與探索，從而實現教學目標。

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（責任編輯 付淑霞）