融入數學實驗　發展核心素養

摘 要 從小學數學實驗“種子的發芽率”說起，論述融入數學實驗、發展核心素養的方法，以期為小學數學教學改革提供借鑒和參考。

關鍵詞 小學數學;數學實驗;核心素養;種子的發芽率

中圖分類號：G623.5? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）15-0109-03

1 前言

核心素養是學生學科學習的必備品格和關鍵能力，學生只有具備學科核心素養，才能獲得更好的終身學習發展。而數學實驗在小學數學教學中的應用，有利于幫助學生建構知識，對發展學生核心素養大有裨益。因此，在大力提倡培養學生核心素養的時代背景下，教師應積極探索小學數學實驗教學。

2 數學實驗與核心素養之間的關系

關于數學實驗可從兩個方面做出解釋：一是數學研究領域的實驗，多是運用信息技術進行數學實驗研究;二是教學領域的實驗，是采用自然實驗科學方法，以探究某一數學知識為目的，并借助相關實驗器材操作，幫助學生更好地構建知識、理解知識。本課題研究中所指的數學實驗為后者。

而核心素養是2014年教育部頒布的《關于全面深化課程改革 落實立德樹人根本任務的意見》中對現代教育所提出的要求，強調學生學科學習的必備品格與關鍵能力，是推動學生長遠學習發展的重要保障[1]。

實驗教學與核心素養兩者之間是存在內在關聯的，因為數學實驗是“思”與“做”相互作用的過程，天然存在核心素養所最為關注的兩點要素，即必備品格與關鍵能力。從數學概念的角度去理解核心素養，可以發現數學實驗中蘊藏著豐富的空間觀念、模型思想、應用意識及創新意識，這也是數學核心素養的關鍵所在。由此看出，實驗教學與核心素養之間是存在內在關聯的，在小學數學教學中融入數學實驗，有助于學生核心素養的發展。

“種子的發芽率”是小學數學“百分數”這節課中“探究與實踐”環節提出的實驗，具體如圖1所示。由于其屬于非知識傳授范圍，加之實驗耗時較長，以往易被教師所忽略。而在核心素養教學背景下，實驗教學成為發展學生核心素養的重要手段，因此，“種子的發芽率”這一實驗也受到關注和重視。下面筆者將從“種子的發芽率”說起，對發展核心素養的小學數學實驗融入提出相關建議。

3 發展核心素養的小學數學實驗：從“種子的發芽率”說起

在自主開放中生成實驗活動? 在“種子的發芽率”這節小學數學實驗課程中，考慮到實驗耗時較長的問題，筆者選擇采用課外實驗的方式開展實驗活動。相對于常見的課內數學實驗，課外實驗對學生束縛較少，學生更能體驗到新鮮和刺激。同時由于缺少教師的組織和干預，學生的自主性可以得到更好的發揮，而這無疑是有助于學生主體知識構建的，可促使學生的核心素養得到更好的發展。

但在實驗開展前，將具體的活動任務要求詳細地講給學生還是十分必要的。如在執教過程中，筆者就為學生布置了這樣幾項任務：

1）實驗在課后家中自主完成，可由家長幫忙提供相應的實驗材料;

2）建議使用兩種種子做實驗，以此做出對比，猜測哪類種子發芽率更高，并在實驗結束后驗證猜想結論;

3）學生自主設計表格，記錄相關實驗數據，并將得出成果制作成PPT，在班級中進行展示;

4）若是實驗過程中出現困難，不要“硬挺”，可從網絡中搜集答案或向同學、父母、教師求助。

在實驗任務要求布置結束后，教師就可以讓學生自主開展實驗，在開放的實驗環境下推動學生的核心素養發展。

在互動分享中綻放精彩對話? 在“種子的發芽率”這一數學實驗教學活動中，實驗開展兩周后，大多數學生的種子已經發芽，并記錄了一些實驗結果。此時教師就可以統一組織時間，讓學生對實驗過程及實驗結果進行交流匯報，從而在互動分享中綻放精彩對話，在思維碰撞中發展學生的核心素養。在本次實驗過程中，學生展示多種多樣的活動，下面筆者對此做出詳細介紹。

形式一：白描日記，真切體驗生命成長。即通過日記撰寫的方式，以時間作為分界線，將種子發芽的成長過程記錄下來。如下為筆者執教班級某學生撰寫的白描日記PPT展示內容：

2019年11月10日? 我選取了40顆黃豆種子作為實驗材料，將其分為A組和B組，每組各20粒，分別裝入不同的盆中等待發芽。我內心非常地期待。

2019年11月12日? 今天放學回家后，我迫不及待地查看放在盆中的黃豆種子，令人驚訝的是，兩組黃豆種子都已經發芽，這讓我感到非常的驚喜。

2019年11月24日? 這是本次實驗活動的最后一天，我選取的實驗種子，該發芽的都已經發芽完畢，其中A組發芽黃豆15粒，發芽率為75.00%;B組發芽黃豆18粒，發芽率為90.00%，B組勝出。

在學生白描日記展示結束后，教師可以引導班級中的學生對此做出交流，如：“你覺得這名同學的實驗過程中有哪些值得大家學習的品質？”而在學生交流結束后，教師還可以對此做出點評，如：“你的實驗記錄得非常認真，可以看出你非常重視本次實驗，若是能將不同時間種子發芽的照片拍攝下來就更好了。”通過這樣真實客觀的點評，可更好地激發學生的數學實驗學習信心，促使學生的實驗能力和核心素養得到更好發展[2]。

形式二：擬人記敘，展現生命律動。在筆者執教的班級中，還有一名學生文筆功力非常好，他對于實驗過程采用了擬人記敘的方式，將種子發芽的生命律動過程淋漓盡致地描繪出來：

第1天“種子入水”，我將一群等待被喚醒的黃豆種子放在水池之中。

第2天“紋絲未動”，這群酣睡不醒的黃豆寶寶到底要何時醒來？

第3天“見證奇跡”，已經有13粒黃豆寶寶從睡夢中蘇醒！

第4天“半夢半醒”，外面雖然天寒地凍，但是又有兩粒黃豆寶寶從睡夢中醒來。

第5天“爭先恐后”，外面的世界很精彩，又有一粒黃豆寶寶醒來！

第6天“脫去外殼”，黃豆寶寶們都爭著要長大、褪去原有的外衣，一共有18粒黃豆寶寶發芽了！

對于該學生這樣的實驗記錄展示，筆者給出這樣的評價：“你如此生動地描述，讓老師好像親眼看見了種子發芽的過程。你的文字就像是一首優美的詩歌，在這樣的數學實驗中，老師看到了語文、數學、科學的完美結合，為你感到驕傲。”

形式三：表格記錄，數字直觀顯示分析。在班級之中還有一些學生選擇直接通過圖表記錄展示的方式，將實驗過程呈現出來。這種實驗方式顯然是十分理性客觀的，具體如表1所示。在該名學生展示后，筆者引導班級之中的學生進行分享交流。對此有學生表示，該名同學設計的表格非常清晰，顯示出了每天種子發芽的百分率，非常方便直觀。而對此筆者也給出評價：該同學在進行實驗設計時，嚴格按照老師的要求，先猜想，再去驗證，通過表格可以清晰地看出每天發芽的種子數和對應的發芽率，非常具有參考借鑒意義。

形式四：借助圖示，科學展現實驗結果。在筆者執教的班級中，還有學生將自己得到的數據結果通過Excel軟件進行整理，并繪制成折線統計圖。在學生之間的交流過程中，有學生表示該名同學設計的折線統計圖能清楚地看見每天種子的發芽數量和變化趨勢，這樣就可以清晰了解黃豆種子和綠豆種子的發芽速度，使數學實驗更具科學性。具體如圖2所示。

類似于這樣的展示形式還有很多，由于文章篇幅限制，筆者不能一一展示。但通過上述幾種類型的實驗過程展示，足以證明本次數學實驗研究是非常成功的，多數學生全身心地參與到數學實驗探究中，在這個過程中不僅對“百分率”有了更深刻的認識與了解，而且數學核心素養也得到更好的發展。

在綜合融通中發展核心素養? 在小學階段的數學實驗教學中，“種子的發芽率”是歷時較長的一個數學實驗，需要經歷課前準備、實驗驗證、結果反饋三個過程。同時，實驗從課內到課外，學生親身參與全部實驗過程，并實現多學科知識之間的融合，在融會貫通的過程中可以有效促進學生核心素養的發展。筆者從以下幾個方面做出闡述。

1）主動分享差異資源。通過上文介紹可以知道，在“種子的發芽率”這節數學實驗課程中，不同的學生采用的實驗記錄方式有所不同。在分享匯報展示課程中，學生結合自身的實驗情況進行展示分享，在這個過程中，學生的智慧火花實現了碰撞。雖然實驗有成功、有失敗，但是學生的實踐創新能力素養得到發展。

2）主動提升研究能力。在小學數學教學過程中，數學實驗為學生提供了親手實踐的機會。如在“種子的發芽率”這節實驗課程中，學生可以自主設計實驗方案，自主選擇種子材料，并進行數據記錄、照片拍攝、課件制作、表格整理等。學生有了更多學習自主權，在“做”的過程中獲得更多數學學習經驗，這對于他們而言無疑是一種成長的蛻變，是核心素養得到發展的一種體現。

3）主動進行學科整合。在本次數學實驗教學開展過程中，筆者發現學生可以主動地進行不同學科知識的整合，如有的學生運用詩情畫意的語言對實驗過程進行記錄，有的學生嘗試從網絡中搜尋一些可促進種子發芽的科學妙招……在數學實驗過程中，語文、數學、科學有效地整合在一起，這種綜合素質的發展無疑也是學生核心素養得到培養的一種體現。

4 總結

在小學數學教學中，實驗是不可或缺的環節，教師應不斷對實驗課程體系進行深化研究，積極引領學生開展數學實驗，使學生的核心素養得到良好發展，推動學生的數學學習之路走得更加長遠。

參考文獻

[1]管愛民.精心設計數學實驗，培養數學核心素養：以小學數學教學為例[J].數學教學通訊，2018（7）：41-42.

[2]陳美華.融入數學實驗 發展核心素養：從數學實驗“種子的發芽率”說起[J].小學數學教育，2017（20）：35-37

作者：張瑜，淄博市周村區南郊鎮李家小學（255318）。