開展數學實驗的兩種途徑

浙江省義烏市實驗小學教育集團 周若穎

小學數學實驗教學，就是理論與實際操作相結合的教學，其中以實際操作為主，理論知識為輔，將二者有機地結合在一起。學生在實驗的過程中不僅對數學知識概念的理解更加深刻，并且還能提高他們的實際操作能力。現今的數學教學不僅要教授學生們一些基礎的數學知識概念，還需要培養他們各方面的能力，實現素質教育的目標。

一、注重課內實驗教學

小學學習過程中，有許多知識的學習都是通過實驗來展開的，這些實驗都是前人經過多次實驗和證明才獲得的結論。在開展實驗性教學的時候，教師應該在這些實驗基礎上，聯系自己的一些經驗，將其轉化為適應現代化小學教學課堂需求的實驗類型，讓學生們在感受和實際操作中完成數學知識的學習。

1.讓學生動手操作

一個實驗的完成不僅可以通過教師演示的方式完成，也可以在教師的指導下，學生們自己去完成。有些時候教師的演示根本就不能達到實驗教學的目的，那就是讓學生們完全理解數學知識概念，而讓他們自己親自去操作實驗則不同，在這個過程中他們或許會遇到一些問題，但是卻會對數學知識概念理解得更加清晰，在實驗中手、眼、腦相結合，實現共同發展。

例如,北師大版小學數學四年級上冊《滴水實驗》，學習這一課知識主要是通過實驗,利用數學知識把抽象、理性的認知變成感性、直觀的感受,使學生深切認識到浪費水的可怕,從而提高節約用水的意識。首先教師可以在課前就給學生們布置一些任務，收集與水資源相關的一些資料信息，在上課的時候讓學生們先談一下自己的感受。教師出示一張圖片，組織學生提出相關問題，比如“如果大家沒有擰緊水龍頭那么每年會浪費多少水”等，然后設計滴水實驗的相關方案。

學生分小組進行討論，然后設計具體的實驗程序。教師引導學生明確實驗的目的、工具以及方法步驟。比如可以用盛滿水的紙杯扎個小孔來代替水龍頭或直接打開水龍頭來計算一分鐘漏掉的水量，再進行推算。10滴水大約是1毫升，一個沒有擰緊的水龍頭如果每分鐘漏30滴水，那么就可以推測計算出水龍頭沒有擰緊一年會浪費多少水。在得出的結論之后，學生們簡單地匯報一下自己小組的實驗過程，以及所得出的數據和結論。

這樣的實驗，學生自己動手，有利于主動地進行觀察、實驗、猜測、驗證、推理與交流等，是一個生動活潑、主動、富有個性的過程。在教學內容上，把握引導學生發現問題——提出問題——分析問題——解決問題這條主線，讓學生通過課前收集的資料了解水資源的短缺狀況，發現生活中浪費水的情況，進而提出一個浪費水的問題，從而分析問題、設計實驗方案，通過對實驗數據進行推算解決問題。

2.實驗方式的合理選擇

實驗教學形式非常多樣，有的是以教師為主體的，有的則是以學生自己為主體的，有的是大家共同完成的實驗，所以實驗形式的選擇非常多樣化。教師在這個過程中必須要結合課文知識內容選擇正確的實驗形式，達到小學數學實驗性教學的最終目的。

以北師大版小學數學五年級下冊《體積單位》這一課為例，一般在實驗中都是以教師作為主體，但這個實驗卻是讓學生自己操作，與其他的數據結合在一起共同得出結論。首先，教師在課前需要讓學生準備好教具，在課堂上自主完成實驗。學生先測算一下骰子的體積，認識一立方厘米，然后用3根一米長的木條做成一個互相成直角的架子，放在墻角，讓學生們認識到一立方分米有多大，對比一立方厘米與一立方分米的大小的差異，形成一個基本的概念。然后讓學生測量一下自己身邊物體的體積，用合適的單位表示，讓學生將這些數據填入自己設計的表格中，根據這些數據一起進行分析，教師再選幾個數據讓學生們說說思考的方法與過程，并且說說單位可以怎么進行換算，最后進行總結，完成實驗。

通過實驗，首先學生知道了什么是體積，什么是容積，它們之間有什么樣的關系以及怎么進行換算，然后再將數據整合到一起，最后得出結論，這一結論就是課文中直接敘述的公式或者是概念。在數學知識學習中，概念和公式一般都是抽象的，通過實驗可以將其具體化，后期也可以展開討論及公式推導，提高實驗數據與結論的準確性。

二、加強課外實驗教學

數學實驗中，學生們首先要做的就是針對數學問題設計相關的實驗方案，然后再驗證實驗的猜測，解決數學問題。還可以觀察實驗現象，總結數學規律，探索新的知識。這些都是數學實驗中需要做到的。課外實驗也屬于實驗性教學的一種，主要是教師帶著學生們去課外進行實驗，完成設置的目標任務，得出最后的結論，發現其中的規律，學習掌握知識內容。在課外進行實驗非常容易引起學生的興趣，讓他們全部參與到實驗中來。

1.提出問題

在課外實驗的時候，可以首先提出問題，讓學生們產生疑惑，然后再在實驗的過程中解答疑惑，這是數學學習中經常會使用的一種方式——設置疑問。在強烈的好奇心的驅動下，學生們就會想方設法去解答疑問。

例如，在北師大版小學數學《圓的周長》這課中，教師就可以首先設置疑問：“圓的周長怎樣計算？圓的周長與直徑有什么樣的關系？圓周率是什么？”帶著這些問題，教師帶領學生們到圓形花壇邊，將學生們分為幾個小組，開始測量花壇的周長。在測量的過程中探索圓的周長計算方式、圓的直徑與周長的關系、圓周率是什么以及有什么作用。這屬于具體的課外實驗，教師需要合理地引導學生們進行實驗，要把握好度。這個課外實驗中讓學生對圓的周長計算公式理解更加深刻，在后期也知道如何將所學的知識應用到實際中。

2.積累經驗

在學習的過程中可以通過類比實驗的方式學習一些非常相似的概念知識，這就需要學生們運用以往熟悉的實驗場景設計實驗，而熟悉場景的過程就是一個積累實驗經驗的過程。讓學生們了解到這樣的方式不僅可以適用于一個概念的學習理解，還適用于其他概念知識的學習。學生們可以在實驗中積累經驗，提高自身的動手操作能力。

以北師大版小學數學五年級下冊《長方體的體積和容積》這一課為例，在上一個實驗過程中已經讓學生認識理解了長方體體積的概念內容，而長方體的體積與容積在概念上具有一定的差異性，但是也具有很大的關聯性。首先將學生分成幾個小組，每一個小組都準備一個長方體的盒子和一些細沙，實驗的時候將這些細沙填充到長方體的盒子當中，小組合作測量出長方體盒子的長、寬和高，然后通過長寬高將這個長方體盒子的體積計算出來。細沙的體積與長方體盒子的體積相等，最后得出這個長方體盒所容納細沙的體積，就是長方體盒的容積。學生因此建立了容積的概念，對容積的概念理解也比較深刻，而不是只知其一不知其二。這是在上一個實驗經驗下的延伸性實驗，這個實驗不僅可以用于長方體體積和容積知識概念的學習，也可以運用于正方體體積和容積知識內容的學習當中，學生可以逐漸積累實驗經驗，解決數學學習中遇到的問題。

總之，開展數學實驗，能夠促進學生數學思維的有效發展，有效地提高學生的實踐能力，我們需要想方設法、持之以恒地去開發和實踐。