小學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)策略探討

黃亮吉

摘 ?要 通過分析小學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)存在的問題，提出小學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)策略，以期為小學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞 圖形與幾何;數(shù)學(xué)實驗;小學(xué)數(shù)學(xué);數(shù)學(xué)素養(yǎng)

中圖分類號：G623.5 ? ?文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）11-0114-03

1 前言

蘇聯(lián)教育家蘇霍姆林斯基曾經(jīng)提出過這樣的觀點：“兒童的教育應(yīng)該從實踐開始。”數(shù)學(xué)是學(xué)生在小學(xué)階段學(xué)習(xí)的一門重要學(xué)科，而學(xué)生的智慧是在活動中產(chǎn)生的，通過數(shù)學(xué)實驗可以幫助學(xué)生加快知識認(rèn)知，尤其是在小學(xué)數(shù)學(xué)知識學(xué)習(xí)過程中，實驗教學(xué)往往能夠?qū)⑺季S和操作融于一體，是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要方式。當(dāng)前，小學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)還存在一定的問題，影響了實驗教學(xué)的有效性。為了更好地提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，教師有必要在今后的教學(xué)中對小學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)策略進行更加深入的探索和研究。

2 小學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)存在的問題

多數(shù)小學(xué)生具有活潑好動的特點，他們的注意力持續(xù)時間相對較短。數(shù)學(xué)實驗吻合小學(xué)生的天性，對提升小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)整體效益有著十分積極的現(xiàn)實意義。但是，從現(xiàn)階段的情況來看，由于數(shù)學(xué)實驗在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)活動中的應(yīng)用還處于研究階段，因此，在實際落實過程中依然存在諸多亟待解決的現(xiàn)實問題。

實驗?zāi)繕?biāo)不明 ?現(xiàn)下很多小學(xué)數(shù)學(xué)教師對實驗教學(xué)還缺乏明確清晰的認(rèn)識，實驗?zāi)繕?biāo)不明，致使數(shù)學(xué)實驗功能窄化。如只是單純地將數(shù)學(xué)實驗等同于動手操作，將實驗教學(xué)視作暫時性的學(xué)習(xí)活動，認(rèn)為實驗活動可以隨時結(jié)束，以學(xué)生是否動手“做”作為衡量數(shù)學(xué)實驗的標(biāo)準(zhǔn)。這顯然是教師實驗教學(xué)目標(biāo)不明的體現(xiàn)，缺乏對“做”背后的認(rèn)真思考，致使實驗教學(xué)背后所蘊藏的巨大價值得不到發(fā)掘。

實驗設(shè)計隨意 ?筆者在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，小學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)還存在組織設(shè)計隨意、課堂結(jié)構(gòu)松散的問題。如部分教師過分強調(diào)在課堂上突出學(xué)生的主體地位，卻忽視了自身引導(dǎo)作用的發(fā)揮，致使小學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)偏離主題的情況時有發(fā)生，進而出現(xiàn)實驗教學(xué)活動缺乏方向，學(xué)生在實際操作過程中存在較大的盲目性，不僅增加了實驗難度，還浪費了寶貴的教學(xué)時間[1]。

實驗過程零散 ?小學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)開展過程中還容易出現(xiàn)過程零碎的問題，影響實驗教學(xué)的整體性。此問題主要源自兩方面原因：一是問題瑣碎，很多教師為了防止學(xué)生的實驗學(xué)習(xí)偏離目標(biāo)，會在實驗教學(xué)中設(shè)計一連串的問題引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，這樣就容易限制學(xué)生的思維，不利于學(xué)生個性化的學(xué)習(xí)發(fā)展;二是介入頻繁，很多教師把握不好實驗過程引導(dǎo)的“度”，對實驗細節(jié)過分關(guān)注，在學(xué)生遇見問題時無原則地介入，反而使實驗過程一盤散沙。

3 小學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)策略

按照由點到面的方式確定教學(xué)目標(biāo) ?實驗?zāi)繕?biāo)會直接影響教學(xué)活動的整體開展效益，因此，若要實現(xiàn)理想的實驗教學(xué)效果，制定科學(xué)合理的實驗?zāi)繕?biāo)十分重要。筆者認(rèn)為小學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)主要包括兩個方面的目標(biāo)：一是為了鼓勵學(xué)生進行知識探究，即以事實和現(xiàn)象為基礎(chǔ)，深化學(xué)生思維，揭開問題背后隱藏的真相本質(zhì);二是為了驗證實驗結(jié)論，通常是從實驗結(jié)論自身的角度入手，通過有效措施檢驗實驗結(jié)論的正確性，確定實驗結(jié)論是否成立。相比之下，通過實驗的方式對實驗結(jié)論進行驗證的過程中需要考慮諸多因素，但要求學(xué)生有較強的數(shù)學(xué)思維。下面以“圖形與幾何”實驗教學(xué)為例，對此進行詳細闡述。

“平行四邊形的認(rèn)識”是“圖形與幾何”實驗教學(xué)比較具有代表性的知識課程。以往在進行實驗?zāi)繕?biāo)定位時，教師一般會將“探索平行四邊形的特征”作為教學(xué)目標(biāo)。在此目標(biāo)下，要求學(xué)生通過實驗操作，對“兩組對邊平行且相等”“對角相等”等實驗結(jié)果加深認(rèn)識。顯然，這樣的目標(biāo)定位并不科學(xué)。很多學(xué)生通過實驗學(xué)習(xí)，除能說出平行四邊形對邊相等外，沒有其他任何發(fā)現(xiàn)。教師若能重新定位教學(xué)目標(biāo)，將“驗證平行四邊形的特征”作為本節(jié)課程的實驗?zāi)繕?biāo)，教學(xué)結(jié)果將會發(fā)生較大改變，學(xué)生不僅需要充分調(diào)動自己過往的學(xué)習(xí)經(jīng)驗假設(shè)平行四邊形的特征，還要靈活選擇工具對假設(shè)結(jié)果進行檢驗。

通過這樣一個案例就可以發(fā)現(xiàn)，不同的實驗?zāi)繕?biāo)定位，教學(xué)結(jié)果截然不同。因此，在進行數(shù)學(xué)實驗?zāi)繕?biāo)設(shè)定時，教師必須從學(xué)生的認(rèn)知水平以及教學(xué)內(nèi)容自身的特點出發(fā)，在確定實驗?zāi)繕?biāo)的過程中始終堅持由點到面的基本原則，在此基礎(chǔ)上切實保證實驗教學(xué)活動開展的效果。

通過化零為整的方式提升實驗活動的彈性 ?在小學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中，制定明確清晰的實驗?zāi)繕?biāo)只是第一步，想要有效落實實驗?zāi)繕?biāo)，教師還應(yīng)精心進行組織設(shè)計。在這個過程中，教師要從整體出發(fā)，通過對實驗效果進行預(yù)判，組織加工整理各個要素，使實驗活動具有較強的彈性，下面介紹具體的設(shè)計步驟。

1）主題統(tǒng)領(lǐng)。在進行數(shù)學(xué)實驗活動設(shè)計時，清晰明確而又突出的實驗主題，有助于學(xué)生實驗操作和理性思考，并可幫助學(xué)生挖掘?qū)嶒灡澈蟮谋举|(zhì)。以“多邊形內(nèi)角和”這節(jié)“圖形與幾何”實驗教學(xué)課程為例，以往教師在進行實驗教學(xué)設(shè)計時，一般會將“學(xué)生自主畫出多邊形并進行實驗探究”作為設(shè)計統(tǒng)領(lǐng)主題，但實際上很難取得理想的教學(xué)效果，主要原因是：多邊形的邊數(shù)越多，學(xué)生就越容易畫成不規(guī)則的凹多邊形，這樣就致使最終的實驗探究偏離了主題。這個例子警示教師切忌將實驗內(nèi)容設(shè)計得過于復(fù)雜，過于重視細枝末節(jié)的修剪;在設(shè)計實驗內(nèi)容時要真正做到刪繁就簡，在明確的主題統(tǒng)領(lǐng)下科學(xué)地設(shè)計實驗活動。

2）問題引領(lǐng)。在小學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中，教師的問題設(shè)計是不可或缺的，會對學(xué)生參與實驗的內(nèi)在動力產(chǎn)生直接影響。因此，教師要設(shè)計有價值、有意義的實驗問題，具體應(yīng)該關(guān)注兩個方面：一是設(shè)計恰當(dāng)?shù)摹爸鲉栴}”引領(lǐng)實驗全過程;二是“子問題”設(shè)計要具有內(nèi)在邏輯線索關(guān)系，確保實驗過程環(huán)環(huán)相扣。

如在“三角形的認(rèn)識”這節(jié)“圖形與幾何”實驗教學(xué)課程中，教師可以將“具備哪些條件的圖形可以被看作三角形”作為“主問題”展開實驗活動，而當(dāng)學(xué)生表述不恰當(dāng)時，可向?qū)W生提出子問題：“你能用小棒圍成三角形嗎？”而在學(xué)生圍成三角形后，教師可為學(xué)生出示如圖1所示圖片，并向?qū)W生提問：“為什么不能這樣擺放小棒？“如何將小棒擺成三角形？”通過這兩個“子問題”，連接學(xué)生的操作和思維，引導(dǎo)學(xué)生掌握三角形概念的本質(zhì)。

3）有序推進。通過實驗的方式組織小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)活動過程中，實驗設(shè)計方案還應(yīng)最大限度地體現(xiàn)學(xué)生的實際認(rèn)知能力，展現(xiàn)出“做”和“思”之間的相互互動啟發(fā)，循序漸進地進行教學(xué)設(shè)計。

“圓的周長”是“圖形與幾何”中比較具有代表性的知識內(nèi)容，本節(jié)實驗課程教學(xué)目標(biāo)是驗證“C=2πr”這一實驗結(jié)論，教師可通過循序漸進的設(shè)計落實教學(xué)目標(biāo)。

①猜想：圓的周長和什么有關(guān)？主要的目的是引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合過往的知識經(jīng)驗，如正方形周長、三角形周長，對圓周長作出大膽猜測，讓學(xué)生測量圓的周長和對應(yīng)的直徑長度（化曲為直測量）[2]。

②提問：觀察數(shù)據(jù)并計算，圓的周長與直徑之間存在哪些關(guān)系？大多數(shù)學(xué)生會給出這樣的結(jié)論：圓的周長大約是直徑的3～4倍。

③思考：圓的周長和直徑之間的倍數(shù)關(guān)系固定不變嗎？為什么？以此引導(dǎo)學(xué)生通過割圓術(shù)對圓的周長進行更加深入的探究和思考。

這樣的實驗設(shè)計方式充分遵循了循序漸進的基本原則，學(xué)生能夠全面了解圓周長計算公式的推理過程，在此基礎(chǔ)上達到引導(dǎo)學(xué)生掌握“圓的周長”計算方法的教學(xué)目標(biāo)。在實驗過程中，學(xué)會還會積累更多的動手操作經(jīng)驗，促使學(xué)生在“做”的過程中進一步成長。

張弛有度，靈活調(diào)控實驗進程 ?在小學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中，有了前兩個教學(xué)環(huán)節(jié)的鋪墊，整個實驗教學(xué)的藍圖已經(jīng)鋪展開來;而接下來教師需要做的就是張弛有度，靈活地進行把控，結(jié)合數(shù)學(xué)實驗動向和學(xué)生的實際需要，引導(dǎo)實驗進程，以此實現(xiàn)更好的數(shù)學(xué)實驗教學(xué)效果。下面還是以“圖形與幾何”的實驗教學(xué)為例進行細化說明。

1）在疑難處“引一引”。數(shù)學(xué)知識具有較強的抽象性，對于小學(xué)生而言，數(shù)學(xué)實驗學(xué)習(xí)存在一定的難度。學(xué)生在實驗過程中經(jīng)常會遇見疑難問題，此時教師要發(fā)揮主導(dǎo)作用，適時介入，以幫助學(xué)生消除知識障礙，確保數(shù)學(xué)實驗順利進行。如在“三角形三邊關(guān)系”這節(jié)“圖形與幾何”實驗課程中，學(xué)生會因小棒、吸管等實驗操作素材的厚度、柔韌度的影響，對“兩邊之和等于第三邊時不能圍成三角形”這一結(jié)論產(chǎn)生懷疑。對于這一問題，教師應(yīng)該“引一引”，如引導(dǎo)學(xué)生使用木棒工具，消除實驗中存在的誤差，促使學(xué)生對數(shù)學(xué)知識有正確認(rèn)識。

2）在爭議處“等一等”。學(xué)生在實驗活動操作過程中難免會出現(xiàn)意見不統(tǒng)一的情況，不同的學(xué)生對數(shù)學(xué)實驗有不同的觀念和看法。而對于此，教師不能因怕耽誤時間而一筆帶過，要在爭議之處為學(xué)生留出時間，在爭議處“等一等”。這是教師靈活把控實驗進程的體現(xiàn)，往往可以實現(xiàn)更好的教學(xué)效果。如在學(xué)習(xí)“多邊形的內(nèi)角和”這節(jié)“圖形與幾何”實驗課程時，不同的學(xué)生在獨立探究五邊形內(nèi)角和的過程中會出現(xiàn)不同的操作結(jié)果，具體詳見圖2。而對于此，教師可以結(jié)合學(xué)生的爭議，留出一定的時間讓學(xué)生展開討論，更好地幫助學(xué)生修正錯誤的思維，掌握知識的實質(zhì)。

3）在發(fā)展處“跳一跳”。在小學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)過程中，教師要及時關(guān)注所設(shè)計的實驗活動能否促進學(xué)生數(shù)學(xué)思維的發(fā)展，若是某些實驗操作影響了學(xué)生對知識的理解，此時就應(yīng)該適當(dāng)?shù)亍疤惶薄Ｈ缭诮虒W(xué)“長方形的面積”這節(jié)“圖形與幾何”實驗課程時，教師為學(xué)生設(shè)計了三個層次的問題操作，但是一些學(xué)生在第一個層次問題操作結(jié)束后，思維就直接進入第三個層次問題中，這就表示第二個問題已經(jīng)沒有必要了，可以“跳一跳”。教師靈活地掌控教學(xué)過程，不僅可以節(jié)約教學(xué)時間，還可以引領(lǐng)學(xué)生向更高層次發(fā)展。

4 結(jié)語

小學(xué)生的思維形式主要是形象思維，他們獲取知識的方式相對直觀，因此，實驗活動要做到與小學(xué)生的學(xué)習(xí)方式與思維特點相契合。實驗活動在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中具有重要意義，是學(xué)生智慧扎根、生長的重要渠道。在今后的教學(xué)中，教師應(yīng)對實驗教學(xué)方式做進一步的優(yōu)化和探究，以全面提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻

[1]康新瑜.信息技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)“圖形與幾何”課堂教學(xué)中的應(yīng)用探究[J].學(xué)周刊，2019（34）：125.

[2]朱菊.在“動思結(jié)合”中綻放實驗光芒：談小學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的探索與實踐[J].小學(xué)教學(xué)參考，2019（33）：27-28.