數學實驗在小學數學課堂中的應用

【摘要】本文論述數學實驗在小學數學課堂中的應用，建議教師通過設計趣味實驗，激活數學學習熱情;設計探究實驗，提升數學思維品質;設計操作實驗，豐富數學方法認知;設計自主實驗，增強數學學習能力。

【關鍵詞】數學實驗 小學數學 教學思考

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2021）33-0133-02

小學數學教學既要讓學生準確理解、掌握數學概念性知識，培養學生數學基本技能，又要關注學生學科核心素養的培育，鍛煉學生數學動手能力、實踐能力、應用能力。數學實驗是小學數學課堂中一種重要的教學資源，其在深化學生認知理解、增強學生學習體驗、發展學生數學素養等方面具備獨特優勢。教師應該有目的性地整合和利用數學實驗資源，創設獨特的數學實驗環境，為學生動手操作和實踐感知提供多元化的學習機會。本文從開展趣味實驗、探究實驗、操作實驗、自主實驗等方面切入，把數學實驗與知識教學、能力培養有機融合到一起，引領學生完成數學知識的精準建構。

一、設計趣味實驗，激活數學學習熱情

小學生對趣味性較強的實驗學習有著獨特的情感，教師需立足學生這種學習需求與心理特點，經常開展趣味數學實驗教學活動，營造輕松活潑、妙趣橫生的數學實驗學習氛圍，以激活學生學習數學的積極性，強化學生學習數學的意志，提高學生實驗活動參與效度。但不同學段小學生的學習訴求有著顯著差異，教師要切準每個學段學生的心理特點，精心篩選適宜的數學趣味實驗材料，讓每個學生都能感受數學實驗學習的趣味和魅力，進而積極融入趣味實驗學習活動中去。

教師設計趣味數學實驗活動，既要重點突出趣味性，也要顧及學科性，即借有趣的實驗活動帶動學生的學習熱情，使數學實驗教學的知識目標和能力目標更易達成。如在人教版數學五年級上冊《可能性》單元的“擲一擲”數學實驗教學中，筆者首先利用問題“生活中你在哪里見過骰子”，對接學生的生活經驗，激活學生的思維;接著引導學生做兩個骰子的點數之和猜想，思考兩個骰子點數之和的可能性有哪些;最后組織學生分小組開展趣味實驗，各小組分別投擲兩個骰子，正確計算它們的點數之和，并將每次擲的兩個骰子點數與計算結果填入事先制作好的統計表格，再分析出現這種差異的數學原因，鞏固學生對“組合”知識的印象，推動學生對“可能性”知識內容的深度學習。

教師通過創設“骰子”的問題情境，聯結生活現象，激發學生的好奇心和學習熱情;緊接著開展動手操作的實驗活動，組織學生按照“猜想、實驗、驗證、分析、總結”的環節、步驟完成實驗，讓學生經歷合理、完整的數學實驗探究過程，逐步形成科學的實驗學習意識。

二、設計探究實驗，提升數學思維品質

一個高效的數學實驗教學活動，離不開思維性、探究性等特征。因此，教師設計數學探究實驗活動時，應以觸發學生對實驗材料、實驗原理、實驗步驟、實驗結果的深度思考為出發點，以數學問題、學習任務為支撐，以提升學生數學實驗學習品質為目標。通常，教師可以選擇合適的思維切入點，布設數學實驗探究課題，讓學生在問題任務引領下，有序展開實驗活動的探究學習，主動形成更多數學知識相關的思維成果，增強數學學習的能力。

在數學探究實驗教學活動中，需要向學生提供豐富的感性認知素材，為啟動學生數學探究思維選準立足點。如教學人教版六年級下冊《圓錐的體積》一課時，筆者利用實驗方式展開教學，盡量降低該知識的認知難度，便于學生準確理解和靈活運用相關知識。課中筆者提供多組等底等高的空心圓柱、圓錐學具，以及沙子、純凈水等素材，并提出“圓錐的體積大小與等底等高的圓柱體積大小有什么數學關系？”“圓錐的體積公式如何表示？”等問題，鼓勵學生結合二者自主展開探究實驗。學生運用教師提供的多組實驗材料，用沙子、水進行實驗操作，比較分析各組等底等高的圓柱、圓錐體積大小關系，很快得出“等底等高的圓柱體積是圓錐的3倍”的實驗結論，最終順利推導出圓錐的體積計算公式。

教師圍繞課時教學的重難點知識，設計指向性較強的探究問題，為學生開展探究實驗指明方向。學生在探究實驗的操作中，可以直觀地感知數學知識，而動手探究這種學習方式，更加切合小學生的思維認知特點，同時有利于學生自然生成數學新知，準確建構數學知識體系，也為學生靈活運用所學知識解決實際問題打好基礎。

三、設計操作實驗，豐富數學方法認知

教師加強操作型實驗的教學布設，帶領學生通過實踐操作，增強對數學概念、數學定理、數學公式、數學規律的內在特點和形成過程的認知，加深對各種數學思想的認識，豐富自身數學學習的手段，改善數學學習缺少操作的現狀。在數學操作型實驗教學中，教師要具備動態教學意識，根據課堂新知的理解難度以及學生課堂學習的動態反饋，精心篩選操作實驗的創設點，提高操作實驗的教學效果。

如人教版數學五年級上冊《平行四邊形的面積》一課，平行四邊形面積公式的知識應用難度較大，教師應將該課教學的重點放在“圖形轉化”數學思想方法的有效滲透上。于是，筆者設計了一個操作型數學實驗，先在實驗導入環節啟發學生思考：平行四邊形與我們學習過的哪種圖形較為相似？結合學生的“長方形”答案，再將學生的思維引向“如何把平行四邊形轉化為長方形”。最后組織學生展開平行四邊形轉化為長方形的實驗操作，使其得以直觀地感知和理解圖形轉化的數學思想及應用方法。

教師深耕數學教材，挖掘數學知識背后蘊含的數學思想方法，設計相應的實驗活動，讓學生自主經歷實驗求證的過程，能夠有效提高學生實驗學習效率，推動學生數學思想方法的內化。

四、設計自主實驗，增強數學學習能力

相比理論知識學習，學生在數學實驗活動中的思維更加活躍，得到的學習成果更為全面，學習能力提升也更為迅速。因此，教師要利用好實驗教學的這一優勢，有意識地布設開放性較強的自主實驗活動，為學生留出充足的學習時間和思維空間，使其在自主、開放的探究環境中逐漸形成學習的主人翁意識，增強各方面的數學學習能力。但是小學生數學實驗經驗相對欠缺，在自主實驗中難免會出現錯誤，這需要教師給予必要的干預、引導，幫助學生做好錯誤歸因分析，保障學生自主實驗學習質量。

如教學人教版數學五年級下冊《圖形的變換》這一單元，筆者依托第三課時“欣賞設計”小節內容，對接平移、軸對稱、旋轉等數學概念，組織學生展開自主設計實驗。筆者不對實驗內容設置過多要求，并留出充裕的時間供學生思考和操作。學生結合教材要求，充分發散思維，對各種基礎圖形進行變換設計。之后筆者匯總整合學生的設計成果，并鼓勵學生到講臺上用投影儀展示自己設計的圖案，介紹自己采用了哪些圖形變換方法，展開數學說理活動。教師根據學生的展示匯報做出個性化的指導與評價，糾正學生認知誤區，指導學生掌握科學的數學說理方法。

教師圍繞課時教學的重點知識，梳理核心概念，設計開放性較強的自主實驗學習活動，為學生運用所學數學概念進行創造性學習搭建平臺。自主實驗完成后，教師及時展開學生學習成果評價分析，用數學說理等方式，著重訓練和指導學生的數學概念理解、數學表達能力、數學邏輯思維，積極推動學生數學綜合素養的多維度發展。

立足小學數學教材中豐富的實驗資源，教師應該更新實驗教學理念，豐富數學實驗的設計路徑，依托趣味實驗、探究實驗、操作實驗、自主實驗等多元化數學實驗教學手段，為數學課堂注入新鮮的活力，讓數學教學質量得到有效提高，讓學生學科核心素養獲得長足發展。

【作者簡介】鐘廣敏（1973— ），大學本科學歷，一級教師，現就職于玉林市陸川縣馬坡鎮東西小學，研究方向為小學數學教學。

（責編 黃健清）