數學實驗教學的價值及家庭數學實驗的實施

印麗華

摘 要：傳統的數學課堂教學多以理論灌輸或教師演繹的形式為主，學生很少真正地參與到數學實驗之中，雖然在新課改的背景下，廣大教師逐漸認識到學生參與數學實驗學習活動的重要性，但是也僅僅是在課堂教學中組織數學實驗，并未將數學實驗滲透到學生的日常生活中，從而阻礙了小學生的發展與進步。基于此，本文以小學數學實驗教學為例，分析了數學實驗教學的價值，并進一步闡述了家庭數學實驗的有效實施方法，以供相關的教育工作者參考。

關鍵詞：小學數學;數學實驗;家庭數學實驗

新課改以來，不斷地提倡“自主合作探究”的學習方式，希望可以讓學生樹立自主學習、自主思考的意識，并在主動探究中獲得更好地發展。蘇教版小學數學教材在編寫中結合了新課程標準的要求，考慮到了小學生在數學實驗學習中的操作能力與學習情感需求，設置了課堂數學實驗與家庭數學實驗內容，讓學生在數學實驗的“動手做”中抓住數學本質，在家庭數學實驗中認識到數學與生活之間的關系，學會從生活現象中抽象出數學知識，也能夠利用所學的數學知識解決實際的生活問題，從而達到學以致用的目的，升華小學數學實驗教學的效果。[1]

一、數學實驗教學的價值

（一）轉變了學習方式

在以往的數學學習中，學生因為受到教師傳統教學方法的影響，逐漸形成了固定化的學習思維，并認為數學學習就是記住數學概念、定理、公式，養成了死記硬背的學習習慣，影響了小學生今后的數學學習與發展。而數學實驗教學活動的組織，是現實中的思維訓練，也是學生思維發展的源泉，在數學實驗中學生們不僅經歷了親手操作，同時也會利用已經積累的數學知識經驗創造性地完成實驗，在實驗操作中總結數學方法，形成數學思想，實現了知識再利用、再創造的過程，激活了學生的主動學習意識，并轉變了小學生的死記硬背學習方式，學會有方法地學習、有目的性地探索。

（二）響應了教育改革需要

實驗作為數學教學中的一項重要內容，不僅承擔著數學知識傳遞的作用，更加肩負著綜合素質培養的重任，數學實驗活動的組織進一步奠定了學生在學科學習中的主體地位，發揮了學生在數學學習中的主觀能動性。[2]在數學實驗中學生始終處于一種積極的學習狀態，并努力地把前人的數學知識發現過程再現一遍，甚至于創造地完成了數學實驗，讓學生成為數學知識的發現者與研究者，滿足了學生在學習中的精神需求，符合教育改革的發展需要，可以促進數學教學的良性循環。

（三）彰顯了教育的價值

從教學的角度來看，數學實驗是讓學生在具備一定的已知條件下通過“數學研究”，形成數學經驗的過程，在數學實驗中學生們經歷了觀察、探究、操作，獲得了感知、理解與體驗，不僅讓學生學會了數學，更加知道了如何學習數學，這才是教育的最終目的。此外，數學實驗作為數學思想方法的一種，具有方法論的價值，由此可見，數學實驗的組織對于學生在數學學習中的檢驗命題、發現規律、論證解析、實踐運用都有著獨特的價值，其不僅是一種學習的方法，同時還彰顯著方法論的意義，有助于實現教育的價值。

二、家庭數學實驗的有效實施策略

家庭數學實驗是數學課程實驗教學中的一部分，與以往的數學實驗教學不同的是家庭數學實驗更加貼近于學生的生活，可以讓學生在真實的生活情境中利用常見的物品設計數學實驗，在數學實驗的參與中培養學生在生活中發現數學的思維，形成主動探索的興趣，

（一）幫助學生建立家庭小實驗室

“家庭數學實驗室”是指學生們在教師的指導下，在家或在校搜集到一些生活物品，用這些生活物品代替實驗材料，在配置一些實驗的材料，以方便學生完成數學實驗。家庭小實驗室是學生自己的“實驗包”“資源包”，學生們不僅可以在自己建立的家庭小實驗室中完成數學實驗，同時也可以在這個實驗室中制作學具，為學生在“做中學”做好了鋪墊。[3]家庭數學實驗一般與生活緊密相關，且對實驗的器材要求不高，那么在建立家庭小實驗室的過程中教師就可以鼓勵學生們從生活中搜集“實驗材料”“實驗用具”，在實驗室的建立與實驗材料的搜集中，學生們會對接下來即將要參加的家庭數學小實驗產生強烈的期待。通過家庭小實驗室的建立，可以為小學生的數學實驗學習營造出一個更加感性、真實的環境，學生可以在家庭數學實驗中通過獨立思考建立數學概念、探索數學規律。除此之外，教師在家庭數學小實驗室的建立中，需要遵循開放性、靈活性的特點，鼓勵學生們在數學實驗中創新，幫助小學生在家庭數學實驗中打破定勢思維。

（二）在家庭數學實驗中生成猜想

在家庭數學實驗的設計中，需要結合小學生的認知發展規律與知識儲備情況，教師在家庭數學實驗的組織中，需要考慮到學生現有的最近發展區，準確地掌握知識的鏈接點，并可以通過家庭數學實驗的組織，讓學生主動地發現問題、生成猜想，讓小學生在家庭數學實驗中的質疑思維有了“抓手”，學會更加合理地猜想。[4]如在“搭火車”一課中，教師要求學生們在家庭實驗室中完成此實驗，并給學生推送了一個導學案，以避免學生們盲目地操作家庭數學實驗。首先，要求學生們估計一下30cm的火車可能會有幾節，此時學生們腦海中并沒有什么概念，只能是大致地猜測一下，有說5節的，有說4節的，還有說3節的，大家眾說紛紜，那么，接下來，教師要求學生們用尺子測量一下一節車廂的長度有多少？在根據測量的長度數值計算得出30cm的火車到底有幾節車廂。在這個過程中，學生們經歷了從“猜想”到“驗證”的過程，對于低年級的學生而言，是一種獨特的學習體驗，既可以讓學生熟悉數學實驗材料，也讓學生更好地進入到學習的狀態中，引導小學生在剛剛接觸數學的時候，就能夠學會有方向性地思考，有目的性地生成猜想。

（三）凸顯出家庭實驗的數學屬性

在家庭數學實驗的組織與實施中，教師淡化了其自身的指揮作用，讓學生成為主要的參與者、實踐者，但是在這個過程中，并非完全不需要教師的參與，倘若教師完全地置身事外，很容易讓家庭數學實驗變成活動課，學生在家庭實驗中雖然參與度很高，卻并未發揮其應有的教育價值。因此，需要在家庭數學實驗中適當地發揮教師的啟發與引導作用，幫助學生在家庭的數學實驗設計與實施中，更好地凸顯出數學屬性，從而促進家庭數學實驗教學的深化與升華，讓家庭數學實驗更加精彩。[5]如在“圖形的設計”一課中，一名學生設計了這樣一個圖形，他將自己設計的圖形拿出來展示給學生們觀看、討論，此時有的學生問“這樣的三角形需要占幾個格？你是怎么畫出來的？”在其中一名學生提出問題之后，同學們紛紛觀察分析圖形的特征，有的提出用旋轉法計算面積，有的說用割補法也能計算出面積，甚至還有的同學表示通過找出長方形的方式，計算出長方形面積的一半，同樣可以得到正確的結果。學生們在討論中紛紛打開了思路，眾說紛紜，促使學生在家庭數學實驗中通過與同伴之間的溝通與交流，積累了推導三角形面積的活動經驗。

（四）鼓勵學生們創造性地設計家庭實驗

數學實驗的設計包含了具體的實驗目標、實驗內容、實驗方法以及實驗操作過程，需要經過周密的設計與安排，在以往的數學課堂中實驗設計者都是教師，學生們都是圍繞著教師設計的數學實驗轉，難以鍛煉小學生的創造性思維與嚴謹性思維。那么，針對這種情況教師可以給學生創作自行設計家庭實驗的機會，讓數學實驗教學實現從“教”到“學”的轉變。學生自行設計的家庭數學實驗主要有三種：

第一種是學生個體獨立設計的數學家庭實驗，在個體獨立設計數學實驗中，學生們會脫離教師這個“拐棍”，根據自己的想法、假設進行數學實驗的設計，根據自己設計的實驗尋找實驗材料，選擇合適的實驗方法，反復推敲實驗步驟是否合理，獨立完成數學實驗的測量與處理。如在“圓的直徑越大，其周長是否越大？圓的直徑與周長存在哪種關系？”的問題中，教師給學生布置了一個家庭數學實驗任務，要求學生通過數學實驗的方式解決這一問題，并實踐操作數學實驗，記錄實驗處理，從中總結出實驗的結果。在本次數學實驗設計中，大部分學生是這樣設計的，隨便找到一個圓，測量其直徑與周長，用周長除以直徑，得出二者之間存在倍數關系，這就是一種十分簡單的數學實驗方法。

第二種是學生們以小組為單位合作完成的家庭數學實驗設計，參與合作性的家庭實驗設計成員一般為一個小區或相鄰小區的同學。因為個體在家庭實驗設計中難免會遇到憑借自身能力無法解決的問題，那么此時的合作設計優勢更為突出。如在上述中提到的圓的周長與直徑關系的數學實驗中，一名同學僅僅選擇了一個圓進行測量與計算，獲得的結果缺乏信服度，而通過合作設計的方式，小組成員所測量的數據更多，計算結果也會更加趨于準確，與個體的家庭數學實驗設計相比，小組合作的家庭數學實驗設計更加科學。在小組合作設計家庭數學實驗之后，教師可以組織設計小組之間的設計方案共享，在數學實驗設計方案共享中達到“互教”的效果，促使學生們相互吸取經驗，發現他人的優點，以彌補自身的不足，助力全體學生的共同成長。

綜上所述可知，數學實驗開展對于數學教學質量提升以及小學生綜合能力發展所起到的作用，可以有效地彌補傳統理論灌輸式教學模式的不足，作為小學數學教師應在基礎教育階段注重家庭數學實驗的開展，充分地認識到家庭數學實驗的開展是對課堂教學的補充與拓展，讓小學生在經歷數學實驗中獲得新知，發展新能力，形成良好的科學探究品質，助力小學生的全面發展。

參考文獻：

[1]榮蘭香.數學實驗在小學數學教學中的應用[J].家長，2021（09）：135-136.

[2]劉如鶴.從“教動手”到“學探究”——小學數學實驗教學的價值追求及實施策略[J].名師在線，2021（05）：43-44.

[3]房小紅.關于小學數學實驗教學的探索——以蘇教版為例[J].小學生（中旬刊），2021（02）：18.

[4]余小靜.利用數學實驗提高小學數學教學效率的策略分析[J].考試周刊，2021（04）：81-82.

[5]王文正.家庭數學實驗，拓寬學習數學的邊界[J].數學教學通訊，2019（07）：47-48.