指向素養提升的小學數學實驗教學策略研究

◎方曉紅

(上海市金山區第一實驗小學，上海 201500)

一、引 言

小學數學實驗教學是當前數學課堂中比較直接的教學方法，也是現階段提高小學生核心素養的教學方式之一.它可以為學生提供更加豐富的學習方式，可以主動鍛煉學生觀察、操作、辨別的能力，具有極其鮮明的教育功能和使用價值.然而，如何合理實施小學數學實驗教學，是不少一線教師感到困惑的教學問題.對于實驗的組織、設計方案和實施，尚無既定的具體指導和參考，因此，教師必須結合實驗教學的意義，建立小學數學實驗教學策略，從而為學生奠定實驗學習的重要基礎，真正發展學生的數學學習能力，提升學生的核心素養.

二、小學生數學學習問題分析

(一)學生的數學學習興趣不足

“興趣是最好的老師”.這句話具有重要的實際意義，但在實際學習的過程中，許多學生還有很多問題和不足，一言以蔽之，是因為他們缺乏學習數學的興趣.每名學生都具備學習數學的能力，只是缺乏探索數學的熱情和興趣，而缺乏數學學習興趣就會導致學生的學習狀態始終不盡如人意.

(二)學生的數學探究欲望不足

學生在數學學習的過程中只有表現出強烈的探究欲望，才能在學習平臺有收獲，有成長.現在的教學實際體現的是“趕”字，以趕進度、趕課堂、趕作業為主，學生沒有思考的時間和空間，長此以往，學生就缺乏對數學學習的積極性和主動性.

(三)學生的學習方式比較單一

現在的數學課堂形式單一而復雜.單一是指大多數數學課以講授為主、練習為輔；復雜是指一些數學課被人為設置一些學習障礙，組織一些無謂的學習活動.數學學習方式的改變勢在必行，教師要細心協助學生，正確引導學生，培養學生形成合適的數學學習方式，排除困擾學生學習的障礙，促進學生能力的提高和發展.在從單一的知識傳授轉變為積極主動和探索性學習這一過程時，學生的主觀能動性和學習積極性就能得到提高.

(四)教師數學課堂教學的重心偏移

在教學的過程中，一些數學教師因繁重的教學任務以及測試等原因，在課內重點講解知識本身，缺少引導學生思維的過程，忽視了學生知識形成的過程.長此以往，學生如果一直在這樣的學習狀態下發展，就不能從容地學習數學，更不能在整個數學學習的過程中感到快樂，也不能感受到學習數學的成就感.

三、小學數學實驗教學的現實意義

(一)小學數學實驗是對傳統課堂教學的補充

傳統課堂教學主要以教師為行動主體，學生作為被動的學習者和接受者，傾聽并回應教師的解釋，這也是傳統課堂教學中的一種接受性教學方法.這種方法雖然可以基本達到課程目標，使學生掌握基本的專業知識和專業技能，在應試教育考試中也能取得較好的成績.但是，在具體的課堂教學中，數學課堂實例一旦發生變化，學生就無法解決，歸根結底是學生對知識學習和練習的實際意義和有效性不明確.然而，在數學實驗教學中，學生可以真實地體驗數學知識形成和發展的過程.學生在自己經歷的真實體驗的前提下，可以在實驗學習之后發展知識背后的能力和素養，可以掌握更多的學習方法，對知識本身也有更深入的了解和完善.

(二)提高數學教師的專業素養

在現代教育的演進中，學習和訓練的主體逐漸轉變為學生，教學方式也逐漸轉變為創設教學情境和創新教育模式.在這種情況下，教師的課堂教學意識也在不斷升級，而實驗教學的產生對教師的課堂教學意識提出了新一輪的挑戰.在數學教學和實驗的背景下，教師能逐漸擺脫傳統教育的核心理念，逐步研究課堂教學的源頭，更加注重課堂教學的創造性設計和設計方案，并將其融入情境教學中.教師融信息化教學方式于課堂教學活動中能逐步提高自身的專業素養，全面提升教學能力以及教學實驗的價值和實效.

(三)有利于學生對數學思維的理解

在數學教學的過程中，我們發現很多學生對數學學習有恐懼心理.究其原因不外乎有兩點：一方面，數學學科本身過于抽象，學生缺乏足夠的理解能力；另一方面，小學生雖然具有一定的抽象能力和邏輯判斷能力，但還不能靈活運用于實際問題解決的過程中.這些都是造成現在學生對數學學習產生畏難情緒的原因.而實驗教學在一定程度上可以反映知識和應用發展的過程，在這樣的課堂中，抽象的數學思維過程可以更加形象，更偏向于生活，更能使學生理解.然而，從數學的角度來看，只要善于探索，總能找到數學知識的原始形態，發現數學思維方法的本質會更簡單，從而提高學生的數學學習能力.

四、素養背景下的小學數學實驗教學策略

(一)更新教師觀念，奠定實驗教學的基礎

小學數學教師首先要明確自己的角色，把自己作為實驗課堂的引導者，而不是成為課堂的主人，不斷干預學生的自主學習，讓學生按照其教學理念進行學習，這直接影響學生素質的提高.教師應該把自己定位為幫助學生學習的人，引導學生按照自己的學習理念進行探索.首先，教師在進行實驗教學之前要做好充分的準備，充分了解學生的學習狀態，通過課前、課中、課后的觀察和調查，調整實驗教學的方式和方法.其次，教師要敢于創新教學.教師要充分認識實驗教學的作用，即實驗學習方式可以有效地培養學生的核心素養.在實驗教學的過程中，教師要不斷觀察學生，及時掌控學生的實驗過程，在這一過程中有針對性地培養學生的數學思維.最后，教師應不斷提高教學技能，與小學數學專家進行交流，實現教學技能的共同進步.

(二)整合教材內容，發現實驗與學習素材之間的關聯

小學生的數學實驗教學一般都是關于教學內容的擴展和發展，有些內容與動手操作密切相關，如 “矩形理解”等，這類實驗問題在小學數學教學中還沒明確提出，但是教師在教學的過程中可以結合課程內容進行實驗操作，幫助學生更深入地理解.此外，還有一些課程內容，雖然沒有以實驗方法呈現，但其內容極具可操作性和實踐性，有很多學習內容有利于學生動手能力的開發與設計、頭腦風暴等，發展學生的創新思維能力和自學能力，讓學生感受到不同的課堂教學方式，提升學生的數學素養.

例如，在教學 “長方體的認識”這一內容時，教師可以設計一個實驗方案.方案中可以有兩個實驗活動.在第一個實驗活動中，教師要先把學生分成幾個活動小組，再給每組學生6個方形紙箱，然后讓每組學生貼一個長方形的紙箱.在這一過程中，學生可以選擇合適的紙板進行操作.在活動過程中，學生會意識到只有兩張大小和形狀相同的長方形的紙板才能貼在長方體一組相對的面.通過這個活動，學生會對長方體面的特征產生淺層的認知能力.在第二個實驗活動中，教師應要求學生用細木條和橡皮泥制作長方體框架.在制作長方體框架的整個過程中，學生能感覺到只有12根木條被分成了3組，而同樣長度的木條需要4根，這樣的3組才能組成一個長方體框架.這樣一來，學生就會對長方體的面和棱有基本的認知能力.在這之后，在師生之間的交流和互動中，學生的知識得到提煉，學生對長方體的特點有更深入的理解和辨別能力.

(三)設計實驗活動，建立實驗與思維發展之間的關聯

在實際的數學實驗中，如果教師只追求實驗的結果，缺乏對相關問題的正確引導和數學思維方法的分析，就會將學生學習變得越來越機械，導致實驗過于形式化和系統化.因此，要想真正體現數學實驗的使用價值，教師就需要從難點問題、規劃方案、效果共享等方面培養學生對實驗教學的認知能力和理解能力，從而完成總體目標.

例如，在“我的一天”實驗課題研究期間，教師首先可以讓學生單獨制定自己的日常作息時間表，結合自己的喜好選擇電子表或“12時計時法”“24時計時法”的方式來標明.制作完成后，每個學習小組的學生可以就自己的日程與小組成員進行交流，交流后集體展示在班級中.

(1)采用“我說我撥”的方法，在播報時間時邊調整時鐘模型的時間，邊演示給班級其他學生.

(2)采用“我說你撥”的方法，當一名學生介紹自己的作息時間表時，其他學生在鐘面模型上調整時間.

(3)采用“我說你說”的方法，一名學生在鐘面模型上留出時間，其他學生說出實際的時間指示，如“幾時幾分”.

這樣一來，多種活動方式的融合可以讓學生在實踐階段建立知識網絡，并感受到學習的快樂，從而增強學生對數學思維方法的理解.

(四)補充實驗內容，拓寬實驗與學習能力之間的關聯

小學數學課程內容中實施體驗類實驗式教學的內容并不多.鑒于此，在研究過程中，教師開發符合小學生年齡特點的拓展學習體驗課程，豐富學生的學習體驗，為他們的學習提供更多可能，從而拓寬學生的數學思維，提升學生的數學核心素養.

1.與數學教材相結合，設計實踐體驗課程

在研究過程中，筆者所在團隊嘗試設計更多元的實驗學習內容，讓學生經歷更精彩、更充實的數學學習過程，在探索未知的學習過程中發展能力，智慧成長.教師在實驗課程設計中既要關注學生所需的數學基本知識和基本技能，更要關注課程實施過程中學生所要發展的關鍵能力，從而提高學生的數學意識.

實踐體驗課程內容的設計可與我們的數學學習內容緊密結合.比如，以五年級教材學習內容“位置的表示方法”為基礎的課程“棋棋樂”.在設計和實施時，教師應關注學科整合，能力培養，拓展創新，豐富學生的知識面，在活動中拓寬學生的思路，培養學生的邏輯思維能力和創新能力.“棋棋樂”這門課程的規則是將10個棋子放入格子中，使每一列和橫行總數是2或4.教師可以讓學生拿著10個棋子在格子里擺.學生在擺的過程中能發現基本模型：在第一列有4個棋子，第一行都有4個.在這種基本模型情況下會有這樣的6種擺法，每個棋子擺的位置都用數對進行描述，并讓學生體驗排列組合的思想.接著將第一行下移一行、將第二行下移一行、將第一列向右移1列，又發現有3種基本模型，分別有6種不同擺法，其中有意識地滲透有序思考.在動手操作和探究的基礎上，看一看10個棋子缺了哪一個？多了哪一個？請你來點一點、說一說、移一移.教師通過多種操作活動發展了學生的創新思維.

再如，在“再探索瑪立方”一課中，游戲任務是讓學生用2～3塊索瑪立方組件來拼搭成組合體使其通過一面墻、兩面墻一直到三面墻.設計這樣的游戲任務就是考慮到圖形與幾何板塊知識的前后關聯.游戲任務里從一面墻、兩面墻到三面墻就是隱含二年級第二學期的“從不同角度觀察物體”.墻上的不同圖形就是考驗學生能否快速關聯、想象到三年級的“多連塊”.而拼搭索瑪立方正是對后面學生學習五年級立體幾何相關知識做鋪墊.

2.與數學關鍵能力對接，開發實踐體驗課程

數學實驗課程的內容不僅有教材內容的拓展和延伸，在實踐中，我們更多的是從學生各項能力和素養的提升出發，以此為標準，搜集更多的學習素材，借助各式各樣的學具，開發出適合學生發展的拓展課程.

對于小學生來說，形成空間觀念不是一蹴而就的，而是漸進發展的過程.在這個過程中，學生的認知心理主要有兩個特征：一是學生對圖形等空間觀念的理解依賴于外界事物，尤其是低年級學生，其空間觀念大多停留于生活中的直觀事物或直接經驗，而高年級學生可以借助直觀事物向抽象空間觀念轉變；二是學生普遍容易接受圖形外顯的特征，對于幾何圖形的內涵、性質等隱性知識較難接受，對于圖形之間的聯系等缺少理性的分析.

針對小學生認知心理的這兩個特征，四年級設計并實施了拓展課程“堆疊中的奧秘”，全面關注學生的空間觀念和想象能力的發展.這門課程主要借助“立方塊”這一學具，通過不同的活動設計和活動形式，趣味性呈現和表達學習內容，以落實學生空間觀念的培養.

3.與主題式綜合活動連接，設計實踐體驗課程

教師通過創設豐富有趣的學習情境和活動機會，在多領域、多學科的實驗活動中為學生提供綜合經歷，引導學生在活動中學、在游戲中學、在探究中學，滿足學生的好奇心和求知欲，讓學生感受、體驗真實的生活世界，發展學生未來學習需要的核心素養，為學生的終身發展奠定基礎，這是綜合活動的設計要旨.

例如，實驗拓展課程“動力小車”就是與綜合活動相結合，設計了各個實驗體驗活動：氣球吹吹吹——玩轉氣球；小車造造造——制作小車；小車靚靚靚——為小車添彩；小車沖沖沖——小車競賽.在這一系列的實驗活動過程中，教師為學生的創造力等素養發展提供了實踐感悟的空間.

五、結 語

一般來說，在小學數學實驗中，教師必須在偏向素質的要求下融入新課改的教育模式，在數學實驗中體現數學教學的實際意義和價值.此外，在數學教學實驗中，教師還要把實驗中形象化的“做”轉化為有目的的“用”，塑造學生數學應用的概念.本文主要研究指向素養提升的小學數學實驗教學策略,利用實驗教學有效提升學生的核心素養,促進學生的可持續化發展,培養學生的學習能力.