小學數學實驗開發與教學策略

王敏

【摘要】數學是一門實踐學科，既需要理論知識的講解，又要注重以實驗為基礎的實踐教學，在豐富學生數學知識的同時，應完善學生的數學綜合素養，鍛煉學生的數學思維和感悟能力，充分彰顯新時代小學數學的教學價值.本文結合數學實驗的教學意義及主要形式，對小學數學實驗的開發和教學策略進行了一些具有針對性的研究，希望對當下的小學數學教學有所啟迪.

【關鍵詞】小學數學;實驗開發;教學策略

實驗課程的開發和實踐可以彰顯以學生為主體的新課改教學理念，促進學生動手能力和思考能力的提高.小學數學知識豐富多彩，可供教師開展的實驗教學內容較多，需要教師在深入認識實驗教學重要價值的基礎上轉變傳統的灌輸式教學理念，借助實驗課程激發學生的數學潛能，幫助學生掌握學習數學的正確方法，使學生真正從實驗中感受到數學學科的無限魅力.

一、小學數學實驗開發的積極意義

一些小學生對數學學科的學習興趣不足，一方面由于自身的數學基礎不夠，另一方面與教師在數學課堂中過于注重知識灌輸、忽視交流和啟迪、強調考試分數等有關.數學實驗給學生搭建了一個認識數學知識、走進數學殿堂的平臺，學生可以在數學實驗的引領下打開數學思維，運用所學數學知識，通過觀察、交流、推理、論證等方式，在良好學習心理的參與下置身于探究情境之中，使數學不再是教師主導的課程，而是學生主動參與和實踐的重要科目.新課改下，小學數學出現了很多變化，其中最大的變化是新的課程觀、新的學生觀、新的教學觀的出現，而這些以人為本的教學觀念通過實驗可得到真正的彰顯.也就是說，數學實驗的開發和教學既是對學生數學綜合素養的促進，又會帶動教師，引導他們轉變教學理念，注重對學生進行素質教育和核心素養的培育，與學生建立平等和諧的師生關系，達到師生共同進步的目的.

二、小學數學實驗教學問題芻議

數學實驗教學具有十分重要的意義，但是在當前的小學數學課堂上，教師對于實驗教學的開發動力不足，開發深度不夠，更多的是直接向學生講解數學概念、定理及公式，這在一定程度上影響了學生的消化和吸收.即便有一些教師重視數學實驗，但是往往對于應該在什么時候開展數學實驗、怎么設計數學實驗等問題，因為經驗的缺乏難以解決，實驗教學存在淺表化現象，學生從實驗學習中獲得的理解和感悟不深.此外，數學實驗所需要的探究能力和發散思維等小學生也較為匱乏，故他們難以在教師的引導下進行充分的互動和交流，這也是一個較為突出的問題，需要教師加強鼓勵和積極評價，使學生逐漸適應數學實驗課堂的人本化氛圍，激發學生的自主參與動力.

三、小學數學實驗開發與教學的主要策略

（一）依靠數學教材，保障實驗開發的針對性

實驗的開發首先要有針對性.盡管可供小學數學教師開發的實驗種類較多，形式也較為靈活，但是實驗畢竟是數學教學的一部分，因此，在實驗教學中教師一定要緊緊依靠教材，在教材講授階段或者講授完畢之后及時進行實驗教學，這樣才能保障教學成果及實驗開發的有效性.比如在教學“平行四邊形”時，教師就可以把長方形模具發給學生，讓學生在對比中，通過仔細觀察和操作發現平行四邊形和長方形的不同特點，并自己總結和歸納.再比如，在學習“小數”等相關知識之后，面對學生在課堂上遇到的問題，教師趁熱打鐵開發實驗課程，檢驗學生課堂所學，加深學生對課堂所學知識的理解和記憶.實驗可以是這樣的：教師把一些寫有小數價格標簽的東西（諸如鉛筆、零食、飲料等）拿到課堂上，讓學生挑選自己喜歡的東西進行購買，紙幣可以是真實的紙幣，也可以用卡片制成，學生拿著錢幣和老師做交易，在一買一賣中，學生會和老師產生直接的情境對話，這增加了實驗的氛圍和樂趣.在實驗的過程中，教師可以隨時變換內容，如讓學生作為售賣員，或者進行一些打折處理，或者讓學生增加購買量，以引導學生發現學習小數加法和減法的重要意義，有的學生甚至能使用小數的乘法，從而達到實驗開發的目的.保障數學實驗開發的針對性，可以大大改善數學教學中的盲目性和盲從性，減少和教學內容無關的不必要的環節，進而提高教學效率，促進數學和實驗的深度連接.

（二）創新實驗課程，在生活中運用數學知識

小學數學實驗的開發要求教師有創新思維，既要緊緊依靠教材，又要注意知識拓展，如此才能展現出實驗的魅力，有利于激發學生的參與興致和熱情.生活是數學知識的重要運用場地，也是開發數學實驗的重要源泉，小學數學教師要善于把數學課堂和學生的生活緊密聯系起來，養成在生活中推進數學實驗的習慣.比如在學習“乘法”“體積”及“數據的收集和整理”等相關數學課程之后，小學數學教師就可以把量筒、水杯、一次性筷子等帶到課堂，問學生：現在老師給你們出一道題，我國約有14億人口，假如每人每天使用一雙一次性筷子，那么算一算，14億人每天使用多少雙一次性筷子？假如把這些一次性筷子換算成體積單位，要消耗多少立方米的樹木呢？在老師的帶動下，學生先把一次性筷子折斷放進裝滿水的量筒，再把一次性筷子取出，把量筒的水位差值計算出來，再結合量筒的底面積計算出一雙筷子的體積，把體積單位換算成立方米，之后把一雙筷子的體積和14億相乘，這樣就可以得出老師想要的結果.這樣一個數學實驗綜合了很多數學知識，對于學生的綜合運用能力和邏輯思維能力是一個挑戰，同時體現了數學和生活的關系，讓學生感受到學習數學的好處，并提升了學生保護地球家園的意識.

（三）依托現代多媒體技術，開展電子虛擬實驗

信息技術是新時代小學數學教學的重要輔助工具，更是實驗開發的重要手段.小學數學教師依托龐大的互聯網數學教學資源，借助多種圖片或者視頻制作軟件，可以把實體實驗變為虛擬實驗，豐富實驗教學的內涵，同時給學生帶來更加良好的實驗體驗.作為教師，一定要積極學習信息技術，懂得利用信息技術的特點和優勢開發數學實驗，通過其形象立體的優勢，幫助學生輕松化解數學難點.如在“圓錐的體積”的實驗教學中，教師就可以通過多媒體向學生展示圓錐體積的動態推導過程，先把一個圓柱體呈現給學生，激發學生對實驗的心理預期，之后教師繼續播放實驗視頻，在等底等高的圓柱體和圓錐體的對比中引導學生進行觀察，然后將兩桶一樣體積的沙子分別往圓柱體和圓錐體里灌，學生最終會看到一桶沙子剛好灌滿圓柱體，而另一桶沙子只用去了三分之一.這種基于信息技術的數學實驗讓整個實驗進程既清晰明了，又有很強的操作性.教師可以通過暫停、快進、反復播放實驗步驟等把數學知識展示給學生，使學生對圓柱體和圓錐體的體積關系有更加直接的認識.9704EEE8-193B-4017-965D-ADA8664D8A2D

（四）關注不同學生基礎，提高實驗開發的成效

小學數學知識相對簡單，這給實驗的深入進行帶來一些不便，特別是對于一些學習較好的學生，實驗課程如果過于簡單就會降低他們的學習興趣和成就感.因此，在實驗的開發中，教師要采用分層教學模式，對于中等生和后進生，實驗要注重鞏固所學知識，激發學生的實驗興趣，以拉近學生和數學學科的距離為主要目的，而對于學習潛力較好的學生，教師可以適當提升數學實驗的難度，從而通過分層實驗理念，使每一個學生都能在實驗中有所收獲.比如在學習“三角形”時，對于后進生，小學數學教師可以讓學生舉出一些生活中較為常見的三角形，引導學生對它們進行觀察和交流，獲得對三角形特點的基本認識.而對于優等生，教師可以提升實驗教學的難度，讓學生認識三角形三邊之間的關系.在這樣一種實驗預期心理的帶動下，小學數學教師可以把一些長短不一的木棍發給學生，讓學生把木棍拼成三角形.在實驗的過程中，一些學生會發現問題：并不是任何三根木棍都可以拼成一個三角形，事實上很多都無法順利拼成，總是在拼接第三根木棍時發現有的木棍短了，或者有的木棍長了，必須把木棍進行延長或者折斷才行.學生發現這個問題之后，教師讓學生繼續實驗：選擇第三根木棍拼接三角形時，嘗試著讓第三根木棍的長度小于另外兩根木棍的長度之和.學生在老師的啟迪下繼續實驗，有的學生順利組成了三角形，但是有的學生依然碰到了難題，因為他們選擇的第三根木棍的長度比另外兩根木棍的長度差值還要小.在老師的幫助下，學生通過實驗補全了三角形三條邊的關系知識.

（五）加強實驗對照引導，促使學生養成良好學習習慣

實驗教學需要對比和參考，不能整齊劃一，要有差異、有對照，才能引導學生發現數學問題，更好地完成實驗目標和任務.因此，小學數學教師在開發數學實驗的時候一定要注重對實驗進行科學規劃，如果只是讓每個實驗小組進行同一實驗內容，實驗的效果就無法達到.比如，在結合“三位數乘兩位數”等內容進行數學實驗的時候，教師就可以把學生分為兩個實驗小組，一個小組（以中等生和后進生為主）只需進行三位數和兩位數的乘積計算即可，但是對于另一個小組除了要讓他們進行乘積運算之外，還要讓他們進行逆向運算來檢驗乘積的結果正確與否.這樣兩個小組通過對照結果就會得出一個清晰的實驗結果：運用逆向運算來檢驗運算結果的小組其運算正確率要高于沒有進行逆向運算的小組.這樣實驗目的就真正達到了，即引導學生在運算中要養成逆向運算的好習慣.

（六）強化數學基礎屬性，促進跨學科實驗教學

數學是一門基礎學科，和其他學科的聯系緊密，小學數學教師要重視數學的教學內涵，善于從其他學科的教學內容出發融入數學知識，使學生通過其他學科的助力獲得更好的發展和更全面的提升.比如，科學學科中有一個種子發芽率的實驗，教師可以在數學課堂中重新演繹這個實驗，讓學生記錄種子每天的生長情況，用尺子量出種子的高度，制作成條形統計圖.通過這樣的方法，使學生進一步掌握數學統計知識.一些小學數學教師的學科視野較為狹隘，不能從學生的綜合素養角度出發進行數學教學，這就需要教師在新課改理念的指導下增強和其他學科教師的溝通交流，增進對其他科目內容的了解，從而在跨學科實驗教學中做到游刃有余.

（七）創新數學實驗教學，關注學生長遠發展

學好數學是學生一生的財富.小學數學教師要關注學生的長遠發展，借助數學實驗的開展展現數學的育人價值.以“概率”的學習為例，智力、體能、動力、方法、習慣等都能增加一個人的成才概率，小學數學教師可以做一個實驗，讓學生暢想未來，先問學生：假如你想成為一名數學家，需要滿足哪些條件？在老師的引導下，很多學生進入數學家的體驗情境之中，有的學生告訴大家，成為一名數學家需要足夠的智慧，有的學生認為成為一名數學家僅僅有智力是不夠的，還需要有強健的體魄，還有的學生正在埋頭計算，認為數學家需要有持之以恒的毅力，還需要創新的勇氣，更需要機會.學生經過暢想和交流，感受到成為數學家的不易，從而樹立理想，在當前學習中不畏艱難，刻苦學習，以后才有可能實現做一名數學家的夢想.

（八）體現實驗教學價值，培養學生的探究思維

數學實驗的開展應以培養學生的探究思維為重要目的.小學生學習依賴心理較重，他們盡管思維活躍，但是習慣跟著教師的思維轉動，缺乏主動思考和探究的意識.對此，教師要積極開展數學實驗，激發學生的自我發展潛能.比如對于“植樹問題”，教師就可以讓學生以木棍為小樹，以書桌為植物園，以小組為單位進行植樹實驗，進而使學生發現株距、株數及距離之間的關系.經過實驗，學生發現植樹問題主要可分為兩種情況：一種是封閉線路，另一種是非封閉線路.封閉線路中，株數等于距離除以株距.非封閉線路較為復雜，需要考慮三種情況：一種是兩端都需要種樹，一種是一端需要種樹，一種是兩端都不需要種樹.通過這樣的實驗，學生的探究思維得到了鍛煉，對植樹模型的認識也更加深刻和豐富.

四、小學數學實驗開發與教學反思

數學是一門嚴謹的科目，實驗能給學生創造親近數學的機會和空間，故需要小學數學教師積極開發實驗教學.但是不可否認，當前一些小學數學教師的實驗開發仍然存在一些較為突出的問題，如小學數學教師的實驗興致不濃，更喜歡數學知識的講解，應該開發的數學實驗沒有開發;實驗設計不科學，沒有關注到學生的興趣和生活;實驗中的秩序問題，很多學生沒有參與到實驗中，而是在實驗中交頭接耳，做些和實驗無關的事情;實驗評價沒有跟上，導致實驗之后的反饋和反思沒有落到實處，學生無法認識到自己在實驗中存在的問題，也無法從教師那里得到表揚和鼓勵，這影響了實驗的質量和學生的參與積極性.這些方面的不足都需要小學數學教師在今后的數學實驗教學中加以改進，從自身做起，提升實驗教學素養，把理論知識和實驗教學結合起來，不能顧此失彼，也不能因噎廢食.小學生數學素養的提高需要數學實驗的幫助，這一點毋庸置疑.這就需要小學數學教師站在時代的高度審視新時代的小學數學教學方向，把學生的當前學習和未來發展統一起來，在提升學生數學成績的同時夯實數學實驗教學，促進學生數學核心素養的發展.

五、結束語

小學生處于認識數學學科特點、掌握數學學習方法的重要階段，而實驗是數學課程的重要組成部分，能幫助學生在頭腦中建立數學模型，打開學生的學習視野.這就需要小學數學教師進一步重視數學實驗，不斷提升數學實驗的豐富性、實踐性、參與性、趣味性、實效性，保障實驗教學的目標得到真正落實.相信隨著新時代小學數學教學的發展，數學實驗的教學價值一定會得到更大的凸顯.

【參考文獻】

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