讓數學實驗走進課堂
——數學實驗在小學數學課堂教學中的應用

☉楊 凱

數學課堂中的數學實驗是培養學生探究能力和動手操作能力的有效教學途徑之一。教師在課堂中運用數學實驗，將復雜的理論知識通過數學實驗直觀地為學生進行呈現，能幫助學生深入理解數學知識內容，促進學生數學核心素養和應用能力的提高。數學實驗是教師對學生進行引導，將抽象的數學知識通過學生親自動手操作來變得生動形象，能夠鍛煉學生的動手操作能力，激發學生在實驗操作過程中對數學產生興趣，更好地學習數學知識。數學實驗作為學生學習數學的一種方法，教師通過運用實驗教學來將數學知識變得直觀形象，激發了學生對數學知識的求知欲，有利于在實驗中提高學生的動手操作能力和數學思維，為以后的數學知識學習奠定良好的基礎。

一、小學數學課堂教學中應用數學實驗的原則

數學實驗在課堂教學中發揮著重要作用，能創造適合學生發展的平臺。教師要想發揮數學實驗帶來的最大作用就要引導學生參與到實驗過程中，要從學生的實際需求考慮，在了解學生個性差異的基礎上，選擇適合學生動手來做的數學實驗，并且確保實驗有一定的探究價值，吸引學生主動參與。學生經過深入的思考，在動手操作參與實驗的過程中學習數學知識，通過數學實驗來驗證數學知識的形成過程。這樣學生能真正理解實驗中的數學知識，并應用到日常生活中。教師應掌握教材內容，了解學生特點，以學生為中心，充分考慮學生的學習特點和對數學知識的接受能力，引導、組織學生對實驗教學活動進行合理的設計，順利組織數學實驗教學活動。

二、小學數學課堂教學中應用數學實驗的價值

在課堂教學活動中，教師要根據學生發展的特性，引導學生主動參與到數學學習活動中。由于學生具有生性活潑好動，記憶時間短的特征，在學習的過程中控制自我能力較差，不能很好地集中注意力。傳統的課堂教學模式，教師采用灌輸式的方法教學生認識數學、學習數學，枯燥的學習方式打擊了學生學習的積極性，課堂上的數學活動很難順利完成。因此，教師應該合理地開展數學實驗教學活動，讓學生在數學實驗過程中主動參與，自主學習數學理論知識，引導學生掌握數學技能，同時要引導學生將所學的數學知識與實踐生活相聯系，應用數學實驗，加深對數學知識的理解。數學實驗活動，能夠為學生提供廣闊的思維空間，提高學生自主探索數學知識的能力，提高學生的參與實踐能力。在課堂中應用數學實驗教學，能夠使學生更好地理解與運用抽象枯燥的數學理論知識，并且在操作的過程中培養動手能力，提升數學課堂的教學質量。教師在進行教學時，引導學生開展數學實驗活動，把數學知識形象直觀展現給學生，讓數學知識系統化，幫助學生更好地掌握數學知識。

三、小學數學課堂教學中數學實驗的應用策略

（一）趣味性實驗，激發學生學習熱情

由于數學知識具有較強的邏輯性，教師在開展數學實驗的過程中，以往的灌輸式的教學方式已經無法營造出活躍的課堂氛圍。新的課改要求數學課堂要以學生為主體，構建活潑生動的課堂。以往的一問一答式的數學課堂模式，使學生對數學知識喪失了學習興趣，死記硬背的方式限制了學生對數學知識的理解。學生對趣味性較強的實驗更情有獨鐘，因此，教師要把握教材的設計目標，熟知數學教材所涉及的數學內容，了解學生心理發展的特點，開展有趣的數學實驗教學活動，構建出輕松活潑、愉快自主的數學課堂，激發學生學習數學的積極性，從而增強學生學習數學的意志，提高學生主動探索意識。由于學生的發展存在著差異，因此，教師設計的數學實驗活動要精心篩選每個實驗所需要的實驗材料。在數學實驗學習的過程中，教師要讓學生感受到實驗所帶來的趣味和魅力，從而吸引學生融入到實驗活動中。

例如，教學《找規律》一課時，教師設計這樣的數學實驗：學校里開聯歡會布置舞臺，買了許多顏色的小旗來裝飾，教師把學生分成四人一組，要求學生按一定的規律來裝飾舞臺，學生動手操作，每組的顏色規律小組內商議制定。教師設計有趣的數學實驗能夠激發全體學生動手操作的熱情，學生以學為主，主動參與實驗，課堂也生動起來。

（二）探索性實驗，提升數學思維品質

在課堂中應用數學實驗，可以為學生設計探索性實驗來提高學生的數學操作能力。學生學習數學實驗的方法有很多，主要包括動手實踐、小組合作交流等。學生在進行數學實驗時，課堂上呈現出來的實驗活動應當是生動愉快、自主探討、互相交流的。也就是說，在進行數學實驗的過程中不能只依靠學生死記數學理論，應教育學生在實驗的過程中積極思考與探索。因此，數學知識的探索認知過程，是衡量學生能否積極進行實驗活動的標準，并展現在數學實驗教學的全過程中。

例如，教師在教學《長方形周長》計算過程這一內容時，創設數學實驗：在小組合作式的測量活動中，小組思考討論出“測紙條”和“量邊”兩種測量長方形周長的方法。學生對兩種測法通過實驗進行操作、記錄與驗證，發現“測紙條”和“量邊”這兩種方法都有局限性，存在著誤差，并在探索中總結出“長方形的周長”的計算公式。學生通過實驗操作對長方形有了初步的認識，知道長方形對邊相等的特征，進而探究長方形的周長計算公式：長×2+寬×2=周長，引導學生歸納總結出長方形的周長=（長+寬）×2，用字母表示：c=（a+b）×2。探究性實驗在學生學習中有明顯的效果，課前教具的充分準備，使學生在課堂上操作實驗得心應手，枯燥的數學知識轉化成探究實驗，能提升學生的數學思維品質。

（三）操作性實驗，豐富數學學習方法

新的課改要求教師在開展教學時創新教學模式，新型的課堂教學模式需要教師拓展學生的思維，培養學生動手操作實踐能力，學生更容易理解所學的數學知識。教師采用多種教學方法，創設適合學生動手操作的實驗，組織學生積極參與，小組合作共同完成實驗步驟。操作過程中，教師引導學生利用觀察法、體驗法、論證法學習數學知識，培養學生主動參與、樂于探索的科學精神。

例如，學生在學習認識《克和千克》時，教師根據教材的教學目標設計操作性實驗：一是認識秤，教師利用多媒體出示各種秤的圖片，如臺秤、天平、電子秤、彈簧秤、盤秤、磅秤等。通過圖片認出這是稱各種物體重量的不同樣式的秤。教師拿出準備好的一枚2 分的硬幣，指導學生放在手里掂一掂，感受一下它的輕重，然后師生合作，用天平秤來稱一下它的重量。學生動手操作，初步來感知一克的重量。二是讓學生從自己準備的學具中找到大約一克重的物品。小組討論日常生活中重一克的物品有哪些。學生自主探索，在小組內討論。尋找生活中重一克的物品，例如圖釘、紐扣、螺絲釘、花生米等等。學生用手掂一掂十個2分硬幣，感知10 克的重量，再掂50 克、100 克等物體的實際重量。通過學生的掂一掂，實踐操作感受物體的不同重量。三是認識千克。學生用秤盤或彈簧秤稱一稱兩袋鹽的重量，教師適時指導，學生分組合作，動手操作。小組里每個同學分別掂一下兩袋鹽，感受1 千克的重量，并討論交流生活中哪些物體的重量大約是一千克。［1］教師指導學生動手稱一稱，是數學操作性實驗的基本體現。通過練習，幫助學生理解了克與千克之間的關系。探索性數學實驗是讓學生自主探究，親身經歷知識的發生，動手驗證結論，最后學生交流領悟，讓學生體會到數學知識與生活是緊密相連的。學生在實驗操作中進行獨立思考，教師根據學生的表現和對數學知識的掌握程度布置交流的方法和步驟，讓學生在小組交流時有秩序、有條理。活躍的課堂點燃了學生學習的熱情，操作性實驗提高了學生的數學思維能力，不僅幫助學生熟練掌握數學知識，而且提升了課堂的教學效果。［2］

（四）開放性實驗，提高數學學習能力

數學在本質上是一門由人類的思維到知識形成的學科。新的課程標準指出教師在進行數學實驗教學中要設計具有開放性的實驗，把課堂還給學生，學生利用生活中積累的數學知識，積極在實驗中求證，進一步鞏固數學理論知識，挖掘教材的深意。教師要深刻了解學生的數學能力，適應課改的需求，潛心鉆研教材內容，引導學生在理解基本的數學理論知識的基礎上進行拓展實驗。

例如，教師在教學《認識長度單位厘米》時，可以設計開放性的數學實驗，引導學生發現我們手掌的一拃、邁出的一步都能夠測量比較短小的身邊物體的長度。但是對于比較大的物體，由于在測量的過程中出現的誤差，只能粗略地感知物體有多長，因此，教師指導學生學習更準確的測量方法。教師為學生制定出測量標準，準備統一長度的紙條，進行開放性實驗之前需要學生認識統一的長度單位，讓學生觀察自己準備的尺子。［3］學生會發現尺上有刻度線，教師引導學生認識刻度線以后，介紹尺子上的刻度及表示的意義。認識了“厘米”這一長度單位以后，選擇身邊的物體長度通過測量并記錄下來。學生可以量課桌的長度和寬度，數學課本的長度和寬度。學生通過實驗發現了長度為1 厘米的事物，人的食指的寬度、本子上田字格的寬度、圖釘的長度都是1 厘米。學生在認識感知1 厘米以后增加難度，認識幾厘米。學生利用課前準備好的紙條，先用手一拃量它的長度，猜想一下大概是幾厘米，然后同桌合作進行具體的量一量，再匯報交流用尺量出來的長度。量一量文具盒的長度、鉛筆的長度、橡皮的長度等。學生通過這種開放性的實驗，學會了對所學的數學知識進行靈活運用，發現了數學知識與生活緊密相連。開放性的數學實驗，使學生的實踐能力得到進一步的提高，在發揮學生自主性的基礎上，實現數學知識的遷移。認識厘米的過程是知識的形成過程，結合開放性的實驗操作，教師引導學生提出疑問、探索知識、解決問題，讓學生在小組交流合作、動手操作的過程中掌握數學知識。在實驗過程中，培養了學生運用數學知識解決實際問題的能力。對數學知識提出疑問，是學生思考的表現，提高了學生數學思維能力。數學實驗帶給學生探究數學知識的欲望和樂趣，把枯燥的數學知識設計成開放性的動手操作實驗，激發了學生對數學探索的興趣，培養了學生綜合的數學素養。［4］

四、結語

在開展數學課堂教學時，要保證課堂實驗有效完成，教師就要熟知學生認知發展的特征。有效的實驗教學活動，將數學知識與生活實際緊密相連；有趣味性的數學實驗，激發學生參與學習的積極性；有探索性的實驗提升學生的數學思維品質，學生能夠主動參與到實驗活動過程中。學生有了興趣，在實驗操作過程中才能積極探索數學的奧秘。課堂中的數學實驗活動，不僅發展了學生的數學思維，而且促進了學生數學思維和動手實踐之間有效的融合，讓抽象的數學知識在學生動手實踐中實現了理論思考與實踐行動的有機結合。