小學數學課堂實驗學習模式的有效構建

☉沈婉云

數學是小學階段一門基礎學科，重在培養學生的數理邏輯能力、想象力和創造力，形成獨特的思維方式，為其后續學習和生活助力。當下，很多教師一味追求“節奏快”“容量大”的數學課堂，致使學生忙于應付，思維的主動性不強，對知識缺少內化、頓悟的過程，無法構建起良好的知識體系，影響著學習效率的提升。顯然，這樣的教學方式，與數學課程標準的要求是不相符的。作為新時代的數學教師，應以培養“全面發展的人”為目標，變革傳統的學習方式，釋放學生的學習能動性，挖掘他們的潛能，展現學生的思維過程，提升數學課堂教學成效。而實驗學習模式便是重要的學習方式之一，它能調動學生多重感官融入學習活動，變被動學習為主動學習，讓學生實現從“看客”到“創客”的轉變，歷練數學思維，促進學習力的形成。

一、趣味性實驗，誘發學習欲望

數學是抽象的、復雜的，學生對其直接產生學習興趣頗有難度。在很多小學生的心中，數學成了“枯燥”“單調”的代名詞，在內心甚至有些排斥情緒。在這樣的心理狀態下，想提升數學學習效率，顯得非常困難。如何激發學生的學習興趣，是廣大教師首要解決的問題，而小學生的思維活躍，想法千奇百怪，這就要求教師在數學教學的過程中，充分尊重學生的這一特性，設計各種各樣的趣味教學活動，給學生的數學學習帶來全新的體驗［1］。而趣味性實驗便是有效的方式之一，有助于拉近學生與數學的距離，讓他們趣味盎然地探索數學知識，獲取有意義的學習過程。

在教學“圓”的知識時，學生感受到在一切平面圖形之中，圓是最美的。教師在教學中拋出了這樣的一個問題：“如果用同樣長的繩子圍成長方形、正方形或者圓，是圍成長方形、正方形的面積大，還是圍城圓形的面積大？”這樣的問題，立即誘發了學生思考的興趣，學生紛紛說出了自己的猜想。對待學生的猜想，教師并沒有急于評價，也沒有告訴學生最終的結果，而是為每個學生提供了一根細繩，讓學生動手圍一圍，然后測量出相應的數據，并記錄下來，最后算出它們的面積進行比較，看看有什么發現。這樣的趣味性實驗，學生熱情高漲，紛紛投入其中，主動地進行實驗，去尋找相應的結論。以往教師機械灌輸下的課堂，顯得枯燥、無趣，而這樣的數學課堂趣味橫生，取得了寓教于樂的教學效果。

數學是深奧的，如何給復雜的數學知識披上趣味的“外衣”，數學教師應該進行積極的嘗試。而趣味性實驗的運用，就可以實現這一點，它可以誘發學生學習的“靈感”，讓學生帶著好奇心進行數學學習，使數學學習過程變得豐富多彩。

二、沖突性實驗，升華學生認知

數學知識具有連續性和系統性，很多知識點聯系緊密，學生借助舊知就可以完成新知突破，實現有效的遷移。但是，有時學生已經擁有的知識經驗和將要探索的知識會形成矛盾或差別，形成困惑，這就是人們常說的“認知沖突”。教學實踐證明，“認知沖突”是學生求知過程中經常所面對的情況，出現“認知沖突”并不是什么壞事情，有人認為是學生前進道路中的“絆腳石”，其實不然，“認知沖突”盡管打破了學生原有的認知平衡，但必定驅動學生努力探尋知識的平衡點，更好地升華學生的認識［2］。所以，在小學數學教學中，教師可以引入沖突性實驗，讓學生產生“認知失衡”，使其產生重新尋找認識平衡的內在需求，一探究竟，構建起更加完善的知識結構。

在教學“三角形的三邊關系”時，學生通過先前的學習，只知道三角形是由不在同一直線上的三條線段首尾連接而成，但是，并不知道三角形三邊之間的關系。在課前，教師準備了不同長度的小棒，新課伊始，教師提出問題：“老師打算用不同長度的小棒圍一個三角形，你認為需要幾根？”“3 根。”學生們脫口而出。教師追問：“是不是任意抽取3 根，都可以圍成一個三角形？”“是。”學生都確信無疑。教師順勢讓學生拿出課前準備的小棒，任意抽取不同長度的3 根小棒，然后動手圍，看有什么發現。這樣的操作活動，對四年級的學生來說，難度不大。在圍的過程中，學生發現了問題，因為有的學生順利地圍成了三角形，有的學生雖然也抽取了3 根小棒，但是，無論怎樣圍，都圍不了三角形。學生很是吃驚，怎么會出現這樣的情況呢？眼前的事實和原先的想法產生了強烈反差，形成了認知沖突。原因在哪呢？學生心中產生了疑問，并驅動學生探索其中的緣由。這時教師引導學生，將能圍成三角形的3 根小棒的長度和不能圍成三角形的3 根小棒的長度進行分類記錄，然后比一比，看有怎樣的發現？最終發現了三角形三邊關系的奧秘。

在上述教學中，教師從學生已有的知識經驗出發，巧妙地激起學生的認知沖突，產生欲答不能、欲罷不能的渴求新知的心理，促進學生積極思維，碰撞出智慧的火花，提升學生的認知力和判斷力，讓他們形成科學、嚴謹的學習態度。

三、探究性實驗，實現新知內化

隨著時代的發展，傳統的學習方式已經無法滿足小學生的學習需求，教育部印發的《數學課程標準》倡導“自主、探究、合作”的學習方式，“探究性學習”已被廣泛運用。這就要求廣大數學教師應充分放手，將探索數學知識的主動權交給學生，讓學生積極探索數學知識，讓學生在收獲數學知識的同時，還能收獲良好的學習習慣和有效的思維方式。所以，在數學課堂教學中，教師可以為學生設計探索性實驗，并為他們提供探索的時間和空間，使學生的思維慢慢蘇醒，教師則要適當“隱身”，在關鍵處做好引導便可，讓學生突破思考“瓶頸”，收獲“柳暗花明”的快樂，更好地提升思維品質，真正成為學習的主人［3］。

解決問題的策略是蘇教版數學課本中的特色性教學內容，重在培養學生的策略意識，提升解決問題的能力。在這個過程中，要讓學生去感悟，而不是簡單告知。在教學中一一列舉策略時，教師在屏幕上出示問題：“王大叔用22 根1 米長的木頭，圍成長方形花圃，怎樣圍面積才會最大？”很多學生都一籌莫展，覺得無從下手。教師讓學生拿出22根1 厘米長的小棒動手擺一擺，豐富學生的感性認知，然后組織學生進行匯報。在匯報中，學生們發現不管圍成怎樣的長方形，長和寬的和是相等的，也就是都是11 米。在此基礎上，讓學生進行有效的整理，并分別計算出它們的面積。在比較后，學生們發現在周長相等的情況下，寬與長的長度最接近時，面積最大。可見，學生在探究性實驗的過程中，實現了知識的自我構建。

當前，探究學習已經成為數學課堂的“主旋律”，在探索中學生才會加深對所學知識的理解，實現認知能力的升華。探究性實驗的有效運用，有助于提升學生自主學習能力，使他們從以往的“教會”走向“會學”“學會”。

四、理解性實驗，掌握知識本質

理解力是學習數學的前提，理解力強的學生，才能在課堂有限的時間內，深刻地理解和掌握相應的數學知識，而理解力不強的學生，只能停滯于知識的表面，屬于淺層次的學習，所以，培養學生的理解力是小學數學課堂的重要目標之一。而理解性實驗的引入，可以引領學生的思維步步逼近知識的本質，觸及其內涵。但是，在以往的教學中，很多數學教師采用大包大攬的方式，將教學內容逐步分解，然后面面俱到地傳授給學生，學生只要豎著耳朵聽便可，無法深入其中，缺少深刻理解的過程［4］。所以，在數學課堂中，教師可以針對相應的知識點，為學生設計理解性實驗，讓學生借助實驗走向知識的更深處，使他們對所學知識的印象更加深刻，順利完成理解力的進階。

概念是小學數學課堂的重要教學內容，也是學習的難點所在。在教學概念知識時，教師可以引入實驗，幫助學生降低理解的難度。在教學“體積”的概念時，教師準備了2 個完全一樣的水杯，小石塊，桃子，一個水桶，以及適量的水。教師請學生代表到前面做實驗，先將一個水杯倒滿水，然后將小石塊放入另一個水杯中，這時將第一個杯子中的水向第二個杯子中倒，第二個杯子滿了，第一個杯子中的水還有剩余，什么原因？因為小石塊占了一定的空間，可見，學生此時對體積的意義形成了感性認知，但還不清晰。緊接著，教師讓學生繼續做實驗，一個杯子里放小石塊，另一個杯子放桃子，然后都注滿水，再取出小石塊和桃子，這時學生們發現兩個杯子中的水不一樣多，這是什么原因？因為石塊占的空間比桃子占的空間小。通過這樣的實驗過程，學生最終理解了體積的意義：物體所占空間的大小叫做體積。

實驗作為促進學生理解的有效途徑，可以將遙不可及的知識變得生動、具體，也可以彌補傳統教學課堂中存在的諸多不足，讓學生的數學學習過程自然發生，有效地提高了數學課堂效率，培養了學生的理解力，使他們獲得對數學本真的感悟。

五、應用性實驗，提升應用能力

教育的最終目的是生活，聯系生活進行教學是必須的。現實生活是學生成長的環境，也是學生熟悉的事物。將數學課堂與學生現實生活聯系起來，設計應用實驗，彰顯生活中的主題，引起學生的關注和思考，讓學生產生參與活動、主動探討的意識，為學生創造學習交流的機會，提升學生的應用意識，促進學生數學能力的提升，發展思維的靈活性和深刻性［5］。因此，在數學教學中，教師應注意應用性實驗的使用，為學生思維的發展提供“爬坡平臺”，進一步提升學生的參與度，豐富學生的學習體驗，領略數學學習的價值。

在教學“復式條形統計圖”后，為了促進學生對知識的理解和應用，教師為學生設計了應用性的實驗。實驗的內容是這樣的：四大名著是很受學生歡迎的課外閱讀內容，分別調查出已經閱讀過《水滸傳》《西游記》《三國演義》《紅樓夢》的男、女生人數，然后記錄下來，并制作成復式條形統計圖。這樣的實驗內容，學生非常感興趣，自然會投入其中。學生們在完成這樣的實驗過程中，需要經歷收集數據、整理數據的過程，然后根據數據制作出相應的統計圖。在制作好后，教師可以引導學生進行觀察、思考：四大名著中的哪一部書最受大家歡迎？哪一部書閱讀的人最少？學生在完成這樣的實驗過程中，可以感受到統計的現實意義，體驗數學的活力，提升學生的實踐能力，真正讓學生學有所思，思有所得。

課堂是教學活動開展的主陣地，但學習活動不能局限于課堂，而應該延伸到課堂之外。傳統教學受到了教室場地的限制，在一定程度上制約了學習效果的提升。因此，在平時的教學中，教師可以為學生引入應用性實驗，幫助學生建立學習數學的信心，讓學生突破自我，學會從多元化的角度思考、解決問題，實現做思結合，領略數學學習的價值。

數學家歐拉認為：“數學這門科學需要觀察，也需要實驗。”數學實驗的重要性不言而喻，它具有獨特的魅力和價值。實驗的應用，讓抽象的數學知識變得可視，改變了學生的學習方式，變“聽”為“做”，變“看演示”為“親自操作”，促進學生結構化認知的形成。在以后的教學中，廣大數學教師應該根據學生的學習需求，立足他們的“最近發展區”，根據教學內容，為學生設計具有針對性的實驗，讓學生在實驗中獲取數學知識，積淀基本的活動經驗，生成積極的數學學習情感，實現數學核心素養的全面提升。