設(shè)計(jì)有效實(shí)驗(yàn),建構(gòu)魅力數(shù)學(xué)課堂

陳宏宇

【摘? 要】數(shù)學(xué)是小學(xué)階段非常重要的學(xué)科，不僅能幫助學(xué)生夯實(shí)基礎(chǔ)，形成數(shù)學(xué)技能，而且能幫助他們形成數(shù)學(xué)關(guān)鍵能力，豐富精神世界，為后續(xù)發(fā)展奠基。而數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，促使他們主動(dòng)獲取數(shù)學(xué)知識，提升思維品質(zhì)，感悟數(shù)學(xué)的魅力和精彩。所以，教師應(yīng)結(jié)合教材內(nèi)容，思考小學(xué)數(shù)學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、對象和預(yù)期結(jié)果，積極探尋小學(xué)數(shù)學(xué)的實(shí)驗(yàn)形式，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中掌握知識，收獲快樂，建構(gòu)有生命活力的數(shù)學(xué)課堂。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)數(shù)學(xué);實(shí)驗(yàn);課堂教學(xué)

數(shù)學(xué)是小學(xué)非常重要的學(xué)科，重在傳授知識、訓(xùn)練技能、鍛煉思維，而《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的實(shí)施，對教師的課堂教學(xué)提出了更高的要求，教師應(yīng)優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生高品質(zhì)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，形成數(shù)學(xué)關(guān)鍵能力。而在以往的數(shù)學(xué)教學(xué)中，很多教師喜歡采用直白式的告知，將課本知識直接注入給學(xué)生，用教師的分析代替了學(xué)生的思考，致使學(xué)生的課堂參與性不強(qiáng)，對所學(xué)知識的印象也不夠深刻，長期以往，必將阻礙學(xué)生的發(fā)展和提升。在培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”教育理念提出之際，教師應(yīng)科學(xué)施教，提升課堂教學(xué)成效，而實(shí)驗(yàn)便是切實(shí)可行的方式之一。實(shí)驗(yàn)是以獲取知識、檢驗(yàn)猜想為目的，以動(dòng)手操作為憑借的思維活動(dòng)，將抽象的數(shù)學(xué)知識融入實(shí)驗(yàn)中，可以提升學(xué)生的課堂參與性，實(shí)現(xiàn)“學(xué)”“做”“用”的和諧統(tǒng)一，體驗(yàn)數(shù)學(xué)的魅力，暢享數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的異彩。

一、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，喚醒求知欲望

（一）引入趣味實(shí)驗(yàn)，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣

受到以往教育觀念的影響，很多教師采取機(jī)械灌輸?shù)慕虒W(xué)形式，導(dǎo)致數(shù)學(xué)課堂乏味、無趣，學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心也大打折扣。新課標(biāo)指出，教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒，讓學(xué)生愿意親近數(shù)學(xué)，主動(dòng)地獲取數(shù)學(xué)知識。那么怎樣調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣呢？而應(yīng)用趣味實(shí)驗(yàn)便是切實(shí)可行的方式之一，教師應(yīng)精心挖掘教材，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，引入富有趣味的實(shí)驗(yàn)，改變他們對數(shù)學(xué)的印象，讓深?yuàn)W的數(shù)學(xué)知識形象地呈現(xiàn)在學(xué)生的眼前，讓學(xué)習(xí)過程變得更輕松。

在教學(xué)圓錐的體積時(shí)，教師在課前準(zhǔn)備了等底等高的圓柱形和圓錐形容器。然后向?qū)W生問道：“這兩個(gè)容器的容積是否相等？”學(xué)生通過觀察直接給出了結(jié)果，認(rèn)為它們的容積不相等，圓柱的容積更大一些，且大家的意見是一致的。當(dāng)問及它們的容積會(huì)有怎樣的關(guān)系時(shí)？學(xué)生們的意見發(fā)生了分歧，有學(xué)生認(rèn)為圓柱的容積是圓錐容積的2倍，還有學(xué)生認(rèn)為圓柱的容積是圓錐容積的3倍……可見，學(xué)生們的意見不一致，很快爭執(zhí)了起來，怎樣解決這個(gè)問題呢？教師自然地引出了趣味性實(shí)驗(yàn)，拿出了課前準(zhǔn)備的水，讓學(xué)生想辦法進(jìn)行驗(yàn)證，得出最終的結(jié)論。

（二）借助沖突實(shí)驗(yàn)，打破認(rèn)知平衡

所謂認(rèn)知沖突，是學(xué)生已經(jīng)擁有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和所要學(xué)習(xí)的知識不一致時(shí)，原先的認(rèn)知結(jié)構(gòu)就會(huì)失衡，驅(qū)使學(xué)生尋求新的平衡點(diǎn)，建立新的知識建構(gòu)。在數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)針對教學(xué)內(nèi)容，通過合理的路徑，為學(xué)生制造沖突，讓學(xué)生在沖突的影響下，產(chǎn)生探索新知識的熱情。所以在應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，教師可以為學(xué)生設(shè)計(jì)沖突實(shí)驗(yàn)，激勵(lì)學(xué)生積極探索，喚醒其探索的渴望，促進(jìn)其展開數(shù)學(xué)思考，尋求新的平衡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對新知的理解與掌握，更好地提升課堂教學(xué)成效。

在教學(xué)三角形的三邊關(guān)系時(shí)，教師向?qū)W生詢問：“如果要圍成一個(gè)三角形，你需要幾根小棒？”教師的話音剛落，學(xué)生們就給出了答案：“3根。”教師追問：“是不是任意長度的3根小棒，都能圍成一個(gè)三角形呢？”對此，學(xué)生們都堅(jiān)信不已。于是教師為學(xué)生設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容大體包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：（1）我來抽，讓學(xué)生們到講臺前抽取了不同長度的3根小棒。（2）我來圍，用自己所抽的3根小棒圍三角形。（3）我來說，和自己的同學(xué)說一說，自己所抽小棒有沒有圍成三角形。這樣的實(shí)驗(yàn)過程，對于四年級學(xué)生來說難度很小，學(xué)生們很快發(fā)現(xiàn)了問題，因?yàn)橛械膶W(xué)生可以圍成三角形，有的學(xué)生則不能。這樣自然地激起了學(xué)生的沖突，學(xué)生們必定想一探究竟，探尋其中的緣由，學(xué)生在這樣的學(xué)習(xí)過程中會(huì)表現(xiàn)得更加積極。

二、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生探索

（一）應(yīng)用探索實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)新知內(nèi)化

《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》實(shí)施后，廣大數(shù)學(xué)教師應(yīng)該更新育人理念，拋棄一講到底的做法，將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交還給學(xué)生，讓學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，積極地獲取數(shù)學(xué)知識。所以在數(shù)學(xué)課堂中，教師應(yīng)注重探索性實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用，集中學(xué)生的注意力，為他們提供充分的時(shí)空，更好地吸納和掌握數(shù)學(xué)知識。教學(xué)實(shí)踐證明，應(yīng)用探索性實(shí)驗(yàn)，可以幫助學(xué)生降低學(xué)習(xí)的難度，讓他們更好地吸納、掌握所學(xué)知識，使探究學(xué)習(xí)發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值和意義。

在教學(xué)長方形和正方形的認(rèn)識時(shí)，在學(xué)生們認(rèn)識到無論是長方形還是正方形都有4條邊后，教師為學(xué)生設(shè)計(jì)了探索性實(shí)驗(yàn)，讓他們發(fā)揮自主能動(dòng)性，得出長方形4條邊、正方形4條邊的關(guān)系。對于長方形，教師為學(xué)生設(shè)計(jì)了下面問題：長方形的4條邊一樣長嗎？有沒有相同長度的邊？你是怎么得出這個(gè)結(jié)論的？在此過程中，學(xué)生們通過觀察，可以得出4條邊不一樣長。為了更好地探索4條邊之間的關(guān)系，有的學(xué)生用直尺分別量出了4條邊的長度，也有的學(xué)生用折紙的方法，得出長方形相對的邊長度相等，教師因勢利導(dǎo)，引出了“長”和“寬”。對于正方形，教師提出了這樣的問題：“正方形的4條邊一樣長嗎？你是怎樣得出這個(gè)結(jié)論的？”在此環(huán)節(jié)中，教師沿用探索長方形的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行量和折，得出了正方形的4條邊一樣長。基于此，再讓學(xué)生比較長方形和正方形有什么異同點(diǎn)，就顯得簡單和容易得多，也有助于學(xué)生掌握知識的“內(nèi)核”，建立正確的認(rèn)知。

（二）運(yùn)用合作實(shí)驗(yàn)，形成協(xié)作意識

當(dāng)前，合作學(xué)習(xí)已經(jīng)成為學(xué)生學(xué)習(xí)的重要形式之一，因?yàn)樘幱谛W(xué)階段的學(xué)生能力不足，思維能力不發(fā)達(dá)，有時(shí)依靠單個(gè)個(gè)體的力量，無法突破所學(xué)知識的難點(diǎn)，影響著高效課堂的建構(gòu)。教師應(yīng)結(jié)合小學(xué)數(shù)學(xué)的教育目標(biāo)，立足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，按照新課標(biāo)的教學(xué)要求，設(shè)計(jì)形式多樣的合作學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生優(yōu)勢互補(bǔ)，共同進(jìn)步，增強(qiáng)學(xué)生的協(xié)作意識，培養(yǎng)合作能力。所以，在日常的教學(xué)中，教師應(yīng)注重合作性。實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用，讓學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造性和自主性，促使他們在交流合作中深入地掌握所學(xué)知識，形成合作意識，進(jìn)一步提升團(tuán)結(jié)合作的能力，獲得真實(shí)的體驗(yàn)。

在教學(xué)長方體和正方體的體積時(shí)，教師拿出了蘋果、梨、土豆、雞蛋等物品，問這些物品的體積是多少？學(xué)生們一看，頓時(shí)傻眼了，因?yàn)檫@些物品既不是長方體也不是正方體，無法直接進(jìn)行計(jì)算。對此，教師沒有進(jìn)行講解，而是讓學(xué)生想辦法測量出它的體積。于是教師引入了小組合作實(shí)驗(yàn)，并為他們提供了長方體容器、尺子和水等物品，讓他們想辦法進(jìn)行測量。于是學(xué)生們先量出長方體容器的長和寬，并且算出它的底面積，再倒入適量的水，用尺子量出水面的高度，然后將相應(yīng)的物品浸沒水中，這時(shí)水面無疑會(huì)上升，用尺子量出現(xiàn)在水面的高度。這時(shí)候就可以計(jì)算出兩次水面的高度差，然后根據(jù)所學(xué)長方體和正方體的知識，就可以求出相應(yīng)物品的體積，得出了最終的結(jié)論。可見，這樣的實(shí)驗(yàn)，既讓學(xué)生擁有了親身實(shí)踐的機(jī)會(huì)，又培養(yǎng)了他們的合作能力。

三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，提升綜合能力

（一）依托應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)活學(xué)活用

隨著新課改的深入發(fā)展，小學(xué)數(shù)學(xué)課堂被賦予了新的內(nèi)容與要求，在此過程中，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力已經(jīng)成為課堂教學(xué)的必然趨勢。為了幫助學(xué)生建立數(shù)學(xué)和生活的聯(lián)系，教師應(yīng)注重生活實(shí)際問題的引入，將抽象、枯燥的數(shù)學(xué)知識點(diǎn)具象化、可視化、動(dòng)態(tài)化，帶領(lǐng)學(xué)生掌握更多的技能。所以在日常的教學(xué)中，教師應(yīng)注重應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用，讓學(xué)生能夠用數(shù)學(xué)的眼光看待生活，將課堂中所學(xué)的數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)化為技能，形成探究意識，升華學(xué)生的認(rèn)知，提升他們學(xué)以致用的能力。

在教學(xué)長方形和正方形的面積后，教師出示題目：“一張長30厘米，寬20厘米的紙，剪去一個(gè)最大的正方形，剩下圖形的周長和面積是多少？”大多數(shù)學(xué)生都是用原來長方形的周長和面積，減去最大正方形的周長和面積，對于學(xué)生的結(jié)果，教師沒有急于評價(jià)，而是將這個(gè)問題設(shè)計(jì)成了應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生拿出長方形紙動(dòng)手做一做，相互之間說一說，剩下圖形的長和寬各是多少厘米？根據(jù)相應(yīng)的公式，分別算出它的周長和面積，然后比一比，看和原先的結(jié)果是否一致。在此過程中，學(xué)生自然會(huì)發(fā)現(xiàn)原先計(jì)算的面積是正確的，而原先的周長是不對的，進(jìn)而讓學(xué)生尋找出錯(cuò)的根源，升華了他們的認(rèn)知。

（二）開展創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)發(fā)散思維

數(shù)學(xué)在小學(xué)階段的重要性不言而喻，它對培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)具有不可替代的作用。新課標(biāo)明確指出，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維是數(shù)學(xué)課堂的重要任務(wù)之一，教師應(yīng)將其落到實(shí)處。創(chuàng)新意識的培養(yǎng)不是一蹴而就的，它是一個(gè)長期的過程，教師應(yīng)制定科學(xué)合理的教學(xué)策略，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，助力綜合素養(yǎng)的提升。而創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用，就是有效的途徑之一，可以培養(yǎng)學(xué)生靈活多變的思維方式，讓他們敢于創(chuàng)新，學(xué)會(huì)從多角度、多方位地解決、分析數(shù)學(xué)問題，拓展思維空間，逐步實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造力的提升。

在教學(xué)長方體的表面積時(shí)，教師讓學(xué)生在課前準(zhǔn)備了長方體紙盒。在教學(xué)的過程中，教師讓學(xué)生借助自己準(zhǔn)備的物品，探索長方體表面積計(jì)算方法。學(xué)生們在探索的過程中，認(rèn)為可以用“長×寬×2+長×高×2+寬×高×2”進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)殚L方體相對的面完全相同。也有學(xué)生認(rèn)為可以用“（長×寬+長×高+寬×高）×2”進(jìn)行計(jì)算，也就是先算出上面、前面、右面的面積，然后再乘2。正當(dāng)教師進(jìn)行總結(jié)時(shí)，有學(xué)生站起來說還有不同的方法，教師讓那個(gè)學(xué)生說出了他所想到的計(jì)算方法，也就是“（長+寬）×2×高+長×寬×2”，當(dāng)問及學(xué)生為什么這樣算時(shí)，那個(gè)學(xué)生表達(dá)了自己的想法。因?yàn)殚L方體的側(cè)面展開圖是一個(gè)大的長方形，其長就是長方體的底面周長，寬就是其高，再加上上面和下面的面積，就可以求出長方體的表面積。顯然前面的兩種算法是常規(guī)性的，而最后一種算法具有明顯的創(chuàng)造性，讓學(xué)生學(xué)會(huì)從多個(gè)角度尋求解決問題的策略，進(jìn)一步提升了他們思維的創(chuàng)造性。

總之，在數(shù)學(xué)課堂中應(yīng)用實(shí)驗(yàn)是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢，教師應(yīng)精選學(xué)習(xí)內(nèi)容，探尋有效的教學(xué)途徑，引導(dǎo)學(xué)生自主獲取數(shù)學(xué)知識。在以后的教學(xué)中，教師應(yīng)重構(gòu)教學(xué)理念，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，為學(xué)生設(shè)計(jì)多元化的實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)他們探索數(shù)學(xué)新知的內(nèi)驅(qū)力，實(shí)現(xiàn)從“看客”到“創(chuàng)客”的轉(zhuǎn)變，不斷提升學(xué)生的學(xué)習(xí)力、思考力和創(chuàng)造力，促進(jìn)良好知識結(jié)構(gòu)的形成。

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