基于實驗教學的深度學習策略探尋

［摘 要］文章以“三角形的三邊關系”教學為例，探討了基于實驗教學的深度學習策略：精準制訂實驗目標，精心挑選實驗工具，精妙優化實驗方法。文章首先闡述了小學數學實驗教學對于教學效果和學生能力發展方面的重要性，然后詳細探討了實驗教學的優化路徑，旨在激發學生的學習興趣，解決知識難點，使學生深入探索三角形的三邊關系，從而實現深度學習。

［關鍵詞］實驗教學；三角形的三邊關系；深度學習

［中圖分類號］ G623.5 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1007-9068（2024）35-0051-03

《義務教育數學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）指出，為學生提供從事數學活動的機會。這從某種程度上說明實驗教學在數學教學中的重要意義。然而，在教學實踐中，由于教材中數學實驗內容編排不足，部分教師對實驗教學的認識不夠深刻、應用不夠廣泛，因此，如何將實驗教學融入數學課堂，從而引導學生進行深度學習，成為需要廣大教師深入探討的問題。

在學習過程中，學生若能動手實驗，便能變“被動在聽”為“主動去做”，充分調動學生的多種感官，經歷“直觀感知現象—獲得感性認識—形成抽象知識”的過程，這符合學生的認知規律。在日常的實踐教學中，筆者深感實驗教學有助于學生深入掌握數學知識。下面，筆者以“三角形的三邊關系”教學為例，探索基于實驗教學的深度學習策略。

一、作用概述：小學數學實驗教學的重要性

（一）從教學的發展角度來看

實驗教學在小學數學教育中占據重要的地位。隨著《課程標準》的推行，教學理念持續更新，更加強調學生的自主性和創新性。實驗教學不僅使學生親身參與和動手實踐，還激勵他們進行自主探索和思維拓展。

1.課程教學理念有效落地

在《課程標準》的指導下，新教學理念大力倡導開放式實驗教學，激勵學生積極參與，自主挑選實驗材料，并勇于創新實驗方法。學生在這樣的教學模式中學會用不同的實驗方式進行探索并得出結論，發展了自身的創新思維和實踐能力。近年來，小學數學實驗教學受到越來越多教育工作者的關注，相關研究和實踐活動日益增多。特別是實驗教學比賽的相繼推出，不僅為學生提供了展示自我的平臺，而且在數學教育界掀起了一股研究熱潮，推動了實驗教學理念的進一步落地。

2.實驗教學助力模式轉型

實驗教學作為一種新的教學模式，正在逐漸彌補傳統的“填鴨式”教學的不足。在這一新的教學模式中，學生不再是被動地接受知識，而是通過動手實驗、自主探索、合作交流的方式，主動獲取知識，從而培養了其科學素養和探究精神。這種模式打破了傳統教學的束縛，使學生能夠在實踐中學習并掌握基礎知識和基本技能，從而達到《課程標準》的要求。實驗教學的推廣和實踐，對于激發學生的創新意識和提升學生的實踐技能具有重要意義，也是《課程標準》理念下教學改革的重要方向。

（二）從學生的發展角度來看

在小學數學教育領域，實驗教學有不可替代的作用。實驗教學能夠極大激發學生的學習興趣，使他們成為課堂的主體，并通過自主探究理解知識。同時，實驗教學亦能有效解決數學知識中的難點，通過直觀的實驗操作，將抽象的數學概念具體化、形象化，進而幫助學生掌握并應用數學知識。

1.實驗教學激發興趣之火

實驗教學是激發學生興趣的途徑。常言道：“興趣是最好的老師。”在實驗教學中，教師的角色從知識的傳授者變為課堂的組織者、學生的引導者，而學生則真正成了學習的主體。在這樣的教學模式下，學生可以動手操作、動腦思考、動嘴交流，讓他們在實踐中學習，比單純聽教師講解要有用得多。

2.實驗教學破解知識之難

小學生正處于具體運算階段，雖然他們具備了一定的抽象思維和邏輯推理能力，但要深入理解和掌握復雜的知識體系，還需要借助具體的事物和實際情境。實驗教學恰恰能夠提供這樣的幫助。通過實驗活動，抽象的數學知識得以形象化、直觀化、生活化。學生在實驗的過程中，可以親身感受到數學知識的形成和發展過程，從而對所學知識有深刻的理解。這種教學方式不僅降低了知識的難度，還提升了知識的趣味性和實用性。

二、價值探尋：小學數學實驗教學的優化路徑

在小學數學教學中，實驗教學作為一種直觀可感的教學方法，對于激發學生的學習興趣、培養學生的實踐能力和創新思維有重要意義。然而，如何優化實驗教學路徑，使實驗教學服務于課堂教學，是當前數學教師面臨的重要課題。筆者將從實驗目標的制訂、實驗工具的選擇，以及實驗方法的創新這三個方面，探討小學數學實驗教學的優化策略，旨在增強數學實驗教學的有效性和探尋引導學生進行深度學習的策略。

（一）精準制訂實驗目標

數學實驗目標的制訂對于實驗活動的設計有決定性影響，它直接關系到學生對數學知識的掌握程度及思維能力的提升。精準制訂實驗目標是實驗教學得以有效開展的前提。數學實驗的本質是讓學生在操作中學習數學知識，其中，“操作”是方法，“學習”是目標。因此，在制訂實驗目標時，要體現操作與思維之間的互動關系。

例如，在教學“三角形的三邊關系”前，可以將實驗目標確定如下：

目標1.引導學生在實驗中探索三角形的三邊關系，了解三角形的三邊關系；

目標2.開展量一量、剪一剪、圍一圍等活動，使學生積累數學活動經驗，培養學生自主探索、動手操作、合作交流的能力；

目標3.使學生體驗數據分析、數形結合方法在探究過程中的作用。

（二）精心挑選實驗工具

實驗教學的關鍵在于讓學生通過積極思考和動手實踐，主動參與數學知識的形成和發展過程。這種教學方式強調數學學習的實踐性，使學生在實際操作中深化對數學概念的理解。數學的嚴謹性要求學生在進行數學實驗時必須保持嚴謹態度。選擇恰當的實驗工具是進行實驗的前提。合適的實驗工具有助于提高實驗活動的操作性，使學生直觀地理解數學原理。同時，恰當的工具也能夠提高實驗結果的準確性，確保學生在實驗過程中獲得可靠的數據支持，從而加深對數學知識的掌握。

例如，在“三角形的三邊關系”教學中，教材出示的實驗工具是普通紙條，而普通紙條有一定寬度，這一特點加大了學生在圍三角形環節中的難度及誤差。因此筆者在教學這一課時，用彩筆沿著紙條的長邊畫一條線段（如圖1），將“有限寬”的紙條轉化“無限細”的線段，從而有效降低了實驗操作的難度和誤差。

（三）精妙改進實驗方法

1.原設計存局限，探索實驗新法

實驗方法的設計會直接影響實驗教學的效果。因此，教師在進行實驗教學時，應對實驗方法進行優化與創新，以拓寬學生的思維，進而提高其學習能力和解題能力。

例如，在教學“三角形的三邊關系”時，教材編排的內容是讓學生剪出4組特定長度的紙條，用每組紙條擺三角形，根據能否擺成三角形推導出結論——三角形任意兩邊之和大于第三邊。但在實際教學中，筆者深感這樣的活動設計存在待改進之處：盡管教材提供的方法具有很強的活動性，但給定具有特殊性的數據會讓學生在實驗操作中缺少思考；僅根據給定的4組數據便得出三角形三邊關系（三角形任意兩邊之和大于第三邊），可能會讓學生產生疑問——是不是所有三角形都具備這樣的特性呢？他們可能會懷疑實驗結論的普遍性。

2.剪紙條探三邊關系，實現巧妙創新

為解決原有實驗設計存在的問題，并確保學生充分理解“三角形任意兩邊之和大于第三邊”的本質，筆者對實驗進行了如下改進：為每組學生提供一張長為30厘米的紙條，讓學生將其任意分成三段。在學生進行實驗之前，筆者出示一長一短兩張紙條（有備份），并提出問題：“用這兩張紙條能圍成一個三角形嗎？”以此引導學生說出需要剪斷其中一張紙條，得到三段紙條來圍三角形。筆者先保留短紙條，剪斷長紙條，得到能圍成三角形的情況（如圖2-1）；然后用備份的紙條繼續實驗探究，保留長紙條，剪斷短紙條，得到不能圍成三角形的情況（如圖2-2）。這兩種不同的結果，讓學生初步感知三角形兩邊之和大于第三邊。

學生了解剪斷紙條圍三角形的方法后，筆者讓學生以小組合作的形式進行實踐操作：用一張長30厘米的紙條圍成三角形。在實驗開始之前，筆者引導學生思考：在第一次剪后會得到兩段長度分別為多少的紙條？第二次應選擇剪哪段紙條呢？最終會得到三段長度分別為多少的紙條？帶著這三個問題，學生進入實驗操作中。結合實際經驗，多數學生會先將紙條剪成一長一短的兩段紙條，再選擇剪斷較長的那段紙條，最終得到三段紙條，從而圍成一個三角形。但為了使實驗數據具有特殊性和研究價值，筆者在小組實驗時，有意對個別小組進行引導，例如，讓個別小組先將紙條剪成兩段等長的紙條，形成兩邊之和等于第三邊的情況。

3.思三邊關系之奧秘，實驗結果明理

實驗后，筆者提問：“在第一次剪紙條時，有哪個小組是將紙條平均分成兩段的？”隨后，邀請小組代表發言，并在黑板上記錄下他們的實驗結果，引導學生觀察這組數據，從而得出結論：兩邊之和等于第三邊時，無法構成三角形。接著，結合之前剪斷較短紙條時也圍不成三角形的情況，筆者引導學生大膽猜測，兩邊之和與第三邊的關系滿足什么條件時才能圍成三角形。學生在思考后，不難得出結論：兩邊之和大于第三邊時，才能圍成三角形。隨后，筆者讓成功圍成三角形的小組依次匯報他們的實驗數據，并記錄在黑板上。對于之前實驗不成功的小組，現在有了相應的結論，又為了滿足自己成功圍成三角形的心理，學生在將紙條剪成兩段不等長的紙條后，都選擇了繼續剪斷較長的那段紙條。

在學生對于自己提出“三角形兩邊之和大于第三邊”的結論充滿信心時，筆者對“先將紙條剪成12厘米和18厘米的兩段，再將18厘米的紙條剪成2厘米和16厘米的兩段”的小組提問：“[16+2>12]，兩邊之和大于第三邊，為什么這三段紙條還是沒圍成三角形呢？難道我們的結論不正確？”在引導學生思考三角形中有幾組兩邊之和后，學生會發現這三邊的關系中有一項“[2+12<16]”，正是這一不等式造成沒圍成三角形的原因。在分析之前成功案例的關系式后，學生發現在這些成功案例中，每組紙條兩邊之和都大于第三邊。實驗教學至此，學生認識到“一個三角形中任意兩邊之和大于第三邊”才是三角形的特性。

通過這樣的實驗教學，大部分學生都理解了三角形三邊關系的含義，同時也突破了理解“任意”含義的難點。學生親歷了三角形三邊關系的探索過程，即“猜測—驗證—疑惑—完善”，他們對三角形三邊關系的認識必然是深刻的。這樣的實驗過程不僅滲透了數學知識，還激發了學生的探究精神。

總之，教師應依據不同的教學內容，結合實際情況，盡可能為學生提供實驗的機會。在實驗過程中，每一步都應細致入微，確保學生能從實驗中獲得深刻的理解。這樣的實驗教學并不需多媒體設備輔助，只要教學方法得當，同樣可以創造富有成效且引人入勝的課堂。這樣的實驗教學不僅讓學生直觀地理解數學知識，還能培養學生的實踐能力和創新思維。

［ 參 考 文 獻 ］

［1］ 中華人民共和國教育部.義務教育數學課程標準（2022年版）［S］.北京：北京師范大學出版社，2022.

［2］ 吳靜.小學數學實驗教學的問題與對策：以“圖形與幾何”領域為例[J].教育研究與評論（小學教育教學），2017（2）：58-62.

（責編 黃 露）