核心素養導向下小學數學實驗的教學實踐研究

目前，小學數學實驗教學被認為是一種有效的教育手段，通過實踐活動能培養學生的核心素養。這種教學模式能給學生帶來更豐富的學習體驗，并鼓勵他們積極參與到觀察、動手操作和判斷等活動中去，展現出其獨特的教育優勢與實用性。盡管如此，關于如何有效地進行小學數學實驗教學的問題，仍然困擾著許多小學一線數學教師。由于缺乏明確具體的指南或參考資料，教師們需要根據實驗教學的目的，制定適合的小學數學實驗教學策略，以此作為學生開展實驗學習的基石，進而促進他們的數學技能的發展，進一步增強他們的核心素養。

一、加強數學實驗和教材內容的聯系

對于小學生來說，他們的數學教育，通常是圍繞著對知識的拓展及深化展開的。其中部分主題涉及實際操練比較多，例如“了解正方形的概念”這一知識點，目前尚未被正式引入小學的教育體系內，然而教師可以在教授過程中融入生活元素，來引導他們更加深刻領會知識點。

例如，當教師教授蘇教版三年級上冊第三單元“長方形和正方形”中的第一課時關于“認識長方形”這部分知識的時候，教師可以提出一項實驗計劃，該計劃包含了兩個實驗任務。首先，教師可以將學生分為幾個小組，并向每個學習小組提供六塊矩形紙片，接著讓他們黏在一個長方體的包裝盒上。在這個過程里，他們將會明白兩塊尺寸與形狀相符的矩形紙片是無法覆蓋到長方體的一側的，長方體相對的兩個面是一樣的，對于長方體表面的特性有了初步的理解。其次，教師應當指導學生使用小木棒及橡皮泥，構建出長方體模型。在搭建長方體結構的過程中，學生感受到12支木棍必須被劃分為3組，同時每一段長度一致的木棒需4支才可構成一個長方體，這樣就能掌握長方體的表面和邊角的基本概念。最后，在教師的引導下，他們的知識得以深化，并且對長方體的特征有了更加深刻地理解和分辨。

二、加強數學實驗和數學思維的聯系

在現實的數學實踐過程中，若教師僅僅關注實驗結果而忽略了對于相關主題的準確指導，及數學思考方式的解析，那么學生的學習過程會逐漸趨向于機械化，使得實驗呈現出過多的程式化與體系化。所以，要真正地實現數學實驗的教育意義，教師需要通過確定主題、計劃設計、成果分享等角度，來提升學生對于實驗教育的學習認識水平和理解力，以此達到總的目標。

例如，以蘇教版二年級下冊第二單元“時、分、秒”為基礎，設計數學實驗“我的一天”為主題探究活動時，教師先讓學生獨立規劃他們的每日生活安排，學生根據個人的習慣去選擇12小時制或者24小時制的模式來標注。每一個學習小組的學生都可以和組內的其他同學分享他們的個人日程，并在全班范圍內公開討論并展示這些信息。在實驗過程中，主要采取了“我講我調”的方式，把時刻展示在時鐘模型上，同時對教室里的其他同學做示范。還可以利用“你說我調”的策略，當某同學描述他們的日程安排時，其他的同學則會在時鐘模型上更改時刻。最后，通過實施“我說你說”策略，隨機選擇一位同學，負責設定時鐘模型上的時間，其他同學則需要描述現實中的時間指令，例如“幾時幾分”等。這種多元化的學習模式，能夠使同學們在實踐過程中構建知識體系，同時體驗到學習的樂趣，進而加深他們對于數學思考技巧的認識和理解。

三、加強實驗和數學課堂的聯系

1.設計數學實驗，豐富課堂內容

在課題的研究階段，教師團隊要努力創造更多的實驗教學材料，以使學生能體驗到更為豐富且充實的學習歷程，并在探尋未知的道路上提升他們的能力和智力水平。

教師可以在實際課堂學習過程中，把教學的內容同數學學習的主題相結合。例如，“棋棋樂”游戲，這是把蘇教版六年級下冊“確定位置”單元的知識與游戲融合為一體的趣味數學實驗。在規劃和進行此項目的時候，教師需要重視跨學科的融合、技能提升、擴展創造力和擴大知識面的重要性，同時也要鼓勵學生在參與各種活動中開拓視野，提高他們的邏輯推理和創新能力的提升。教師可以讓學生放置10顆棋子，使得每行的數量加起來等于2顆或者4顆，再引導學生動手擺放這些棋子，讓他們觀察到最基本的模式，讓他們找到多種不同的擺放方式，并且每一顆棋子的位置都會被數字序號所標記，從而讓他們感受到排列組合的理念。接下來，學生可以嘗試移動第一行，再移動第二行，最后移動第一列至左側等擺放棋子的方式，在這個過程中，教師要強調有序思考的重要性。在這個探索性的過程之后，讓他們看看少了哪些棋子，多出了哪些棋子，然后你可以試著去點擊一下、談論一下、移動一下。教師可以通過多樣化的操作活動來激發學生的創新思維。

例如，結合蘇教版二年級上冊中的“觀察物體”，加以擴展出實驗“再次探究索瑪立方”，在這一實驗中，可以將實驗材料設定為使用2～3個索瑪立方體的部件，構建出可以穿越1至3道墻壁的整體結構。這個教學任務的設計考慮到了圖形和幾何模塊知識之間的聯系。從1道墻到3道墻的過程，實際上是在暗示之前所學的“從多個視角看事物”概念。墻上呈現出的各種形狀則是對學生的反應能力和空間思維能力的一種挑戰，學生需要迅速想到三年級學習的“多連塊”內容。此外，搭建索瑪立方體也是為了后續給學生打好關于五年級立體幾何的學習基礎。

2.培養核心素養，開發實踐體驗課程

對于小學階段的學生而言，建立空間概念并非一次完成的過程，它是一個逐步發展和進步的過程。在此期間，學生的思維方式主要包括兩點：首先是他們對形狀和其他空間意識的理解，這往往取決于外部環境，特別是針對一年級的小朋友，他們的空間感通常局限于日常生活的事物；其次，大部分學生都更容易接納明顯的圖形特性，但對于幾何形狀的深層次含義、屬性等方面卻難以吸收，同時他們在處理圖形間的關聯時也缺乏理性思考。

基于小學階段學生認識過程的兩個重要特性，教師可以結合蘇教版四年級上冊中的“觀察物體”，為學生制定并進行一項擴展性的教學實驗“堆疊之謎”，旨在全方位地提升學生對空間的理解與創造力的發展。該課程主要依賴于“立方體”的學習工具，利用各種有趣的活動設置及表現方式，來展示和闡述知識內容，從而實現對學生空間思維能力的培養。

3.結合教材，設計主題實驗活動

小學數學教師要創造出多彩且吸引人的教學環境與實踐場景，以多個領域的多元化課程作為平臺，給學生提供了全面的經驗。

例如“動力小車”這個實驗擴展課程，教師就可以與綜合活動緊密結合起來，設定了各種實驗參與的活動環節，如氣球吹出新花樣（氣球游戲）、制造自己的小車（小車的制作過程）、讓你的小車更漂亮（給小車上色）、比賽誰的小車跑得快（小車競速賽）等一系列的實驗活動，通過活動提升學生的創新能力和其他素質的發展。

四、結束語

綜上所述，在學校開展的數學實驗過程中，小學數學教師需要在新課程改革理念指導下實施新的教育教學方法，以使數學實驗能夠真實反映出其對數學教育的貢獻及重要性。因此，小學數學課堂上設計實驗的方式可以增強學生的基本技能，推動學生持續進步，從而發展學生的數學核心素養。