讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中獲得直接經(jīng)驗(yàn)
——“滴水實(shí)驗(yàn)”數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)策略與解讀

雷素芬

【課前慎思】

北師大版四年級上冊《數(shù)學(xué)好玩——滴水實(shí)驗(yàn)》這一內(nèi)容，是“綜合與實(shí)踐”領(lǐng)域的一節(jié)實(shí)驗(yàn)課。上好這節(jié)課必須要先弄明白兩個(gè)問題：

一、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)的區(qū)別

科學(xué)實(shí)驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用實(shí)物儀器或試劑做實(shí)驗(yàn)，也有的是通過觀察自然現(xiàn)象做實(shí)驗(yàn)。而數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)除了利用常規(guī)的手工操作方法來做實(shí)驗(yàn)以外，更多的是利用計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)學(xué)定理驗(yàn)證和數(shù)學(xué)問題解決等。

二、什么是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)學(xué)本質(zhì)

許德剛在《中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)初探》中提到：“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)在多數(shù)意義下，是一種教學(xué)上的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)。通過教師創(chuàng)設(shè)問題情境，這樣的情境可來自生活實(shí)際，來自數(shù)學(xué)本身，也可以是一個(gè)開放性的問題，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生通過操作、實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行探索學(xué)習(xí)的一種方式。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)數(shù)學(xué)教育的幾個(gè)新思想：1.以學(xué)生為中心進(jìn)行探索學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)；2.以問題共同解決為中心；3.以培養(yǎng)能力為中心、強(qiáng)調(diào)終身學(xué)習(xí)；4.將數(shù)學(xué)理解、思維能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀有機(jī)統(tǒng)一。”數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于加深學(xué)生對數(shù)學(xué)概念的理解，培養(yǎng)學(xué)生的直觀思維和創(chuàng)新能力。因此，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)既要注重?cái)?shù)學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)，又要關(guān)注個(gè)體適應(yīng)未來社會(huì)生活和個(gè)人終身發(fā)展所必備的核心素養(yǎng)。

【教學(xué)片斷】

片斷一：導(dǎo)入

1.發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，明確學(xué)習(xí)任務(wù)。

師：看到這個(gè)滴水的水龍頭，你想到了什么？（動(dòng)畫播放一個(gè)正在滴水的水龍頭）

生：太浪費(fèi)水，要把它關(guān)緊。

師：一個(gè)沒有擰緊的水龍頭一年大約會(huì)浪費(fèi)多少水？請你想一想，猜一猜。

生：1噸、10噸、100噸……

師：怎么才能知道同學(xué)們的猜想到底準(zhǔn)不準(zhǔn)確呢？

生：做實(shí)驗(yàn)。

師：怎么做實(shí)驗(yàn)？

生：到水龍頭上去接。

師：那我們把聽課老師留在教室里，我們一起去外面的水龍頭上接。（學(xué)生全笑了，紛紛表示不可行）

教師繼續(xù)提問：如果我們真去接水了，去接多久？接一年好不好？（學(xué)生又笑了，再次搖頭表示不行）

師：那該怎么解決我們遇到的這兩個(gè)問題呢？

【解讀：讓學(xué)生觀看水龍頭滴水的錄像，直觀感受，交流所看所思，并提出具有價(jià)值和開放性的問題，即“一個(gè)沒有擰緊的水龍頭一年大約會(huì)浪費(fèi)多少水？”使學(xué)生需要綜合運(yùn)用所學(xué)知識、方法與策略來思考。猜想的設(shè)置，作為解決問題的第一步。】

2.思考問題、交流問題，給出解決的策略與方法。

學(xué)生小組合作探究實(shí)驗(yàn)的策略，形成小組的初步方案，再全班交流。

生1：我們組想用一個(gè)裝滿水、底下有個(gè)小洞的瓶子代替水龍頭滴水，滴一小時(shí)，量一量水有多少，再計(jì)算出一年的。

生2：我們組的想法也差不多，用紙杯，滴十分鐘，再計(jì)算。

生3：我們組認(rèn)為滴一分鐘就可以計(jì)算了。

師：我們來看看各組的方法，有沒有相同之處？

生：大家滴的時(shí)間都不長，都通過計(jì)算得出了一年的滴水量。

師：不錯(cuò)，都是通過短時(shí)間得出的數(shù)據(jù)推算一年的滴水量。很好地運(yùn)用了轉(zhuǎn)化的方法。

生：大家都用別的東西代替水龍頭滴水，這樣比較方便。

【解讀：鼓勵(lì)主動(dòng)思考，明確總體思路。用小組合作探究的形式來明確策略方法：“求一年大約浪費(fèi)多少水，先求平均一分鐘的滴水量”“求水龍頭的滴水量，用瓶子等來代替它”，從簡單問題入手，把大問題轉(zhuǎn)化為小問題的策略蘊(yùn)含著轉(zhuǎn)化與類比的數(shù)學(xué)思想?！?/p>

片斷二：實(shí)驗(yàn)

形成方案、經(jīng)歷過程，體會(huì)數(shù)據(jù)的真實(shí)性及實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性。

師：今天為了操作方便，老師給同學(xué)們提供了幾樣實(shí)驗(yàn)工具，全新的輸液皮管和生理鹽水、紙杯、量筒，你們說怎么做這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)?？我們需要得到哪些?shù)據(jù)呢？請同學(xué)們想一想，有想法的可和同桌交流。

小組討論方法、具體操作的步驟。

師：我先請一組上來示范。

生：第一步由一位同學(xué)把這個(gè)滴水裝置準(zhǔn)備好（板書：準(zhǔn)備）；第二步打開開關(guān)，調(diào)節(jié)滴水的速度，開始滴水后用1號杯接水，不算在數(shù)據(jù)里（板書：調(diào)節(jié)）；第三步開始計(jì)時(shí)，馬上把管子移到量筒里，另一名同學(xué)計(jì)時(shí)一分鐘，時(shí)間到就馬上移出來，關(guān)閉開關(guān)（板書：計(jì)時(shí)）；第四步量出數(shù)據(jù)，再計(jì)算（板書：收集、計(jì)算）。

師：請大家小組合作完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，并填寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

【解讀：首先組織全班交流、傾聽追問、相互借鑒、教師指導(dǎo)，使方案更加成熟、合理。其次創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)環(huán)境，采用輸液器作為工具，更好地模擬水龍頭的均勻滴水。最后，討論、示范，以小組實(shí)驗(yàn)的形式讓實(shí)驗(yàn)操作更具有規(guī)范性。鼓勵(lì)學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行，記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果。這是一個(gè)綜合性、實(shí)踐性和自主性較強(qiáng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，過程中會(huì)生成新問題，教師要及時(shí)關(guān)注，給予個(gè)別指導(dǎo)，使學(xué)生積累動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。】

片斷三：數(shù)據(jù)分析觀念的培養(yǎng)

1.質(zhì)疑數(shù)據(jù)、解疑數(shù)據(jù)，分享實(shí)驗(yàn)過程的思考和結(jié)果。

全班反饋交流：

生1：我們組得到的數(shù)據(jù)是一分鐘 13ml，一小時(shí)13×60=780ml，一天 780×24=18720ml，一年18720×365=6832800ml=6832800克，約6.8噸。

生2：我們組得到的數(shù)據(jù)是一分鐘4.9ml，一小時(shí)4.9×60=294ml，一天 294×24=7056ml，一年 7056×365=2575440ml=2575440克，約2.6噸。

師：比剛才一組少這么多，可能嗎？

生：可能的。

師：為什么差異這么大？

生：第二組滴得慢一些。

師：看來平時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)要多次嘗試。

師：有沒有做失敗的小組？

生3：我們組做了兩次，第一次太快了，時(shí)間還沒到，量筒里的水就滿出去了，所以又重新做了一次慢一點(diǎn)的。

師：雖然失敗一次，但是實(shí)驗(yàn)就是在不斷的失敗中，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷嘗試，這是一種科學(xué)研究的精神。

【解讀：交流實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)反思學(xué)習(xí)過程和結(jié)果。每個(gè)小組可能得到的數(shù)據(jù)都不一樣，要分析產(chǎn)生不同結(jié)果的原因及思考解決問題的策略。同時(shí)針對失敗的例子，積累操作經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度。】

2.回歸生活、交流方法，喚起節(jié)約用水和解決問題的意識。

師：回顧一下，今天我們是如何做“滴水實(shí)驗(yàn)”的？（結(jié)合板書）

師：像這樣的數(shù)學(xué)思維方法和解決問題的方式，可以運(yùn)用到很多的數(shù)學(xué)問題解決中。學(xué)完這一課，你有什么感悟？

師：在生活中，你有什么好點(diǎn)子節(jié)約用水？

生：重復(fù)利用水。

生：隨手關(guān)水龍頭。

師：說得真好，希望大家行動(dòng)起來，節(jié)約用水。

【解讀：教師意在用真實(shí)的感受喚起學(xué)生節(jié)約用水的意識。同時(shí)通過交流感想和生活中節(jié)水的好方法，促進(jìn)學(xué)生把良好的生活習(xí)慣落到實(shí)處，體現(xiàn)課程的綜合性?！?/p>