數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要作用

王蘇偉

[摘 要] 隨著我國(guó)素質(zhì)教育的大力推行，義務(wù)教育新課標(biāo)給小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)也提出了新的要求：要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠有足夠的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行問(wèn)題的探索與發(fā)現(xiàn)，尋求更加科學(xué)合理的問(wèn)題解決辦法。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)問(wèn)題意識(shí)有很大的作用。

[關(guān)鍵詞] 小學(xué)數(shù)學(xué)；數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新能力；實(shí)踐能力

素質(zhì)教育新理念給教師和學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的地位提出了新的要求：要求教師變?cè)瓉?lái)的主體地位為主導(dǎo)地位，教師在學(xué)習(xí)過(guò)程中擔(dān)當(dāng)引導(dǎo)者。而學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體，學(xué)生不再是知識(shí)的接納器，而是知識(shí)的探索者。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中“活”起來(lái)，積極思考、主動(dòng)探求，通過(guò)親自實(shí)驗(yàn)去發(fā)現(xiàn)、思考、解決問(wèn)題，在探究中培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維、創(chuàng)新能力、數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)，在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中提升學(xué)生的思維品質(zhì)。

一、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛟黾訉W(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力

在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生利用現(xiàn)有的知識(shí)，對(duì)所見(jiàn)事物進(jìn)行思考，對(duì)將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行假設(shè)和論證，讓課堂學(xué)習(xí)過(guò)程從聽(tīng)課變成實(shí)際操作，由他們自己得出結(jié)論，從而對(duì)知識(shí)的信賴程度大大加強(qiáng)。對(duì)于活潑好動(dòng)的小學(xué)生而言，與其想讓他安安靜靜地坐下來(lái)聽(tīng)課，不如讓他們積極主動(dòng)地參與到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，讓他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)這種學(xué)習(xí)方式愛(ài)上數(shù)學(xué)，增加學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的內(nèi)驅(qū)動(dòng)力。實(shí)驗(yàn)為小學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)搭建了一個(gè)自由的平臺(tái)，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)儀器，親手探索，發(fā)現(xiàn)知識(shí)、認(rèn)識(shí)規(guī)律，加深了對(duì)知識(shí)的理解。如在小學(xué)三年級(jí)學(xué)習(xí)重量單位的時(shí)候，可以讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)物品進(jìn)行估量、假設(shè)，然后通過(guò)天平對(duì)物品進(jìn)行掂量，進(jìn)一步進(jìn)行稱量，說(shuō)一說(shuō)自己感知的與親手實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是否相符。試驗(yàn)方法可以設(shè)計(jì)如下：拿兩袋食鹽稱一稱，得出結(jié)果為1千克。然后讓學(xué)生掂量一下1千克重量的感覺(jué)。之后拿出幾個(gè)蘋(píng)果，掂量一下幾個(gè)蘋(píng)果大概有1千克，估計(jì)完以后用天平稱一稱，由此建立起千克的認(rèn)識(shí)。當(dāng)學(xué)生對(duì)千克有了初步認(rèn)識(shí)以后，拿出1千克的棉花和1千克的鐵塊，讓學(xué)生看一看，從視覺(jué)上兩種東西哪個(gè)重。有的同學(xué)認(rèn)為棉花體積大，肯定會(huì)更重一些。隨后讓學(xué)生拿在手上感覺(jué)一下，是不是棉花重，此時(shí)有的同學(xué)就會(huì)感覺(jué)差不多，但是還有同學(xué)感覺(jué)棉花稍微重一點(diǎn)。這時(shí)候就用天平來(lái)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)1千克的棉花跟1千克的鐵塊是一樣重的，得出結(jié)論：物體的重量不僅僅跟體積有關(guān)系，還跟物體的密度有著密不可分的聯(lián)系。最后，讓同學(xué)們說(shuō)一說(shuō)生活中的物體的質(zhì)量，進(jìn)一步感悟?qū)ηЭ私虒W(xué)的認(rèn)識(shí)。

二、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力

在小學(xué)中低年級(jí)，學(xué)生的抽象思維能力較差，知識(shí)的獲取更多地依賴直觀感受。而在數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，存在好多抽象的概念，這些概念僅僅依靠教師的說(shuō)教很難讓學(xué)生真正理解。學(xué)生即使死記硬背，把一些概念性的知識(shí)記住，也很難理解其形成和發(fā)展的過(guò)程，不利于學(xué)生把握知識(shí)的實(shí)質(zhì)，也不利于學(xué)生把知識(shí)內(nèi)化。所以在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中，教師可以利用實(shí)驗(yàn)把一些抽象復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識(shí)直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使概念更加形象具體。這樣使學(xué)生的學(xué)習(xí)變得更加輕松，也使學(xué)生深刻地理解知識(shí)的演變過(guò)程。同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生積極探索、勇于進(jìn)取的精神。

例如，執(zhí)教小學(xué)《平行四邊形》一課時(shí)，教師可以把這課設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中體驗(yàn)圖形轉(zhuǎn)化的樂(lè)趣，需要準(zhǔn)備的器材有三角板、卡紙、剪刀等。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：利用三角板在卡紙上畫(huà)一個(gè)平行四邊形，用剪刀剪下來(lái)。然后用剪刀把平行四邊形剪裁，拼成學(xué)過(guò)的長(zhǎng)方形。通過(guò)拼接發(fā)現(xiàn)平行四邊形的底就是長(zhǎng)方形的長(zhǎng)，平行四邊形的高就是長(zhǎng)方形的寬。由所學(xué)知識(shí)：長(zhǎng)方形的面積=長(zhǎng)[×]寬，可出結(jié)論：平行四邊形的面積=底[×]高。通過(guò)實(shí)驗(yàn)把新舊知識(shí)緊密結(jié)合在一起，把抽象的概念變成了直觀的感受，學(xué)生認(rèn)識(shí)到了知識(shí)之間的聯(lián)系，由舊知識(shí)掌握住了新知識(shí)。

三、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)使得學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，提高了動(dòng)手能力和思維能力，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后學(xué)生通過(guò)數(shù)學(xué)語(yǔ)言把得到的結(jié)論表達(dá)出來(lái)，這也就提高了語(yǔ)言表達(dá)能力。所以說(shuō)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)從各個(gè)方面都提高了學(xué)生的思維品質(zhì)。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)親身感知知識(shí)的轉(zhuǎn)變過(guò)程，更加鞏固了對(duì)結(jié)論的理解和把握，也培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)意識(shí)和創(chuàng)新能力。創(chuàng)新意識(shí)是學(xué)生基于所掌握的舊知識(shí)，通過(guò)親手實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探尋解決辦法，動(dòng)腦思考、動(dòng)口與同學(xué)交流，在此過(guò)程中使手、腦、口相結(jié)合，活躍了思維，培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí)。動(dòng)手、動(dòng)口、動(dòng)腦的過(guò)程調(diào)動(dòng)了學(xué)生的多種感官，使學(xué)習(xí)過(guò)程中直觀感覺(jué)與思維并進(jìn)，發(fā)現(xiàn)事物的本質(zhì)，進(jìn)而朝著更加深層次的知識(shí)進(jìn)行探究。如在小學(xué)五年級(jí)下學(xué)期學(xué)習(xí)圓的周長(zhǎng)這一知識(shí)時(shí)，教師在課前布置家庭作業(yè)：讓學(xué)生利用工具測(cè)量出一個(gè)圓的周長(zhǎng)，并且在班級(jí)群里討論自己的測(cè)量方法。有的同學(xué)采用線繞圓一周進(jìn)行測(cè)量，有的同學(xué)把圓剪下來(lái)做好標(biāo)記，在紙上進(jìn)行滾動(dòng)，用直尺測(cè)量滾動(dòng)軌跡。教師找出幾個(gè)具有代表性的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，在課堂上進(jìn)行展示，總結(jié)出化曲為直的思想。

例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)軸對(duì)稱圖形時(shí)，遇到了平行四邊形是不是軸對(duì)稱圖形這一問(wèn)題，教師就可以讓同學(xué)親手剪裁出平行四邊形，學(xué)生通過(guò)對(duì)折發(fā)現(xiàn)不是軸對(duì)稱圖形。但是有的同學(xué)剪裁出的平行四邊形是軸對(duì)稱圖形，因?yàn)樗钠叫兴倪呅问橇庑?。此時(shí)教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生理解一般與特殊的關(guān)系，學(xué)生通過(guò)一般平行四邊形進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就可以得出正確的結(jié)果。再如在學(xué)習(xí)圓柱體的側(cè)面積的時(shí)候，教師提供給學(xué)生直筒形狀的圓柱體、卡紙、剪刀、尺子等工具。讓學(xué)生思考如何測(cè)量圓柱體的側(cè)面積，看看誰(shuí)的辦法多，誰(shuí)的辦法最有效。有的同學(xué)就把圓筒形狀的圓柱體剪開(kāi)成一個(gè)長(zhǎng)方形或者平行四邊形，利用長(zhǎng)方形或平行四邊形面積的解法來(lái)求圓柱體的側(cè)面積。有的同學(xué)通過(guò)滾動(dòng)發(fā)現(xiàn)滾動(dòng)軌跡正好是一個(gè)長(zhǎng)方形，利用長(zhǎng)方形面積的求法來(lái)求圓柱體的側(cè)面積。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了新知識(shí)圓柱體的側(cè)面積跟舊知識(shí)長(zhǎng)方形或者平行四邊形的聯(lián)系，利用已經(jīng)掌握的知識(shí)來(lái)解決新的問(wèn)題，從中感受到了創(chuàng)新的樂(lè)趣。

四、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)品質(zhì)

數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)源于現(xiàn)實(shí)生活，數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)也是為了更好地解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。數(shù)學(xué)新課標(biāo)也指出：在小學(xué)數(shù)學(xué)思維提升的教學(xué)過(guò)程中，要關(guān)注學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)。在數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)當(dāng)有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生把課本上的數(shù)學(xué)知識(shí)與生活中的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)在實(shí)際生活中找到數(shù)學(xué)問(wèn)題，也要引導(dǎo)學(xué)生能夠利用數(shù)學(xué)知識(shí)去尋找現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的解決辦法。生活中存在著許許多多的數(shù)學(xué)問(wèn)題，如利用太陽(yáng)的影子來(lái)測(cè)量一個(gè)較高物體的高度、利用教室內(nèi)每一塊地板磚的面積和所用地板磚的數(shù)量來(lái)量教室地面面積、一棟樓里住戶的統(tǒng)計(jì)等，這些實(shí)際問(wèn)題都可以用所學(xué)到的數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)解決。如讓學(xué)生觀察車(chē)的輪胎，為什么所有的輪胎都采用了圓形，而不采用方形呢？教師就可以讓學(xué)生親手滾動(dòng)一個(gè)圓和一個(gè)正方形，讓他們感知兩種不同形狀的物體的滾動(dòng)高度，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)圓形車(chē)輪在滾動(dòng)過(guò)程中，高度是固定的，這樣車(chē)輛就不會(huì)上下顛簸，會(huì)給乘客舒適的感覺(jué)。

總之，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種有效的教學(xué)手段，可以使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中把握數(shù)學(xué)知識(shí)的來(lái)源，更加深刻地理解知識(shí)。正如一位教育學(xué)家所說(shuō)：“聽(tīng)過(guò)的話我會(huì)忘記，看過(guò)的事物我會(huì)記住，做過(guò)的事情我會(huì)理解?！庇纱丝梢?jiàn)，動(dòng)手實(shí)踐在學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠起到意想不到的效果，也符合當(dāng)代素質(zhì)教育的核心要求：培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和探究能力。

參考文獻(xiàn)

[1]林碧珍.數(shù)學(xué)思維養(yǎng)成課——小學(xué)數(shù)學(xué)這樣教[M].福州：福建教育出版社，2013.

[2]張維忠，汪曉勤等.文化傳統(tǒng)與數(shù)學(xué)教育現(xiàn)代化[M].北京：北京大學(xué)出版社，2006.

責(zé)任編輯 王 慧