數(shù)學(xué)實驗在數(shù)學(xué)教學(xué)中的實施策略

■山東省滕州市南沙河鎮(zhèn)馮莊小學(xué) 張忠梅

數(shù)學(xué)實驗引入數(shù)學(xué)教學(xué)課堂是對數(shù)學(xué)教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新。這是數(shù)學(xué)教學(xué)的新思維、新視界。教師在數(shù)學(xué)教學(xué)的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)要以實驗的思維去設(shè)計數(shù)學(xué)課堂教學(xué)程序。按照傳統(tǒng)的教學(xué)，不管教師如何設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)都是在學(xué)生動手與師生互動交流中交替進(jìn)行的，教師在活動中發(fā)揮著指向作用。但是假若用數(shù)學(xué)實驗的思路對這節(jié)課進(jìn)行設(shè)計，就會有豁然開朗的感覺，數(shù)學(xué)可以用實驗的方法使教學(xué)更合理科學(xué)：可以通過創(chuàng)設(shè)情境的方式讓學(xué)生認(rèn)識在進(jìn)行計量時必須保持單位的統(tǒng)一，在學(xué)生有了這樣的心理需求的時候進(jìn)而引導(dǎo)他們進(jìn)行面積單位的認(rèn)識，對平方厘米、平方分米、平方米有了具體的感知。這一環(huán)節(jié)，讓學(xué)生邊閱讀教材邊進(jìn)行操作，學(xué)生剪出一個面積1平方厘米與1平方分米的正方形等，自主理解平方厘米、平方分米、平方米等面積單位所代表的意義，整個課堂不需要教師講解與反饋，學(xué)生在互動中實驗探究，更能從直觀認(rèn)識上升為理性認(rèn)識。

一、數(shù)學(xué)實驗的內(nèi)涵與意義

在數(shù)學(xué)教學(xué)中需要教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并獲得某種數(shù)學(xué)結(jié)論，總結(jié)數(shù)學(xué)規(guī)律，需要對某個數(shù)學(xué)思想方法進(jìn)行檢驗，分類解決數(shù)學(xué)問題，學(xué)生通過學(xué)具等一定的物質(zhì)手段，在一定的實驗環(huán)境下進(jìn)行探究與研究，這就是數(shù)學(xué)實驗。在過去教學(xué)中進(jìn)行模型的演示、工具的度量、親手操作等也是數(shù)學(xué)實驗的重要形式。但傳統(tǒng)教學(xué)中的實驗更多是一種演示性實驗，往往操作者是教師，學(xué)生是旁觀者，或者每個小組內(nèi)操作能力較強(qiáng)的學(xué)生進(jìn)行操作，而其他學(xué)生只需要觀看，學(xué)生自主動手動腦的機(jī)會很少，嚴(yán)格來說，這并不是完全意義上的數(shù)學(xué)實驗。真正的數(shù)學(xué)實驗應(yīng)該是全體學(xué)生參與的以學(xué)生為主體的具有研究特點(diǎn)的學(xué)習(xí)方式。根據(jù)建構(gòu)主義理論，數(shù)學(xué)知識需要學(xué)生親自經(jīng)歷知識學(xué)習(xí)的過程，教師知識傳授方式并有利于學(xué)生知識的建構(gòu)。數(shù)學(xué)實驗體現(xiàn)了學(xué)生主體參與原則，這種教學(xué)模式逐漸被廣大教師所認(rèn)可。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中運(yùn)用實驗教學(xué)，可以將學(xué)生置身于具體的實驗情境當(dāng)中，學(xué)生親手操作進(jìn)行觀察實驗，在實驗中提出問題并親手驗證與解決問題，建構(gòu)數(shù)學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)創(chuàng)造力的形成。

二、數(shù)學(xué)實驗實施策略

數(shù)學(xué)實驗是根據(jù)小學(xué)生處于形象思維階段的特點(diǎn)而采用的適合于直觀體驗而設(shè)計的教學(xué)模式，數(shù)學(xué)實驗并不是數(shù)學(xué)實驗課。數(shù)學(xué)實驗課常常是以整個章節(jié)為主題，這種實驗難度很大，也較為復(fù)雜，學(xué)生需要獨(dú)立探究，學(xué)生完成過程中要接受不小的挑戰(zhàn)，如果實驗不順暢，就會挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與信心。因此可以將章節(jié)實驗的大主題分化成幾個小主題，即大主題的實驗分化為幾個小實驗來完成，成為實驗子課題。將學(xué)生的親手操作實驗與互動交流探究進(jìn)行間隔設(shè)置，可以促進(jìn)實驗有效順利地運(yùn)行。如，在學(xué)習(xí)“圓的認(rèn)識”時，教師可以運(yùn)用兩個實驗環(huán)節(jié)促進(jìn)學(xué)生對圓有一個完整的認(rèn)識。一是讓學(xué)生探究圓與三角形、正方形和多邊形的異同點(diǎn)，二是探究圓有哪些基本特征。以往學(xué)習(xí)方案的設(shè)計是從上至下的設(shè)計模式，是按照知識的層級結(jié)合由易到難的原則進(jìn)行設(shè)計，學(xué)習(xí)的過程也較為簡單。數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的設(shè)計正好與學(xué)習(xí)方案的設(shè)計相反，所采取的形式是自下至上的。如實驗之前要學(xué)生了解實驗的目的與任務(wù)，讓學(xué)生帶著問題與任務(wù)開展探究活動，學(xué)生在問題的驅(qū)動下進(jìn)行數(shù)學(xué)實驗活動，這樣學(xué)生就可以根據(jù)任務(wù)目標(biāo)明確地進(jìn)行實驗，避免脫離實驗主題。通常要經(jīng)過如下步驟：

（一）創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生實驗欲望

在數(shù)學(xué)教學(xué)中教師要認(rèn)識到問題才是激發(fā)學(xué)生參與探究活動的動力。學(xué)生在問題的引導(dǎo)下產(chǎn)生了認(rèn)知沖突，內(nèi)心就會產(chǎn)生用實驗來進(jìn)行親身驗證與發(fā)現(xiàn)的心理需求。如學(xué)習(xí)“圓的認(rèn)識”時，教師提問學(xué)生：“我們生活中有哪些圓形的物體？”學(xué)生紛紛舉手回答：月餅、汽車輪子等。教師接下來問：“為什么圓在生活中有如此廣泛的應(yīng)用？圓是不是有著某種特殊的地方呢？”教師提出的問題激發(fā)了學(xué)生的思考，學(xué)生也產(chǎn)生了好奇心，為之后探究圓的特征打好基礎(chǔ)。

（二）設(shè)計任務(wù)，把握實驗方向

在數(shù)學(xué)實驗中要先明確實驗的目的是什么，這是保障實驗不偏離主題的重要條件。實驗的目的與任務(wù)需要教師引導(dǎo)學(xué)生明確相關(guān)事宜。在任務(wù)的設(shè)計環(huán)節(jié)也要盡可能讓學(xué)生多參與其中，讓學(xué)生了解做實驗的原因，還要掌握做實驗的方法，明確為什么要這樣做實驗。如學(xué)習(xí)“圓的認(rèn)識”，學(xué)生交流生活中看到的圓，教師可以利用信息技術(shù)展示生活中的圓，讓學(xué)生認(rèn)識平面的圓并啟發(fā)學(xué)生思考：如何去研究一個新的平面圖形？學(xué)生可以調(diào)動以前學(xué)過的平面圖形的經(jīng)驗，在相互探討的基礎(chǔ)上，用畫一畫、摸一摸的方式，認(rèn)識圓與其他平面圖形的區(qū)別。數(shù)學(xué)實驗的目的是使靜態(tài)的數(shù)學(xué)變?yōu)閯討B(tài)的數(shù)學(xué)，使原本抽象的知識通過操作更加直觀，加深學(xué)生的認(rèn)知。但是抽象的知識總是以形象的方式展現(xiàn)，學(xué)生的抽象思維就很難得到發(fā)展。而數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)能力的提升特別需要抽象思維的介入，所以要注重數(shù)學(xué)實驗的時機(jī)，要給學(xué)生留下想象的時間與空間。能夠想象時一定要想象，該動手時一定要動手，這樣可以促進(jìn)形象思維與抽象思維的齊頭并進(jìn)。實驗是用操作的方式得到事物的表面現(xiàn)象，特別要激發(fā)學(xué)生在表面現(xiàn)象基礎(chǔ)上的想象與思考。

（三）了解學(xué)情，引導(dǎo)實驗順利開展

小學(xué)生的突出特點(diǎn)就是活潑好動，但是如果將這種無序的活潑好動融入實驗當(dāng)中就不可取了。如在進(jìn)行“三角形的內(nèi)角”和的教學(xué)實驗時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生課前先準(zhǔn)備好剪刀與紙質(zhì)的三角形。在具體課堂實驗環(huán)節(jié)讓學(xué)生展開探究。學(xué)生將三個角都用剪刀剪下來擺成平角，從而得出三角形內(nèi)角和等于180度的結(jié)論。如果在教學(xué)中不進(jìn)行安排與引導(dǎo)，學(xué)生實驗過程中必然摸不著頭腦，就會影響實驗效果。

（四）互動探究，提高實驗效果

互動探究可以讓學(xué)生的想法相互交融，以找出最佳解決問題的方式。在交流中學(xué)生可以明確表達(dá)自己的觀點(diǎn)，這樣可以進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的認(rèn)識。如在學(xué)習(xí)“三角形內(nèi)角和”時，有的學(xué)生在交流中展示自己是把三個角剪下來擺成平角而得出結(jié)論的，有的同學(xué)用量角器把三個角量得的度數(shù)相加得出結(jié)論，還有的學(xué)生把同樣的三個三角形中不同的角擺在一起而得出結(jié)論等。學(xué)生利用不同的方法達(dá)到同樣的目的，在交流中學(xué)生要可以相互借鑒，找出最簡單最準(zhǔn)確的方法，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的形成。

三、結(jié)語

在數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中要保障充足的實驗材料，盡量讓學(xué)生就地取材，運(yùn)用生活中的常用物品使實驗與生活緊密結(jié)合起來。起初學(xué)生對于數(shù)學(xué)實驗還有點(diǎn)不能適應(yīng)，隨著數(shù)學(xué)實驗的常態(tài)化，學(xué)生的實驗熱情逐漸高漲，也改變了傳統(tǒng)教學(xué)下機(jī)械記憶與演算的僵化局面，使學(xué)生由紙上談兵轉(zhuǎn)變?yōu)橛H自實踐，促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的提高。