開展數(shù)學(xué)實驗的兩種途徑

周若穎

小學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)，就是理論與實際操作相結(jié)合的教學(xué)，其中以實際操作為主，理論知識為輔，將二者有機(jī)地結(jié)合在一起。學(xué)生在實驗的過程中不僅對數(shù)學(xué)知識概念的理解更加深刻，并且還能提高他們的實際操作能力?，F(xiàn)今的數(shù)學(xué)教學(xué)不僅要教授學(xué)生們一些基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)知識概念，還需要培養(yǎng)他們各方面的能力，實現(xiàn)素質(zhì)教育的目標(biāo)。

一、注重課內(nèi)實驗教學(xué)

小學(xué)學(xué)習(xí)過程中，有許多知識的學(xué)習(xí)都是通過實驗來展開的，這些實驗都是前人經(jīng)過多次實驗和證明才獲得的結(jié)論。在開展實驗性教學(xué)的時候，教師應(yīng)該在這些實驗基礎(chǔ)上，聯(lián)系自己的一些經(jīng)驗，將其轉(zhuǎn)化為適應(yīng)現(xiàn)代化小學(xué)教學(xué)課堂需求的實驗類型，讓學(xué)生們在感受和實際操作中完成數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)。

1.讓學(xué)生動手操作

一個實驗的完成不僅可以通過教師演示的方式完成，也可以在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生們自己去完成。有些時候教師的演示根本就不能達(dá)到實驗教學(xué)的目的，那就是讓學(xué)生們完全理解數(shù)學(xué)知識概念，而讓他們自己親自去操作實驗則不同，在這個過程中他們或許會遇到一些問題，但是卻會對數(shù)學(xué)知識概念理解得更加清晰，在實驗中手、眼、腦相結(jié)合，實現(xiàn)共同發(fā)展。

例如，北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)四年級上冊《滴水實驗》，學(xué)習(xí)這一課知識主要是通過實驗，利用數(shù)學(xué)知識把抽象、理性的認(rèn)知變成感性、直觀的感受，使學(xué)生深切認(rèn)識到浪費水的可怕，從而提高節(jié)約用水的意識。首先教師可以在課前就給學(xué)生們布置一些任務(wù)，收集與水資源相關(guān)的一些資料信息，在上課的時候讓學(xué)生們先談一下自己的感受。教師出示一張圖片，組織學(xué)生提出相關(guān)問題，比如“如果大家沒有擰緊水龍頭那么每年會浪費多少水”等，然后設(shè)計滴水實驗的相關(guān)方案。

學(xué)生分小組進(jìn)行討論，然后設(shè)計具體的實驗程序。教師引導(dǎo)學(xué)生明確實驗的目的、工具以及方法步驟。比如可以用盛滿水的紙杯扎個小孔來代替水龍頭或直接打開水龍頭來計算一分鐘漏掉的水量，再進(jìn)行推算。10滴水大約是1毫升，一個沒有擰緊的水龍頭如果每分鐘漏30滴水，那么就可以推測計算出水龍頭沒有擰緊一年會浪費多少水。在得出的結(jié)論之后，學(xué)生們簡單地匯報一下自己小組的實驗過程，以及所得出的數(shù)據(jù)和結(jié)論。

這樣的實驗，學(xué)生自己動手，有利于主動地進(jìn)行觀察、實驗、猜測、驗證、推理與交流等，是一個生動活潑、主動、富有個性的過程。在教學(xué)內(nèi)容上，把握引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題——提出問題——分析問題——解決問題這條主線，讓學(xué)生通過課前收集的資料了解水資源的短缺狀況，發(fā)現(xiàn)生活中浪費水的情況，進(jìn)而提出一個浪費水的問題，從而分析問題、設(shè)計實驗方案，通過對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行推算解決問題。

2.實驗方式的合理選擇

實驗教學(xué)形式非常多樣，有的是以教師為主體的，有的則是以學(xué)生自己為主體的，有的是大家共同完成的實驗，所以實驗形式的選擇非常多樣化。教師在這個過程中必須要結(jié)合課文知識內(nèi)容選擇正確的實驗形式，達(dá)到小學(xué)數(shù)學(xué)實驗性教學(xué)的最終目的。

以北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)五年級下冊《體積單位》這一課為例，一般在實驗中都是以教師作為主體，但這個實驗卻是讓學(xué)生自己操作，與其他的數(shù)據(jù)結(jié)合在一起共同得出結(jié)論。首先，教師在課前需要讓學(xué)生準(zhǔn)備好教具，在課堂上自主完成實驗。學(xué)生先測算一下骰子的體積，認(rèn)識一立方厘米，然后用3根一米長的木條做成一個互相成直角的架子，放在墻角，讓學(xué)生們認(rèn)識到一立方分米有多大，對比一立方厘米與一立方分米的大小的差異，形成一個基本的概念。然后讓學(xué)生測量一下自己身邊物體的體積，用合適的單位表示，讓學(xué)生將這些數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計的表格中，根據(jù)這些數(shù)據(jù)一起進(jìn)行分析，教師再選幾個數(shù)據(jù)讓學(xué)生們說說思考的方法與過程，并且說說單位可以怎么進(jìn)行換算，最后進(jìn)行總結(jié)，完成實驗。

通過實驗，首先學(xué)生知道了什么是體積，什么是容積，它們之間有什么樣的關(guān)系以及怎么進(jìn)行換算，然后再將數(shù)據(jù)整合到一起，最后得出結(jié)論，這一結(jié)論就是課文中直接敘述的公式或者是概念。在數(shù)學(xué)知識學(xué)習(xí)中，概念和公式一般都是抽象的，通過實驗可以將其具體化，后期也可以展開討論及公式推導(dǎo)，提高實驗數(shù)據(jù)與結(jié)論的準(zhǔn)確性。

二、加強(qiáng)課外實驗教學(xué)

數(shù)學(xué)實驗中，學(xué)生們首先要做的就是針對數(shù)學(xué)問題設(shè)計相關(guān)的實驗方案，然后再驗證實驗的猜測，解決數(shù)學(xué)問題。還可以觀察實驗現(xiàn)象，總結(jié)數(shù)學(xué)規(guī)律，探索新的知識。這些都是數(shù)學(xué)實驗中需要做到的。課外實驗也屬于實驗性教學(xué)的一種，主要是教師帶著學(xué)生們?nèi)フn外進(jìn)行實驗，完成設(shè)置的目標(biāo)任務(wù)，得出最后的結(jié)論，發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，學(xué)習(xí)掌握知識內(nèi)容。在課外進(jìn)行實驗非常容易引起學(xué)生的興趣，讓他們?nèi)繀⑴c到實驗中來。

1.提出問題

在課外實驗的時候，可以首先提出問題，讓學(xué)生們產(chǎn)生疑惑，然后再在實驗的過程中解答疑惑，這是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中經(jīng)常會使用的一種方式——設(shè)置疑問。在強(qiáng)烈的好奇心的驅(qū)動下，學(xué)生們就會想方設(shè)法去解答疑問。

例如，在北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)《圓的周長》這課中，教師就可以首先設(shè)置疑問：“圓的周長怎樣計算？圓的周長與直徑有什么樣的關(guān)系？圓周率是什么？”帶著這些問題，教師帶領(lǐng)學(xué)生們到圓形花壇邊，將學(xué)生們分為幾個小組，開始測量花壇的周長。在測量的過程中探索圓的周長計算方式、圓的直徑與周長的關(guān)系、圓周率是什么以及有什么作用。這屬于具體的課外實驗，教師需要合理地引導(dǎo)學(xué)生們進(jìn)行實驗，要把握好度。這個課外實驗中讓學(xué)生對圓的周長計算公式理解更加深刻，在后期也知道如何將所學(xué)的知識應(yīng)用到實際中。

2.積累經(jīng)驗

在學(xué)習(xí)的過程中可以通過類比實驗的方式學(xué)習(xí)一些非常相似的概念知識，這就需要學(xué)生們運用以往熟悉的實驗場景設(shè)計實驗，而熟悉場景的過程就是一個積累實驗經(jīng)驗的過程。讓學(xué)生們了解到這樣的方式不僅可以適用于一個概念的學(xué)習(xí)理解，還適用于其他概念知識的學(xué)習(xí)。學(xué)生們可以在實驗中積累經(jīng)驗，提高自身的動手操作能力。

以北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)五年級下冊《長方體的體積和容積》這一課為例，在上一個實驗過程中已經(jīng)讓學(xué)生認(rèn)識理解了長方體體積的概念內(nèi)容，而長方體的體積與容積在概念上具有一定的差異性，但是也具有很大的關(guān)聯(lián)性。首先將學(xué)生分成幾個小組，每一個小組都準(zhǔn)備一個長方體的盒子和一些細(xì)沙，實驗的時候?qū)⑦@些細(xì)沙填充到長方體的盒子當(dāng)中，小組合作測量出長方體盒子的長、寬和高，然后通過長寬高將這個長方體盒子的體積計算出來。細(xì)沙的體積與長方體盒子的體積相等，最后得出這個長方體盒所容納細(xì)沙的體積，就是長方體盒的容積。學(xué)生因此建立了容積的概念，對容積的概念理解也比較深刻，而不是只知其一不知其二。這是在上一個實驗經(jīng)驗下的延伸性實驗，這個實驗不僅可以用于長方體體積和容積知識概念的學(xué)習(xí)，也可以運用于正方體體積和容積知識內(nèi)容的學(xué)習(xí)當(dāng)中，學(xué)生可以逐漸積累實驗經(jīng)驗，解決數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中遇到的問題。

總之，開展數(shù)學(xué)實驗，能夠促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的有效發(fā)展，有效地提高學(xué)生的實踐能力，我們需要想方設(shè)法、持之以恒地去開發(fā)和實踐。