讓數(shù)學實驗成為思維發(fā)展的源頭活水

孫曉晴

【摘要】數(shù)學實驗課，以一種新型的教學方式和學習方式悄然興起，它猶如一縷春風，為學生的數(shù)學學習打開了一扇窗。數(shù)學實驗是學生通過操作實踐活動，經(jīng)歷數(shù)學探索的過程，體驗數(shù)學的發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造，實現(xiàn)對數(shù)學知識的深度理解。本文以數(shù)學實驗課《怎樣滾得遠》為例，淺析數(shù)學實驗到底可以讓學生獲得什么。

【關鍵詞】數(shù)學實驗 實踐創(chuàng)新 思維發(fā)展

《義務教育數(shù)學課程標準（2011年版）》在基本理念中提出：課程內容……不僅包括數(shù)學的結果，也包括數(shù)學結果的形成過程和蘊含的數(shù)學思想方法。學生應當有足夠的時間和空間經(jīng)歷觀察、實驗、猜測、計算、推理、驗證等活動過程。對于小學生而言，數(shù)學知識是比較抽象的，在此階段，他們的思維發(fā)展正在由形象思維向抽象思維轉變，教學中不能還以傳統(tǒng)的說教方式灌輸知識，要在教學中尋找新的契機，適時培養(yǎng)學生的觀察能力、操作能力、思維能力、創(chuàng)新能力等能力，讓學生自主去接受、內化、運用數(shù)學知識。數(shù)學實驗猶如一縷春風，為學生的數(shù)學學習打開了一扇窗，它引導學生通過對學習材料的操作，經(jīng)歷數(shù)學探索的過程，體驗數(shù)學的發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造，實現(xiàn)對數(shù)學知識的深度理解。筆者以蘇教版數(shù)學教材“綜合與實踐”知識領域的《怎樣滾得遠》為例，淺析數(shù)學實驗到底可以讓學生學會什么。

一、學會提問

愛因斯坦曾經(jīng)說過：提出一個問題比解決一個問題更重要。確實如此，培養(yǎng)學生學會提問的能力，是一種非常重要的工作，也是學生個體認知發(fā)展的重要途徑，“會學”是重要方法之一。恰到好處的適時提問，不僅能夠激發(fā)學生的學習興趣和探究知識的欲望，而且能讓學生在課堂上保持飽滿的學習熱情，正確理解數(shù)學知識中的重點和難點，解決數(shù)學問題。例如，在《怎樣滾得遠》一課的教學中，我首先讓學生結合日常生活和生產中的具體事例，激活學生已有的知識和經(jīng)驗，體會利用斜坡運輸物體比較省力的特點，從而讓學生對斜坡產生好奇心和研究欲望。然后讓學生提出各自感興趣的問題，學生的猜想和問題非常多，并且都有一定的價值，在提問的過程中一步一步接近研究主題?！靶逼略焦饣?，物體滾得越遠”“跟物體的形狀有關系，球一定滾得最遠”“山坡上的石頭如果滾歪了，會有危險的”“斜坡越高，物體滾得越遠”同學們都闡述了自己的觀點。（這個時候學生對斜坡的認識還停留在直觀認知的層面，斜坡的角度大小，會說成是斜坡的高低，需要教師聯(lián)系實物或圖片幫助理解。）然后立刻就有學生表示質疑：斜坡越低，滾得越遠。自然引出這一實驗研究的主要問題“斜坡與地面成什么角度時，物體滾得遠一些”，既明確了下一環(huán)節(jié)實驗與研究的目的，又有效地激發(fā)學生進—步探究的愿望。

二、學會合作

合作學習是學生參與學習的過程；是體驗成功的過程；也是探索與發(fā)現(xiàn)知識形成的過程。有利于學生課堂自主性合作、探究，溝通和交流，學生的主動性、創(chuàng)造性也因此得以發(fā)揮。在數(shù)學實驗課上小組合作學習的方式運用非常普遍，根據(jù)合作要求進行分工，每個人都有自己的分工，只有組內成員共同協(xié)作才能保證合作效率?！对鯓訚L得遠》一課主要是引導學生利用不同角度的斜坡進行實驗，算出每次實驗的平均數(shù)，并通過比較發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。分組實驗時，四人為一小組，分工到人。一人負責搭斜坡，測量角度，一人滾動物體，一人測量滾動距離，另外一人負責記錄數(shù)據(jù)。當其中一人需要幫忙或遇到困難時，大家也不會計較是不是自己分內的事情，一起動手，共同想辦法解決，既各司其職，又相互協(xié)作，配合默契。雖然每一組完成實驗所用的時間不同，但都很好地完成任務。正是這種實實在在的合作，才培養(yǎng)了學生之間團結、協(xié)調、共贏的群體協(xié)作精神。

三、學會交流

交流學習作為一種課堂教學方式，可以充分地發(fā)揮學生的主體性作用，學生自由地表達自己的想法，和同學進行思想的碰撞，獲得更全面、更理性、更豐富地思考。在交流學習中，學生敢問、敢想、敢說、敢質疑的能力得到了有效的培養(yǎng)，他們的語言組織能力和口頭表達能力也得到了很大的提高。交流時可以針對某一個問題發(fā)表意見，各抒己見，對數(shù)據(jù)或現(xiàn)象進行冷靜地分析，拓展思維。《怎樣滾得遠》一課在實驗之前引導學生討論，怎樣才能更加方便地測量與調整斜坡與地面的夾角；怎樣把圓柱形的物體放在斜坡的頂部，讓其自動往下滾；測量滾動距離要注意什么；為什么要把實驗重復幾次，用算出的平均數(shù)來表示實驗結果……通過討論讓學生明確實驗方法和具體的注意事項，確保實驗過程的快速有效。實驗結束之后，先組織學生通過對本組的實驗數(shù)據(jù)進行對比和分析，獲得相關的研究結論。在此基礎上組織全班交流，讓各小組匯報本組的研究過程和結果，并匯總全班的實驗數(shù)據(jù)，說一說從中能發(fā)現(xiàn)什么。這樣的交流可以引發(fā)學生進行深度的分析和思考，便于總結實驗結論。最后還引導學生對整個實驗過程進行反思交流，體會研究問題的方法，感受用實驗的方法解決問題的科學性和合理性，體驗學習的成功。

四、學會實踐

我國著名心理學家林崇德教授曾指出：兒童掌握數(shù)學概念和運算過程。是從直觀感知過渡到表象，再過渡到抽象的過程。實現(xiàn)這一過渡，表象是關鍵。因此，實驗教學在教學中的加強，亦是構建這種表象的重要手段。實踐告訴我們，尤其在教學中，學生通過看得見、摸得著的實驗過程，能夠通過自己的感觸形成清晰的知識表象，再結合課堂上學生之間、師生之間的交流討論，使學生的思維從而有了一個質的飛躍。例如，在《怎樣滾得遠》實驗教學中，從學生實驗材料的準備，到實驗注意事項的討論，再到實驗過程的體驗，最后分析數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)結論，每一個學生都全程參與，親自動手，手腦并用，動思結合，增強學生動手“做”數(shù)學的能力，幫助學生積累數(shù)學的基本活動經(jīng)驗，培養(yǎng)實踐技能。教學中，借助這樣的實驗手段，讓學生把本來抽象的數(shù)學定律用實驗直觀、形象的表示出來，有效突破了課堂教學中的重點和難點，而且還滿足了學生的內心世界，讓他們感受到自己就是知識的發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者，學生的實踐能力也不斷得到提高。

五、學會創(chuàng)新

眾所周知“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂?！毙W生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，離不開教學中教師正確的引導。實驗教學的有效利用，可以給學生提供更多實踐的機會、更廣闊的思維空間，教學中，要引導學生把實驗操作與思維并舉，靈活運用所學的知識解決問題，讓實驗操作能夠真正培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。例如，教學《怎樣滾得遠》一課時，學生在實驗過程中就發(fā)現(xiàn)了很多有創(chuàng)意的做法：有的小組準備了一副大的三角尺，便于調整坡度；有的小組為了讓斜坡更穩(wěn)，搬來了作業(yè)本，調節(jié)高度；有的小組沒有卷尺，就用“步長”來測量物體滾動的距離；在計算平均數(shù)據(jù)時不能整除，想到用四舍五入的方法求近似數(shù)（四舍五入的方法在四年級上冊還沒有學習）；在自主選擇一個角度進行實驗時，很多小組都很有創(chuàng)意地選擇了90°的“斜坡”……這些精彩的瞬間無不閃動著學生創(chuàng)意的火花，無不體現(xiàn)著學生智慧的光芒。

在數(shù)學實驗過程中，學生在玩中學，在學中玩，學生學習數(shù)學的興趣被充分地調動起來，在自主學習探究中深刻理解了所學的知識，讓潛能得到充分的挖掘和發(fā)揮，有效促使學生潛能發(fā)展，培養(yǎng)了各種思維能力，學生們收獲頗豐。

數(shù)學實驗課，正以一種新型的教學方式和學習方式悄然興起，因其內容新穎，教法靈活，學生參與度高而深受學生的喜愛。那么數(shù)學實驗課應該怎么上、怎樣設計實驗、怎樣引導學生操作與思考……這些都值得我們數(shù)學教師進一步研究與實踐，讓我們一起繼續(xù)努力探索吧，讓實驗教學真正成為學生思維的源頭活水！