融入數(shù)學(xué)實驗　發(fā)展核心素養(yǎng)

摘 要 從小學(xué)數(shù)學(xué)實驗“種子的發(fā)芽率”說起，論述融入數(shù)學(xué)實驗、發(fā)展核心素養(yǎng)的方法，以期為小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞 小學(xué)數(shù)學(xué);數(shù)學(xué)實驗;核心素養(yǎng);種子的發(fā)芽率

中圖分類號：G623.5? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）15-0109-03

1 前言

核心素養(yǎng)是學(xué)生學(xué)科學(xué)習(xí)的必備品格和關(guān)鍵能力，學(xué)生只有具備學(xué)科核心素養(yǎng)，才能獲得更好的終身學(xué)習(xí)發(fā)展。而數(shù)學(xué)實驗在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，有利于幫助學(xué)生建構(gòu)知識，對發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)大有裨益。因此，在大力提倡培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的時代背景下，教師應(yīng)積極探索小學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)。

2 數(shù)學(xué)實驗與核心素養(yǎng)之間的關(guān)系

關(guān)于數(shù)學(xué)實驗可從兩個方面做出解釋：一是數(shù)學(xué)研究領(lǐng)域的實驗，多是運用信息技術(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)實驗研究;二是教學(xué)領(lǐng)域的實驗，是采用自然實驗科學(xué)方法，以探究某一數(shù)學(xué)知識為目的，并借助相關(guān)實驗器材操作，幫助學(xué)生更好地構(gòu)建知識、理解知識。本課題研究中所指的數(shù)學(xué)實驗為后者。

而核心素養(yǎng)是2014年教育部頒布的《關(guān)于全面深化課程改革 落實立德樹人根本任務(wù)的意見》中對現(xiàn)代教育所提出的要求，強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)科學(xué)習(xí)的必備品格與關(guān)鍵能力，是推動學(xué)生長遠(yuǎn)學(xué)習(xí)發(fā)展的重要保障[1]。

實驗教學(xué)與核心素養(yǎng)兩者之間是存在內(nèi)在關(guān)聯(lián)的，因為數(shù)學(xué)實驗是“思”與“做”相互作用的過程，天然存在核心素養(yǎng)所最為關(guān)注的兩點要素，即必備品格與關(guān)鍵能力。從數(shù)學(xué)概念的角度去理解核心素養(yǎng)，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)實驗中蘊藏著豐富的空間觀念、模型思想、應(yīng)用意識及創(chuàng)新意識，這也是數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的關(guān)鍵所在。由此看出，實驗教學(xué)與核心素養(yǎng)之間是存在內(nèi)在關(guān)聯(lián)的，在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)實驗，有助于學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

“種子的發(fā)芽率”是小學(xué)數(shù)學(xué)“百分?jǐn)?shù)”這節(jié)課中“探究與實踐”環(huán)節(jié)提出的實驗，具體如圖1所示。由于其屬于非知識傳授范圍，加之實驗耗時較長，以往易被教師所忽略。而在核心素養(yǎng)教學(xué)背景下，實驗教學(xué)成為發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的重要手段，因此，“種子的發(fā)芽率”這一實驗也受到關(guān)注和重視。下面筆者將從“種子的發(fā)芽率”說起，對發(fā)展核心素養(yǎng)的小學(xué)數(shù)學(xué)實驗融入提出相關(guān)建議。

3 發(fā)展核心素養(yǎng)的小學(xué)數(shù)學(xué)實驗：從“種子的發(fā)芽率”說起

在自主開放中生成實驗活動? 在“種子的發(fā)芽率”這節(jié)小學(xué)數(shù)學(xué)實驗課程中，考慮到實驗耗時較長的問題，筆者選擇采用課外實驗的方式開展實驗活動。相對于常見的課內(nèi)數(shù)學(xué)實驗，課外實驗對學(xué)生束縛較少，學(xué)生更能體驗到新鮮和刺激。同時由于缺少教師的組織和干預(yù)，學(xué)生的自主性可以得到更好的發(fā)揮，而這無疑是有助于學(xué)生主體知識構(gòu)建的，可促使學(xué)生的核心素養(yǎng)得到更好的發(fā)展。

但在實驗開展前，將具體的活動任務(wù)要求詳細(xì)地講給學(xué)生還是十分必要的。如在執(zhí)教過程中，筆者就為學(xué)生布置了這樣幾項任務(wù)：

1）實驗在課后家中自主完成，可由家長幫忙提供相應(yīng)的實驗材料;

2）建議使用兩種種子做實驗，以此做出對比，猜測哪類種子發(fā)芽率更高，并在實驗結(jié)束后驗證猜想結(jié)論;

3）學(xué)生自主設(shè)計表格，記錄相關(guān)實驗數(shù)據(jù)，并將得出成果制作成PPT，在班級中進(jìn)行展示;

4）若是實驗過程中出現(xiàn)困難，不要“硬挺”，可從網(wǎng)絡(luò)中搜集答案或向同學(xué)、父母、教師求助。

在實驗任務(wù)要求布置結(jié)束后，教師就可以讓學(xué)生自主開展實驗，在開放的實驗環(huán)境下推動學(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展。

在互動分享中綻放精彩對話? 在“種子的發(fā)芽率”這一數(shù)學(xué)實驗教學(xué)活動中，實驗開展兩周后，大多數(shù)學(xué)生的種子已經(jīng)發(fā)芽，并記錄了一些實驗結(jié)果。此時教師就可以統(tǒng)一組織時間，讓學(xué)生對實驗過程及實驗結(jié)果進(jìn)行交流匯報，從而在互動分享中綻放精彩對話，在思維碰撞中發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。在本次實驗過程中，學(xué)生展示多種多樣的活動，下面筆者對此做出詳細(xì)介紹。

形式一：白描日記，真切體驗生命成長。即通過日記撰寫的方式，以時間作為分界線，將種子發(fā)芽的成長過程記錄下來。如下為筆者執(zhí)教班級某學(xué)生撰寫的白描日記PPT展示內(nèi)容：

2019年11月10日? 我選取了40顆黃豆種子作為實驗材料，將其分為A組和B組，每組各20粒，分別裝入不同的盆中等待發(fā)芽。我內(nèi)心非常地期待。

2019年11月12日? 今天放學(xué)回家后，我迫不及待地查看放在盆中的黃豆種子，令人驚訝的是，兩組黃豆種子都已經(jīng)發(fā)芽，這讓我感到非常的驚喜。

2019年11月24日? 這是本次實驗活動的最后一天，我選取的實驗種子，該發(fā)芽的都已經(jīng)發(fā)芽完畢，其中A組發(fā)芽黃豆15粒，發(fā)芽率為75.00%;B組發(fā)芽黃豆18粒，發(fā)芽率為90.00%，B組勝出。

在學(xué)生白描日記展示結(jié)束后，教師可以引導(dǎo)班級中的學(xué)生對此做出交流，如：“你覺得這名同學(xué)的實驗過程中有哪些值得大家學(xué)習(xí)的品質(zhì)？”而在學(xué)生交流結(jié)束后，教師還可以對此做出點評，如：“你的實驗記錄得非常認(rèn)真，可以看出你非常重視本次實驗，若是能將不同時間種子發(fā)芽的照片拍攝下來就更好了?！蓖ㄟ^這樣真實客觀的點評，可更好地激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)實驗學(xué)習(xí)信心，促使學(xué)生的實驗?zāi)芰秃诵乃仞B(yǎng)得到更好發(fā)展[2]。

形式二：擬人記敘，展現(xiàn)生命律動。在筆者執(zhí)教的班級中，還有一名學(xué)生文筆功力非常好，他對于實驗過程采用了擬人記敘的方式，將種子發(fā)芽的生命律動過程淋漓盡致地描繪出來：

第1天“種子入水”，我將一群等待被喚醒的黃豆種子放在水池之中。

第2天“紋絲未動”，這群酣睡不醒的黃豆寶寶到底要何時醒來？

第3天“見證奇跡”，已經(jīng)有13粒黃豆寶寶從睡夢中蘇醒！

第4天“半夢半醒”，外面雖然天寒地凍，但是又有兩粒黃豆寶寶從睡夢中醒來。

第5天“爭先恐后”，外面的世界很精彩，又有一粒黃豆寶寶醒來！

第6天“脫去外殼”，黃豆寶寶們都爭著要長大、褪去原有的外衣，一共有18粒黃豆寶寶發(fā)芽了！

對于該學(xué)生這樣的實驗記錄展示，筆者給出這樣的評價：“你如此生動地描述，讓老師好像親眼看見了種子發(fā)芽的過程。你的文字就像是一首優(yōu)美的詩歌，在這樣的數(shù)學(xué)實驗中，老師看到了語文、數(shù)學(xué)、科學(xué)的完美結(jié)合，為你感到驕傲?！?/p>

形式三：表格記錄，數(shù)字直觀顯示分析。在班級之中還有一些學(xué)生選擇直接通過圖表記錄展示的方式，將實驗過程呈現(xiàn)出來。這種實驗方式顯然是十分理性客觀的，具體如表1所示。在該名學(xué)生展示后，筆者引導(dǎo)班級之中的學(xué)生進(jìn)行分享交流。對此有學(xué)生表示，該名同學(xué)設(shè)計的表格非常清晰，顯示出了每天種子發(fā)芽的百分率，非常方便直觀。而對此筆者也給出評價：該同學(xué)在進(jìn)行實驗設(shè)計時，嚴(yán)格按照老師的要求，先猜想，再去驗證，通過表格可以清晰地看出每天發(fā)芽的種子數(shù)和對應(yīng)的發(fā)芽率，非常具有參考借鑒意義。

形式四：借助圖示，科學(xué)展現(xiàn)實驗結(jié)果。在筆者執(zhí)教的班級中，還有學(xué)生將自己得到的數(shù)據(jù)結(jié)果通過Excel軟件進(jìn)行整理，并繪制成折線統(tǒng)計圖。在學(xué)生之間的交流過程中，有學(xué)生表示該名同學(xué)設(shè)計的折線統(tǒng)計圖能清楚地看見每天種子的發(fā)芽數(shù)量和變化趨勢，這樣就可以清晰了解黃豆種子和綠豆種子的發(fā)芽速度，使數(shù)學(xué)實驗更具科學(xué)性。具體如圖2所示。

類似于這樣的展示形式還有很多，由于文章篇幅限制，筆者不能一一展示。但通過上述幾種類型的實驗過程展示，足以證明本次數(shù)學(xué)實驗研究是非常成功的，多數(shù)學(xué)生全身心地參與到數(shù)學(xué)實驗探究中，在這個過程中不僅對“百分率”有了更深刻的認(rèn)識與了解，而且數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)也得到更好的發(fā)展。

在綜合融通中發(fā)展核心素養(yǎng)? 在小學(xué)階段的數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中，“種子的發(fā)芽率”是歷時較長的一個數(shù)學(xué)實驗，需要經(jīng)歷課前準(zhǔn)備、實驗驗證、結(jié)果反饋三個過程。同時，實驗從課內(nèi)到課外，學(xué)生親身參與全部實驗過程，并實現(xiàn)多學(xué)科知識之間的融合，在融會貫通的過程中可以有效促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。筆者從以下幾個方面做出闡述。

1）主動分享差異資源。通過上文介紹可以知道，在“種子的發(fā)芽率”這節(jié)數(shù)學(xué)實驗課程中，不同的學(xué)生采用的實驗記錄方式有所不同。在分享匯報展示課程中，學(xué)生結(jié)合自身的實驗情況進(jìn)行展示分享，在這個過程中，學(xué)生的智慧火花實現(xiàn)了碰撞。雖然實驗有成功、有失敗，但是學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力素養(yǎng)得到發(fā)展。

2）主動提升研究能力。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，數(shù)學(xué)實驗為學(xué)生提供了親手實踐的機(jī)會。如在“種子的發(fā)芽率”這節(jié)實驗課程中，學(xué)生可以自主設(shè)計實驗方案，自主選擇種子材料，并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄、照片拍攝、課件制作、表格整理等。學(xué)生有了更多學(xué)習(xí)自主權(quán)，在“做”的過程中獲得更多數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)經(jīng)驗，這對于他們而言無疑是一種成長的蛻變，是核心素養(yǎng)得到發(fā)展的一種體現(xiàn)。

3）主動進(jìn)行學(xué)科整合。在本次數(shù)學(xué)實驗教學(xué)開展過程中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生可以主動地進(jìn)行不同學(xué)科知識的整合，如有的學(xué)生運用詩情畫意的語言對實驗過程進(jìn)行記錄，有的學(xué)生嘗試從網(wǎng)絡(luò)中搜尋一些可促進(jìn)種子發(fā)芽的科學(xué)妙招……在數(shù)學(xué)實驗過程中，語文、數(shù)學(xué)、科學(xué)有效地整合在一起，這種綜合素質(zhì)的發(fā)展無疑也是學(xué)生核心素養(yǎng)得到培養(yǎng)的一種體現(xiàn)。

4 總結(jié)

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，實驗是不可或缺的環(huán)節(jié)，教師應(yīng)不斷對實驗課程體系進(jìn)行深化研究，積極引領(lǐng)學(xué)生開展數(shù)學(xué)實驗，使學(xué)生的核心素養(yǎng)得到良好發(fā)展，推動學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)之路走得更加長遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]管愛民.精心設(shè)計數(shù)學(xué)實驗，培養(yǎng)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)：以小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)為例[J].數(shù)學(xué)教學(xué)通訊，2018（7）：41-42.

[2]陳美華.融入數(shù)學(xué)實驗 發(fā)展核心素養(yǎng)：從數(shù)學(xué)實驗“種子的發(fā)芽率”說起[J].小學(xué)數(shù)學(xué)教育，2017（20）：35-37

作者：張瑜，淄博市周村區(qū)南郊鎮(zhèn)李家小學(xué)（255318）。