小學高年段數學實驗教學的問題與對策探究

陳茜

【摘? 要】在新課改背景下，數學實驗在課堂教學中受到了廣泛重視，數學實驗不僅能夠有效激發(fā)學生的興趣，還能促進他們操作能力、探究能力等多方面的發(fā)展，是一種高效化的教學方式。然而，數學實驗教學在實施過程中也出現了一些問題，導致課堂教學效果不夠理想，影響了學生對數學知識的理解和應用。本文簡要分析了小學高年段數學實驗教學中的問題，并從實驗目標與內容、實驗器材準備、實驗過程指導以及實驗效果評估四個方面出發(fā)，提出了一些教學策略，以期提升數學實驗教學的質量，促進學生數學素養(yǎng)的發(fā)展。

【關鍵詞】小學;高年段;數學;實驗教學

近年來，數學實驗在小學課堂中得到了快速的推廣應用，豐富了數學教學的手段，讓小學生感受到了學習數學知識的樂趣，但當前數學實驗教學仍處于探索階段，在教學實踐中存在一些有待改進的問題。數學實驗是“做中學”理念與數學課堂結合的有效舉措，主要目標是引導學生在動手操作實驗的過程中透徹地理解數學知識，讓學生的手、眼、腦、心等感官協(xié)調運作，產生豐富多元的數學學習體驗。小學高年段的數學知識具有較強的抽象性，教師要善于運用數學實驗，讓學生走進實驗情境，在操作的過程中掌握數學知識，打造生動高效的數學課堂。

一、小學高年段數學實驗教學問題分析

（一）數學實驗目標與內容不合理

數學實驗是一個較為新穎的課題，教師在教學設計和組織數學實驗活動中缺乏經驗，相關的理論研究和教學案例也比較少，這就導致教師在開展數學實驗教學時缺乏成熟的模式作為參考，只能憑借自己的教學經驗，在課堂實踐中不斷摸索。從小學高年段數學教材來看，并不是所有的知識都適用于實驗教學，但在教學實踐中，很多教師沒有對每課數學知識的特點進行深入分析，數學實驗教學的目標和內容不夠合理，反而不利于學生對數學知識的理解。比如，在教學路程與速度的知識點時，教師采取畫線段圖或者多媒體動畫演示的方式，就可以幫助學生輕松地理解，但如果采取數學實驗活動的方式，運用尺子、文具盒等物品進行操作，反而會浪費課堂時間。數學實驗在課堂應用中既有獨特的優(yōu)勢，也有一定的局限性，如何正確地選擇實驗目標與內容，是教師需要思考的重要問題。

（二）數學實驗材料與工具不充分

相比理論講授的教學方式，數學實驗對工具和材料有更高的要求，教師需要對實驗中用到的物品種類和數量作出較為精確的預測，并提前準備好這些物品。但在數學課堂教學中，經常會出現材料、工具不充分的問題，導致數學實驗難以高效順利地開展。比如，在探究圓錐與圓柱的體積關系時，教師需要讓學生動手制作兩種幾何模型，然后用倒沙子的方式探究體積關系，但由于教師準備的沙子不夠，部分小組難以進行操作，只能等待其他小組操作完成，延誤了實驗教學的時間，或者觀察其他小組的實驗過程，對學生的課堂學習體驗造成了負面的影響。同時，有的教師為了便捷省事，只準備一份實驗器材，在課堂上由自己或幾名學生進行操作，大部分學生只能觀察實驗過程，而無法參與到操作過程中，也很難達到理想的實驗教學效果。

（三）學生的數學實驗能力較薄弱

數學實驗能力指的不僅是學生操作動手的能力，還包括問題分析能力、方案設計能力以及結論總結能力等，對小學生的綜合素質有較高的要求。小學高年段的學生已經積累了一些數學知識和學習經驗，但數學實驗能力普遍較薄弱，很多學生養(yǎng)成了被動聽講的學習方式，習慣于跟著教師的思路和要求走，面對開放性、探究性較強的數學實驗，往往會感到手足無措，不知道怎樣操作。面對這種情況，教師大多會幫助學生制訂實驗方案，要求學生按照方案內容依次進行操作，這樣學生在數學實驗中缺乏自主思考和探究的過程，本質上仍是一種“灌輸式”學習，難以真正促進學生實驗能力的發(fā)展。

二、小學高年段數學實驗教學的改進對策

（一）明確數學實驗目標，合理選擇探究內容

數學實驗是落實“做數學”教育理念的重要途徑，為了確保數學實驗的效果，讓學生能夠通過數學實驗高效地掌握教材中的知識，教師首先要確定好數學實驗活動的教學目標，明確實驗教學的方向，實現數學實驗目標與教學目標的統(tǒng)一，把實驗活動建立在課程的核心知識點上。數學實驗的目標是多樣化的，如幫助學生理解數學概念，感受數學思想方法在現實生活中的應用，或者驗證某種數學定理或結論等。教師需要深入分析課程的教材內容，找出其中的重難點知識，圍繞這些知識點設計數學實驗活動，同時要將數學實驗的難度控制在合理的范圍內，易于學生理解和操作，并且具有明顯的實驗現象與可重復性。通過內容與目標上的合理設計，為課堂數學實驗活動的開展奠定堅實的基礎。

例如，在教學“折線統(tǒng)計圖”的時候，教師可結合教材內容，組織學生開展“蒜葉的生長”數學實驗活動，讓學生以小組合作的方式進行，準備兩個裝土的盆和一個裝水的盆，分別種下蒜瓣，并將裝著土壤的兩個花盆分別放在陽光下和房間中，然后連續(xù)一個星期記錄蒜瓣根須的生長情況，并以折線統(tǒng)計圖的方式記錄下來。在本次數學實驗過程中，教師可設立以下學習目標：（1）讓學生通過統(tǒng)計實驗，了解蒜葉根須的生成情況，明白蒜葉在不同環(huán)境下的生長特點，學會用折線統(tǒng)計圖記錄和呈現數據，并通過觀察統(tǒng)計圖獲得簡單的結論;（2）讓學生在蒜瓣發(fā)芽實驗活動中，體會通過實驗研究問題的過程與方法，感受數據統(tǒng)計知識在生活中的作用，積累數學學習經驗，增強數據分析觀念;（3）使學生了解數學知識在日常生活中的價值，提高學習數學的興趣，體會實驗探究的過程和意義，在認真觀察、測量和記錄的過程中，養(yǎng)成嚴謹求實的科學態(tài)度。如果教師沒有說明實驗學習目標，那么這場實驗就會變成重復的觀察與記錄，難以激發(fā)學生的思考。因此，本次實驗使學生清晰地認識到數學實驗活動的方向，有目的、有計劃地自主開展數學實驗，不僅要認真仔細地完成每一項實驗操作，更要用心感受實驗中的數學思想方法，實現數學綜合素養(yǎng)的發(fā)展。

（二）準備數學實驗器材，滿足動手操作需求

在開展小學數學實驗教學前，教師要對實驗中所用的儀器、材料進行詳細的梳理，并根據班級中的人數確定實驗器材的數量，提前做好充分的準備，以確保每一名學生都有參與實驗操作的機會。目前來看，小學通常沒有專門的數學實驗室，所以就更需要教師搜集和準備相關的實驗器材。數學教師要轉變“等靠要”的思想，要充分利用現有的教學工具和儀器，提升其利用率;數學教師還應帶領學生利用各種生活物品開展數學實驗，這樣不僅能豐富數學實驗的器材資源，還具有取材便利、趣味性強等優(yōu)勢，能夠激發(fā)學生在生活中開展數學實驗的意識，更好地滿足學生的實驗操作需求。

例如，在數學實驗活動“球的反彈高度”的教學中，教材中以籃球、足球、排球作為實驗道具，但在實際操作中可能會遇到教室空間狹小、測量記錄困難、實驗道具不足等問題。對此，教師可以讓學生利用乒乓球開展實驗，3～5名學生為一組，小組成員分別負責拋球、標記、測量、記錄等任務。為了更加清晰準確地記錄乒乓球反彈的高度，教師可讓每個小組帶一部手機到學校，先用相機把實驗過程拍攝下來，然后引導學生把乒乓球的多次反彈高度用表格的方式整理呈現出來，并計算出每次反彈高度是下落高度的幾分之幾。

又如，在教學“表面涂色的正方體”實驗活動時，本實驗對學生的空間想象能力提出了較高的要求。教師可提前發(fā)布任務，讓學生從生活中尋找一些正方體的紙盒，拿到課堂上來，在紙盒的每一面都畫上兩條橫線和豎線，將其平均分成九個小正方形，并在外面涂上顏色，然后讓學生沿線剪開紙盒，觀察和統(tǒng)計有顏色的面。在這一實驗的基礎上，教師可進一步引導學生聯想將大正方體每條棱平均分成4份、5份的情況，填寫教材中的表格，并觀察各組數據存在的規(guī)律。數學知識本就與生活息息相關，教師要善于開發(fā)生活中的數學學習資源，鼓勵學生利用生活中的物品開展實驗活動，設計出生活化、趣味化、有創(chuàng)意的數學實驗活動，讓學生在參與實驗的過程中理解數學知識。

（三）注重實驗過程指導，有序推動實驗進程

在小學數學實驗活動中，實驗操作過程是主體部分，對最終的實驗教學效果有關鍵性的影響，也是促進學生數學能力發(fā)展的重要保障。小學生的知識與能力基礎較弱，自主開展數學實驗的能力有所不足，因此，部分教師對數學實驗的過程做出了嚴格的把控，讓學生完全按照自己的指令來完成實驗，導致數學實驗的探究性和趣味性大幅降低，學生的參與熱情也受到了影響。教師要成為學生實驗操作的觀察者和引導者，認真巡視班級中學生的實驗操作情況，及時發(fā)現并指出他們在操作中存在的不當之處，并引導學生自主思考解決的辦法。對于學生在數學實驗中出現的錯誤，教師要保持寬容和信任的態(tài)度，允許學生試錯和改正，以此來保護學生對數學實驗的信心和興趣。教師可使用實驗任務單、操作流程圖等工具，對數學實驗做出簡要的指導，以幫助學生完成數學實驗活動。

（四）評估數學實驗效果，引導學生查漏補缺

在小學數學實驗教學中，評估與分析是一個重要的環(huán)節(jié)，能夠幫助學生查漏補缺，完善知識與能力上的不足，也可以使教師對班級學情形成全面清晰的了解，客觀地判斷數學實驗活動起到的效果，為以后的數學實驗教學提供參考。數學實驗的目的是幫助學生理解和掌握數學知識，如果教師忽略了評價環(huán)節(jié)，就會導致學生的學習停留在實驗現象層面，難以實現認知上的升華，學生對自己在實驗過程中的優(yōu)勢和不足也沒有清晰的認識。同時，教師的反饋對小學生的興趣和信心有較大的影響，如果教師在數學實驗活動后作出及時、正面的反饋，就能使學生獲得成就感，增強他們參與數學實驗的動力。

在傳統(tǒng)的小學數學課堂上，教學評價通常是由教師一個人完成的，由于課堂時間和精力有限，教師很難對每一名學生都進行全面的評價，評價結果可能帶有一定的主觀性和片面性。在“以生為本”的理念下，教師要讓學生充分參與到數學實驗評價環(huán)節(jié)中來，發(fā)揮他們的主觀能動性，培養(yǎng)學生反思總結的意識。

三、結束語

綜上所述，數學實驗有助于落實“做中學”的教育思想，是一種符合新課標要求的教學方法，能夠改變以理論講解為主的傳統(tǒng)教學模式，從而把數學知識以直觀、形象、動態(tài)的方式呈現出來。數學教師要從高年段小學生的認知與能力水平出發(fā)，明確數學實驗的內容與目標，積極開發(fā)數學實驗器材資源，加強對實驗過程的指導，并與學生共同評價數學實驗活動，充分發(fā)揮數學實驗教學的優(yōu)勢，營造活躍的數學實驗教學氛圍，推動小學生數學素養(yǎng)的有效提升。

【參考文獻】

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