創(chuàng)新數(shù)學(xué)實驗組織 促進(jìn)學(xué)生做思共生

葛再曉 沈開峰

摘 要：做思共生是一種創(chuàng)新性的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生在實踐中思考，在思考中實踐，思做結(jié)合啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，鍛煉學(xué)生的動手實踐能力，最終構(gòu)建起完整的數(shù)學(xué)體系，使學(xué)生的數(shù)學(xué)探究能力和思維能力得到提升與發(fā)展.創(chuàng)新性的數(shù)學(xué)實驗活動的融入，讓學(xué)生在實驗中探索知識，驗證自己的數(shù)學(xué)猜想，讓學(xué)生從知識的求取者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的探索者，對學(xué)生良好學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)思維的養(yǎng)成具有重要促進(jìn)作用.為此，在分析做思共生含義的基礎(chǔ)上，探討了數(shù)學(xué)實驗教學(xué)法的意義，提出通過創(chuàng)設(shè)趣味實驗、探索實驗、應(yīng)用實驗的方式實現(xiàn)做思共生，以期為以學(xué)生為主體的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)課堂的構(gòu)建提供一定可用參考.

關(guān)鍵詞：小學(xué)數(shù)學(xué)；數(shù)學(xué)實驗；做思共生；策略

中圖分類號：G622 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）26-0065-03

作者簡介：葛再曉（1976.4-），男，江蘇省灌云人，本科，中小學(xué)高級教師，從事小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)研究；

沈開峰（1980.9-），男，江蘇省灌云人，本科，中小學(xué)高級教師，從事小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)研究.

基金項目：本文系江蘇省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃重點課題“小學(xué)數(shù)學(xué)‘做思共生課堂的建構(gòu)與實施研究”階段性研究成果（課題編號：JS/2021/GH0305-04003）

小學(xué)數(shù)學(xué)知識內(nèi)容抽象性較強，學(xué)習(xí)難度較高，應(yīng)用實驗教學(xué)法開展教學(xué)活動，讓學(xué)生通過動手操作驗證數(shù)學(xué)概念，解決數(shù)學(xué)問題，在探索學(xué)習(xí)中構(gòu)建科學(xué)化的數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)，為學(xué)生數(shù)學(xué)能力的提升與發(fā)展奠定基礎(chǔ).為實現(xiàn)素質(zhì)教育的培養(yǎng)目標(biāo)，教師應(yīng)不斷創(chuàng)新實驗教學(xué)法，讓學(xué)生從原本的實驗觀察者轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶒瀰⑴c者，在親身體驗的過程中完成觀察、發(fā)現(xiàn)、操作、討論、總結(jié)的全面探究過程，使學(xué)生的數(shù)學(xué)思維在探究中獲得自然成長，在快樂學(xué)習(xí)中使學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)得到提升與發(fā)展.

1 做思共生的含義

做思共生主要由“做”和“思”兩部分共同構(gòu)成，“做”要求教師讓學(xué)生參與到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動中，在實驗操作中感受、經(jīng)歷知識從無到有的變化過程，在操作中不斷改變驗證條件，明確數(shù)學(xué)公式和定義的適用范圍，在探索中把握新舊知識的關(guān)聯(lián)性，在體驗中激發(fā)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的興趣.“思”要求學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中勤于分析和思考，在思考中推斷，在猜想與實驗中驗證，在反思與歸納中總結(jié)，“做”與“思”相同統(tǒng)一最終完成整個數(shù)學(xué)知識的構(gòu)建過程，使學(xué)生的思維能力和實踐能力在“做”與“思”的過程中得到增強，為學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的形成奠定堅實基礎(chǔ)[1].

2 數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的意義

2.1 數(shù)學(xué)實驗激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

數(shù)學(xué)實驗?zāi)軌蛴行嵘龑W(xué)生的動手能力，學(xué)生在動手操作的過程中結(jié)合實驗觀察結(jié)果和自身的數(shù)學(xué)經(jīng)驗探索數(shù)學(xué)知識，在探究知識的過程中推動實現(xiàn)新舊知識的相互融合，深化學(xué)生對知識的理解和掌握，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.小學(xué)生的年齡較小，思維認(rèn)知能力相對有限，實驗活動的融入拓展了數(shù)學(xué)教學(xué)方式，讓學(xué)生在動手的過程中收獲樂趣和數(shù)學(xué)知識，促進(jìn)學(xué)生成長.

2.2 抽象問題形象化

數(shù)學(xué)知識較為抽象，單純依靠教師口頭說教難以讓學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識的內(nèi)涵.數(shù)學(xué)實驗教學(xué)法的引入讓教師通過實驗演示的方式展示數(shù)學(xué)知識的推導(dǎo)過程，讓抽象性的數(shù)學(xué)概念形象化，幫助學(xué)生把握知識的形成與發(fā)展過程，讓復(fù)雜的知識轉(zhuǎn)換為具體的結(jié)論，為學(xué)生科學(xué)探究習(xí)慣的形成奠定基礎(chǔ).

2.3 發(fā)展思維能力

在數(shù)學(xué)實驗教學(xué)活動中，學(xué)生不僅需要按照實驗要求進(jìn)行操作，更要在操作的過程中觀察實驗結(jié)果，分析實驗結(jié)果中蘊含的數(shù)學(xué)知識，并將總結(jié)得到的數(shù)學(xué)知識抽象為具體的數(shù)學(xué)概念或是數(shù)學(xué)公式，在推理、歸納、總結(jié)的過程中深化學(xué)生對所學(xué)數(shù)學(xué)知識的記憶印象，促進(jìn)學(xué)生思維能力提升[2].

3 創(chuàng)新實驗組織，促進(jìn)學(xué)生做思共生的策略

3.1 趣味要素融入，奠定共生基礎(chǔ)

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中實現(xiàn)做思共生目標(biāo)，教師在創(chuàng)新數(shù)學(xué)實驗方法的過程中需要堅持以學(xué)生為主體的原則，站在學(xué)生的角度，結(jié)合學(xué)生的心理特點、興趣愛好和學(xué)習(xí)習(xí)慣創(chuàng)新實驗方法，利用趣味性的實驗內(nèi)容激發(fā)學(xué)生探索數(shù)學(xué)知識的興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，強化學(xué)生的實驗動機，在學(xué)生積極配合、主動參與實驗活動的過程中完成數(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo).

以教學(xué)“長方形和正方形”為例，學(xué)生初次接觸周長概念，對周長的認(rèn)知處于相對模糊狀態(tài).為強化實驗活動的趣味性，教師可組織學(xué)生從生活環(huán)境入手，提前準(zhǔn)備代表長方形、正方形和三角形的圖形卡片及相應(yīng)的實物圖片.在實驗活動開始前利用多媒體設(shè)備展示廣場圖片，結(jié)合圖片提出問題：同學(xué)們，這是新民廣場的俯視圖，它是什么形狀呢？借助問題將學(xué)生的視角從廣場引向圖形，推動具象化事物向抽象化數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)變，學(xué)生給出“長方形”的回答后，教師繼續(xù)提問：現(xiàn)在老師想要在廣場的周圍拉一道防護網(wǎng)，但是又不知道準(zhǔn)備多長的防護網(wǎng)，同學(xué)們能不能幫助老師呢？學(xué)生觀察后提出可以用尺子測量廣場的邊長，把測量結(jié)果加在一起就能知道防護網(wǎng)的長度.教師結(jié)合學(xué)生的回答，將長方形、正方形和三角形卡片分發(fā)給學(xué)生，要求學(xué)生將卡片當(dāng)成廣場，嘗試?yán)檬诌叺墓ぞ邷y量卡片各邊的長度，深化學(xué)生對圖形周長概念的理解.

為進(jìn)一步強化實驗活動的趣味性，教師將采集的樹葉和圓形的卡片發(fā)給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生思考問題：我們能否為這些圖形找到合適的測量周長的方法呢？教師將學(xué)生分為小組，以小組為單位開展實驗討論活動，一組學(xué)生在實驗操作中提出猜測“如果在圓形卡片上標(biāo)記一點，將卡片四周涂黑，在白紙上滾動卡片，直到標(biāo)記點回歸原位，用直尺測量遺留的黑色印跡，可以得到圓形卡片的周長”，并認(rèn)為可以用類似的方式測量樹葉的周長；另一小組學(xué)生提出將絲線繞樹葉一周，通過測量絲線的長度得到不規(guī)則物體的周長.教師可鼓勵學(xué)生通過其他實驗方式驗證自己的猜想，為學(xué)生充分理解圖形的周長概念奠定基礎(chǔ)，提升學(xué)生的思維能力[3].

3.2 組織探索實驗，激發(fā)共生潛力

實驗是推動人們的認(rèn)知從無到有變化的關(guān)鍵.在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)對所學(xué)知識記憶模糊，甚至遺忘所學(xué)知識的情況.為深化學(xué)生對所學(xué)知識的印象，教師可用實驗法重現(xiàn)知識的構(gòu)建過程，在實驗探索過程中完成實驗現(xiàn)象與數(shù)學(xué)知識的多點對接，在觀察、分析、總結(jié)的過程中激發(fā)學(xué)生的思做共生潛力，為學(xué)生數(shù)學(xué)思維的形成提供動力.

以“三角形、平行四邊形和梯形”教學(xué)為例，為使學(xué)生掌握本節(jié)課知識，教師可在授課開始前創(chuàng)設(shè)情境，為學(xué)生開展探索實驗奠定基礎(chǔ).在教學(xué)過程中，教師利用多媒體設(shè)備播放動畫課件，利用課件帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)長方形和正方形的面積公式，以及利用方格圖紙計算長方形和正方形面積的方法，復(fù)習(xí)以往所學(xué)知識的同時，引導(dǎo)學(xué)生思考問題：能否在教學(xué)中借助類似的方式計算出平行四邊形和梯形的面積？在實驗活動開始前，教師需準(zhǔn)備實驗所需材料和器材：平行四邊形紙片，方格紙，剪刀，尺子.在實驗中，教師引導(dǎo)學(xué)生用手邊的材料測量出平行四邊形的面積.學(xué)生在實驗中發(fā)現(xiàn)，如果將平行四邊形拆開，可得到一個四邊形和兩個直角三角形，用方格紙測量三角形面積，發(fā)現(xiàn)直角三角形的面積正好是一個四邊形面積的一半，學(xué)生將直角三角形面積與四邊形面積相加，就得到了平行四邊形面積.

為深化學(xué)生對平行四邊形面積求取方式的認(rèn)識，教師引導(dǎo)學(xué)生對比計算結(jié)果，學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩個直角三角形面積相等，此時教師繼續(xù)提問：這是否說明無論平行四邊形面積如何變化，兩個直角三角形面積均相等呢？學(xué)生結(jié)合教師提出的建議以實驗的形式嘗試驗證這一猜想，小組內(nèi)部學(xué)生每人計算一個樣本，綜合后對比實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)所有實驗結(jié)果中平行四邊形的高形成的兩個直角三角形的面積均相等.教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考問題：如果兩個直角三角形大小相同，那么我們沿斜邊將兩個直角三角形拼接在一起，可以發(fā)現(xiàn)什么呢？學(xué)生在實驗中將平行四邊形通過剪接的形式轉(zhuǎn)化為長方形，認(rèn)識到平行四邊形的面積等于長方形的面積，在實驗中學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)長方形的長等于平行四邊形的底，長方形的寬等于平行四邊形的高，從而得到平行四邊形面積公式：平行四邊形的面積=底×高，讓學(xué)生認(rèn)識到知識的聯(lián)系性和連貫性，在思做共生中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力，促進(jìn)學(xué)生成長[4].

3.3 巧創(chuàng)應(yīng)用實驗，強化實踐認(rèn)知

做思實踐中培養(yǎng)學(xué)生的實踐認(rèn)知能力是實驗教學(xué)的根本目標(biāo).為實現(xiàn)這一目標(biāo)，教師可以在實驗教學(xué)活動中引入生活情境，使生活情境與教學(xué)實驗相結(jié)合，生成應(yīng)用型實驗系統(tǒng)，指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用實驗法解決生活中的實際問題.在解決問題的過程中將操作與思考的空間還給學(xué)生，讓學(xué)生成為實驗教學(xué)的主體，在自主研究和分析實驗的過程中最終完成實驗?zāi)繕?biāo).在實驗過程中，提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維，使其能夠用數(shù)學(xué)的視角看待生活中的問題，為學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的形成奠定基礎(chǔ).

以“圓柱和圓錐”教學(xué)為例，在教學(xué)中為幫助學(xué)生理解圓柱與圓錐之間的體積關(guān)系，教師可創(chuàng)設(shè)表演情境，在情境中引導(dǎo)學(xué)生開展應(yīng)用實驗活動，在實驗活動中模擬生活場景，深入體驗圓柱與圓錐之間的體積關(guān)系.在實驗活動開始前，教師組織學(xué)生提前準(zhǔn)備直尺、硬紙板、硬木棒、膠帶、均勻細(xì)沙土、天平等實驗材料，在實驗活動開始前由學(xué)生以表演活動的形式還原生活場景，引出實驗主題：小華是一個賣米的商販，小明是一個買米的農(nóng)戶，小明要買兩斤米，正常情況下小華手中的圓柱形米罐裝滿后就是一斤米，但是正好今天裝米的米罐壞了，所以現(xiàn)在只能用圓錐形米罐裝米，為打消小明的疑慮，小華展示了一張圖紙，圓柱形米罐是長方形的，圓錐形米罐是三角形的，它們的“長”和“寬”都相等，計算后可以發(fā)現(xiàn)兩個圓錐形米罐所裝的米與一個圓柱形米罐所裝的米一樣多，你要買兩斤米，正常是兩個圓柱形米罐的量，我現(xiàn)在給你五個圓錐形米罐的總量，你不僅沒虧，你還多拿了米，可小明看著手里的米，總覺得有點不對，大家說是哪里出了問題呢？小明手里拿到的米是多了還是少了呢？學(xué)生結(jié)合情境內(nèi)容，嘗試用實驗的方式復(fù)現(xiàn)賣米過程，用提前準(zhǔn)備好的材料分別制作圓柱形容器和圓錐形容器，用均勻沙土充當(dāng)米，用天平測量圓柱形容器中沙土的重量和兩個圓錐形容器中沙土的重量，通過實驗幫助學(xué)生認(rèn)識問題，讓學(xué)生觸摸實驗的本質(zhì)［5］.

綜上所述，在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中創(chuàng)新實驗教學(xué)法，讓學(xué)生在動手探索數(shù)學(xué)知識的過程中感受到成長帶來的成就感，推動實現(xiàn)數(shù)學(xué)知識與數(shù)學(xué)實驗的深度融合，在實驗教學(xué)活動中實現(xiàn)做思一體，促使小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量大幅提升，為學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展提供動力.

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［責(zé)任編輯：李 璟］