小學數(shù)學實驗教學實踐與體會

陳瑞國

【摘要】數(shù)學實驗是指讓學生通過自己動手操作，進行探究、發(fā)現(xiàn)、思考、分析、歸納等思維活動，最后獲得概念、理解或解決問題的一種教學過程。通過數(shù)學實驗這種教與學的方式，幫助激發(fā)學生的數(shù)學學習興趣，培養(yǎng)學生的數(shù)學能力，開闊學生的數(shù)學視野，數(shù)學教學中應當恰當?shù)匾霐?shù)學實驗，讓學生參與數(shù)學知識的構建過程，親歷探索知識的樂趣，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度和勇于探索的精神。本文就數(shù)學實驗教學的概念、模式、功用及存在的問題作一些理論思考和實驗的探索。

【關鍵詞】數(shù)學實驗教學 動手實踐操作

【中圖分類號】G623.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）03-0139-01

數(shù)學實驗教學，即教師引導學生從生活經(jīng)驗和已有的知識背景出發(fā)，自行觀察，實驗，動手實踐，通過自主探索和合作交流等方式學習，最后獲得概念、理解或解決問題的一種教學過程。數(shù)學實驗的目的是提高學生學習數(shù)學的積極性，提高數(shù)學應用意識并培養(yǎng)學生用所學的數(shù)學知識解決實際問題的能力。

然而縱然教師對于數(shù)學實驗的重要性有認識，對于數(shù)學實驗本身的了解，很多教師是認識不夠的。傳統(tǒng)的數(shù)學講解式課堂模式，大容量、高強度、多反復的課堂訓練模式在大多數(shù)教師身上留下了深深的烙印，擔心數(shù)學實驗教學花時很多，怕影響其教學的進度。讓學生自己進行數(shù)學實驗，課堂組織調控難度加大，實驗的過程中也提不出問題，完成不了必要的歸納和總結；是學生基本技能不足或遭遇挫折后容易夭折等一系列現(xiàn)象。 針對這些問題，本文試結合自己的課堂教學實踐探索提出一些應對的思路和舉措。

一、數(shù)學實驗教學內容的選擇

根據(jù)數(shù)學課程標準，課程內容分：“數(shù)與代數(shù)”“空間與圖形”“統(tǒng)計與概率”“實踐與綜合應用”四個學習領域展開。四大學習領域內容的學習，強調學生的數(shù)學活動，發(fā)展學生的數(shù)感，符號感，空間觀念，以及應用意識與推理能力。因此，從這個意義上來說，各個領域的學習都需要數(shù)學實驗的介入。是不是所有的內容都需要進行數(shù)學實驗？答案顯然是否定的。究竟哪些內容適合進行數(shù)學實驗？數(shù)學實驗的教學內容有自己的一些特點。

1.內容具有可操作性

正如心理學家皮亞杰所說：兒童要認識物體，必須對它施加動作，在移動、拆散、合拼物體的反復動作過程中，通過頭腦與材料的相互作用于協(xié)調，建構自己的認知結構。具有操作性的內容在四大領域中廣泛存在，如數(shù)與代數(shù)領域中數(shù)量估計中的實踐操作實驗，找規(guī)律的發(fā)現(xiàn)實驗。而在空間與圖形領域中，對于圖形特征的觀察與操作等等。

2.實驗具有可觀察性

數(shù)學實驗的設計與操作，與學生數(shù)學活動經(jīng)驗的積累相伴而行。因此，在設計數(shù)學實驗時，要引導學生在顯性的操作活動、實驗現(xiàn)象中逐步將隱形的思維過程得以表達與外化。如特級教師華應龍教學《神奇的莫比烏斯帶》一課，設計了四個實驗步驟：（1）做“莫比烏斯帶”，（2）剪紙圈。在紙圈中沿1/2線剪開；在紙圈中沿1/3線剪開。

3.過程具有可重復性

數(shù)學實驗，其一個典型的特征就是可以重復進行。數(shù)學規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，結論的驗證，往往都是在數(shù)次實驗的基礎上等到的，其中特別突出的典型就是概率的研究，五位數(shù)學家重復實驗，其中羅曼洛夫斯基高達80640次，通過大數(shù)次研究感受等可能性。

二、數(shù)學實驗教學的價值和探索

大數(shù)學家歐拉說：“數(shù)學這門科學需要觀察，也需要實驗”。 把“數(shù)學實驗教學”帶到課堂教學中去，合理地、有效地使用學具，讓動手實驗與思維聯(lián)系起來，那么既可以培養(yǎng)興趣、激發(fā)思維，又能化抽象為具體，化枯燥為生動，更好幫助學生理解抽象的數(shù)學概念，其效果也能達到甚至勝過“多媒體演示”。 體現(xiàn)出了陳省身先生提出的“數(shù)學好玩”，讓學生經(jīng)歷真實的過程，獲得真實的體驗。

1.數(shù)學實驗教學培養(yǎng)學生學習興趣。

眾所周知，實驗是需要“做”的，而“做”實際上就是一個動作。著名學習心理學家布魯納就提出一個觀點，即學生的學習往往是從“動作”開始的，然后過渡到“圖像”，最后形成“符號”。如學習“認識除法”時，可以設計一個學生平均分配事物的實驗，讓學生在具體的“分”的過程中建立“平均”的概念，這樣的實驗使教學活動在動態(tài)中進行，使兒童把外顯的動作與內隱的思維活動和諧地結合在一起，順應兒童好奇、好動的特點，集中了兒童的注意力，激發(fā)了兒童學習的興趣。

2.數(shù)學實驗教學培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力。

數(shù)學的創(chuàng)造性思維能力是指學生在學習的過程中不拘泥于刻板的死套公式進行邏輯演算，而是在學習的過程中主動找出自己的問題，在反復的思考與實驗中找到新的方法，總結出結論。如在探索三角形內角和是180°時。有的學生將大大小小各種不同的三角形的三個角分別往內折，三個角剛好組成一平角，所以為180度，有的把三個內角撕下來，三個頂點拼在一起成為一個平角；也有的用量角器量出每個角的大小，再把三個角的度數(shù)加起來是多少度？學生在實驗中不斷的感受到三角形的內角和是180°。

3.數(shù)學實驗教學加強數(shù)學概念的理解

實驗教學可以加強學生對數(shù)學概念的理解。數(shù)學是一門抽象的學科。小學生學習數(shù)學，感覺往往是單調乏味的，特別是對概念的理解。心理學研究表明，兒童認識規(guī)律是“感知——表象——概念”，而動手實驗符合這一規(guī)律，能變學生被動地聽為主動地學，充分調動學生的各種感官參與教學活動，去感知大量直觀形象的事物，獲得感性知識，形成知識的表象，并誘發(fā)學生積極探索，從事物的表象中概括出事物的本質特征，從而形成科學的概念。如教學有余數(shù)的除法時，教學的重、難點是使學生理解余數(shù)一定要比除數(shù)小。在教學設計時，設計了一個用小棒搭正方形的實驗，分別用4根、5根、6根、7根、8根、9根、10根、11根、12根……可以搭成（ ）個正方形，還剩余（ ）根，怎樣列式，并想一想為什么剩余的小棒不能再搭成正方形了？通過反饋形成板書：

4÷4=1（個）……0（根） 5÷4=1（個）……1（根）

6÷4=1（個）……2（根） 7÷4=1（個）……3（根）

8÷4=2（個）……0（根） 9÷4=2（個）……1（根）

10÷4=2（個）……2（根） 11÷4=2（個）……3（根）

12÷4=3（個）……0（根） ……

學生在搭正方形時非常容易知道剩余1、2、3根就不可能搭成一個正方形，如果剩余的根數(shù)是4根或比4根多，還可以再搭正方形，直到剩余的根數(shù)比4根少，從而較輕松地突破“余數(shù)一定要比除數(shù)小”這個重點、難點。

總之，數(shù)學實驗是一種探索活動。它能遵循學生學習數(shù)學的心理規(guī)律，從學生已有的生活經(jīng)驗出發(fā)，讓學生親身經(jīng)歷將實際問題抽象成數(shù)學模型，并進行解釋與應用過程，進而使學生在獲得對數(shù)學理解的同時，在思維能力、情感態(tài)度與價值等方面得到有益發(fā)展。因此，作為數(shù)學教師依據(jù)不同內容，立足實際，創(chuàng)造機會讓學生動手操作實驗與數(shù)學思維活動，扎實走好每一步，即使沒有多媒體的輔助，同樣有效、精彩。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部制定.義務教育數(shù)學課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012.

[2]張國林.建立中小學數(shù)學實驗室初探[J].教育實驗與研究，2008（8B）