經(jīng)歷數(shù)學(xué)實驗過程，提高學(xué)生的操作技能與創(chuàng)新思維

梁翠萍

【摘要】小學(xué)生的思維方式是要經(jīng)歷表象思維到抽象思維的過程的，對于數(shù)學(xué)問題的認(rèn)識需要依靠具體的事物幫助思考。本文結(jié)合圖形與幾何中關(guān)于長方體體積的教學(xué)，探究如何結(jié)合實驗過程來提高學(xué)生的操作技能與創(chuàng)新思維。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)實驗;操作技能;創(chuàng)新思維

有效的小學(xué)數(shù)學(xué)課堂不只是單純地完成教學(xué)目標(biāo)，而且要力求培養(yǎng)學(xué)生的全方面發(fā)展。比如，培養(yǎng)并提高學(xué)生的操作技能與創(chuàng)新思維也尤其重要。因此，教師結(jié)合實際和不同學(xué)齡段學(xué)生的特點開展數(shù)學(xué)實驗，創(chuàng)造良好的條件給予學(xué)生能通過親自經(jīng)歷數(shù)學(xué)實踐活動過程，自主發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)中的概念、規(guī)律等，不僅能讓學(xué)生深刻理解數(shù)學(xué)知識，而且能激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，尤其對提高他們的操作技能與創(chuàng)新思維有著至關(guān)重要的作用。《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)》提出：“學(xué)生應(yīng)當(dāng)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?！北疚慕Y(jié)合關(guān)于長方體體積的概念、規(guī)律、解決問題的教學(xué)，探究如何結(jié)合實驗過程來提高學(xué)生的操作技能與創(chuàng)新思維。

一、經(jīng)歷實驗過程，幫助學(xué)生形成數(shù)學(xué)概念

在平時的教學(xué)中，教師不難發(fā)現(xiàn)概念的教學(xué)往往是比較“生硬”的，容易把概念硬生生地塞給學(xué)生，而忽略了給學(xué)生一個探究和思考的機(jī)會。這時，教師可以通過設(shè)置實驗的方式幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)并對數(shù)學(xué)概念理解透徹，從而提高其操作技能。比如，在“長方體和正方體的體積”的教學(xué)過程初，由于學(xué)生的抽象思維未夠成熟，對體積的概念比較難理解，教師可以先由學(xué)生講述“烏鴉喝水”的故事，再引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計出實驗方案。教師給予時間和空間讓學(xué)生思考實驗的工具和方法，并讓學(xué)生說說自己的實驗思路，鼓勵不同的方法出現(xiàn)后，由學(xué)生動手操作和發(fā)現(xiàn)，最后由學(xué)生盡情地展示自己的成果。這里，舉例子說說實驗的過程。

實驗一：把一塊大石頭放入有紅色水的玻璃杯中，觀察水位的變化。學(xué)生通過觀察知道了，水位上升了。學(xué)生通過思考和討論會發(fā)現(xiàn)，水位上升是因為石頭在杯子中占有一定的空間。

實驗二：一只杯子裝滿了沙子，現(xiàn)在把沙子倒出來放在一邊，取一塊石頭放進(jìn)杯子里，再把剛才倒出來的沙子倒回杯子里，觀察發(fā)生了什么。學(xué)生通過觀察知道，剛才倒出來的沙子不能全都倒回杯子里了。通過實驗，學(xué)生就會產(chǎn)生疑惑了，激發(fā)他們自主探索的意識，最終發(fā)現(xiàn)是石頭在杯子中占有一定的空間，導(dǎo)致剛才可以裝滿杯子的沙子不能全都回到杯子里。

實驗三：把一塊小石頭放人有紅色水的玻璃杯中，觀察水位的變化。通過剛才的實驗一，學(xué)生已經(jīng)知道了水位肯定是上升的。但似乎跟前一次的水位變化程度不同。這時，學(xué)生們想到這次的水位變化比第一次的小，就會產(chǎn)生認(rèn)識上的矛盾，激發(fā)他們的思考興趣，最終發(fā)現(xiàn)小石頭占的空間比大石頭占的空間小，也就是小石頭的體積比大石頭的體積小。

通過以上三個實驗，有效地幫助學(xué)生不僅自發(fā)地理解到體積的概念，還能通過自主操作，發(fā)現(xiàn)了體積也有大小的比較。所以，學(xué)生經(jīng)歷實驗過程后形成概念是受益匪淺的，能更好的理解概念，加深對知識的延伸拓展。

二、經(jīng)歷實驗過程，幫助學(xué)生歸納數(shù)學(xué)規(guī)律

相對于整個數(shù)學(xué)知識系統(tǒng)來說，小學(xué)數(shù)學(xué)的數(shù)學(xué)規(guī)律和公式是相對比較簡單的，學(xué)生能夠通過教師的引導(dǎo)自主推導(dǎo)出來。學(xué)生在實驗過程中不僅獲得了親身體驗，還需要在豐富的表象上歸納出數(shù)學(xué)規(guī)律或公式。這就需要教師在課前做好備課，琢磨如何用更豐富的表象來呈現(xiàn)出數(shù)學(xué)的模型，以便于學(xué)生能抽象出數(shù)學(xué)規(guī)律，從而提高他們的操作能力和創(chuàng)新思維。比如，在“長方體的體積公式”的教學(xué)中，教師可以有效地結(jié)合實驗來幫助學(xué)生歸納數(shù)學(xué)規(guī)律。

對于“長方體的體積公式”的教學(xué)，教師的一般做法都是在課堂上拿出準(zhǔn)備好的小正方體，然后讓學(xué)生自己來擺，由此發(fā)現(xiàn)長方體的體積公式是長×寬×高。這樣的教學(xué)設(shè)計沒有讓學(xué)生有自主設(shè)計實驗方案的機(jī)會，就更不用談提高操作技能和創(chuàng)新思維了。所以，教師可以通過復(fù)習(xí)前一節(jié)課所學(xué)的體積單位來引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，要求長方體的體積公式可以借助1立方厘米的小正方體來擺一擺，由學(xué)生想出實驗的工具和方法。這時，再在實驗設(shè)置“動手操作，觀察發(fā)現(xiàn)，歸納公式”這三個環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出長方體的體積公式。以小組為單位，用一些棱長是1厘米的小正方體擺成4個不同形狀的長方體，記錄它們的長、寬、高，再通過數(shù)一數(shù)的方法記錄它們的體積。這樣的教學(xué)設(shè)計，不把學(xué)生局限于用確定數(shù)量的小正方體來擺，而讓他們自由發(fā)揮，自主決定用幾個小正方體來擺出長方體，更能發(fā)揮出他們的創(chuàng)新思維。通過這樣的動手操作、結(jié)合數(shù)據(jù)分析和思考，相信學(xué)生大多都能發(fā)現(xiàn)長方體的體積和長、寬、高的關(guān)系了。

三、經(jīng)歷實驗過程，幫助學(xué)生解決問題

學(xué)生學(xué)習(xí)概念、規(guī)律和公示等數(shù)學(xué)知識，都是為了能把學(xué)到的知識應(yīng)用于具體的事物中和解決生活中的數(shù)學(xué)問題。教師力求在教學(xué)中學(xué)生能夠逐漸的掌握對于同一問題能有多種解決問題的策略，獲得豐富的知識，最終形成獨立解決數(shù)學(xué)問題的能力。那么，在圖形與幾何的相關(guān)數(shù)學(xué)問題中，大多是比較抽象的，學(xué)生對于建構(gòu)數(shù)學(xué)模型也是比較棘手的，而數(shù)學(xué)實驗這時就是很必要的“小助手”了。

比如，“求不規(guī)則物體的體積”的教學(xué)中要求梨的體積，教師可以先請學(xué)生們說說“曹沖稱象”的故事，通過學(xué)生思考和討論，啟發(fā)學(xué)生可以通過排水法來求得梨的體積。然后，給予足夠的時間和空間學(xué)生交流和準(zhǔn)備實驗的工具和方法。相信大多數(shù)學(xué)生都能想出如下實驗流程。先往量杯里倒入一定的水，要確保倒入的水能完全浸沒梨，并記錄刻度。接著再往水里放入梨，讓梨完全浸沒在水中，再記錄這時的刻度。最后，用第二次的刻度數(shù)減去第一次的得出梨的體積。在這個教學(xué)過程中，學(xué)生能通過教師的故事引導(dǎo)出實驗的工具和方法，提高他們的創(chuàng)新思維，并通過親自動手操作解決了實際問題，也提高他們的操作能力。課后，教師還能布置具有發(fā)散性思維的作業(yè)：自己選擇一個不規(guī)則物體結(jié)合實驗來測量它的體積。

在教學(xué)中，教師可以先設(shè)置懸疑，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新思維設(shè)計出實驗的方案。學(xué)生利用學(xué)具和小組合作，自主進(jìn)行操作、思考，并且能用語言表達(dá)出實驗的成果，再對成果加以延伸拓展，獲得豐富的知識。只有讓學(xué)生真正經(jīng)歷數(shù)學(xué)實驗過程，使學(xué)生在思考、操作、觀察、發(fā)現(xiàn)、歸納等知識碰撞中感受數(shù)學(xué)問題的內(nèi)涵，體驗解決問題策略的多樣性，才能更好地提高學(xué)生的操作技能和創(chuàng)新思維。