引入實驗，讓數(shù)學課堂更精彩

【摘要】當前，要求教師變革傳統(tǒng)教學模式的呼聲越發(fā)強烈，教師需要面對新的時代要求，通過多種教學手段實現(xiàn)減負增效的目標。在小學數(shù)學課堂上，教師可以適時地應用實驗幫助學生探索新知，讓學生更好地掌握數(shù)學概念，形成數(shù)學判斷，學會邏輯推理，建構(gòu)完善的知識體系，從而提升學生的數(shù)學綜合能力和核心素養(yǎng)。文章探討了在數(shù)學課堂上如何應用實驗進行探索，旨在轉(zhuǎn)變學生的認知方式、學習方式和思維方式，提升學生的思考力、判斷力和創(chuàng)造力，實現(xiàn)教學目標。

【關(guān)鍵詞】小學數(shù)學；課堂教學；實驗

作者簡介：劉閩融（1996—），女，江蘇省南通市海安市教師發(fā)展中心附屬小學。

數(shù)學實驗，即學生在教師設定的條件下，為理解數(shù)學概念、探索數(shù)學規(guī)律或者解決問題進行的研究性學習。以往的灌輸式教學中，課堂以教師的告知式講解為主，在這樣的課堂上，學生的主體地位不明顯，學生的學習主動性和積極性不高，學習效果也會受此影響?？梢?，這是與新課標倡導的教學理念不相符的，不利于學生的發(fā)展。當前，“雙減”政策的實施，給教師的課堂教學提出了更高的要求。在這樣的背景下，數(shù)學教師應當積極優(yōu)化教學方式，引入多種有效的教學方法。實驗教學是一種切實可行的教學策略，讓學生在實驗中學習數(shù)學知識，可以加深學生對所學知識的理解，幫助其建構(gòu)完善的知識體系，提升數(shù)學綜合素養(yǎng)，也能讓數(shù)學課堂更加精彩。

一、引入趣味實驗，激發(fā)學習興趣

興趣是學生學習數(shù)學的重要助力［1］，沒有了興趣，高效學習就無從談起。如何調(diào)動學生的學習興趣，使其主動學習，是長期困擾廣大小學數(shù)學教師的一個問題。筆者以為，引入趣味實驗便是有效的解決方法之一。教師可以通過實驗引導學生學習數(shù)學，以激發(fā)學生的學習熱情，讓學生產(chǎn)生探索新知的動力。數(shù)學是一門較為抽象的學科，想要讓學生直接對學習抽象的數(shù)學知識產(chǎn)生興趣頗為困難，但給深奧的數(shù)學知識披上合適的“外衣”，改變學生對所學知識的印象，讓學生從內(nèi)心親近數(shù)學，能夠讓學生更好地學習數(shù)學。因此，在平時的教學中，教師可根據(jù)教學內(nèi)容，設計趣味實驗，讓枯燥的數(shù)學課堂變得妙趣橫生，讓學生在富有趣味的氛圍中學習數(shù)學知識。

在教授蘇教版小學數(shù)學教材三年級上冊的“長方體和正方體的認識”時，教師根據(jù)教學內(nèi)容，讓學生在課前進行了一次趣味實驗。本次實驗的目的，是讓學生感受長方體和正方體，初步了解長方體和正方體的特點，因此教師鼓勵學生依據(jù)自己對長方體和正方體的認知，自主選擇材料進行制作，并將自己在制作過程中發(fā)現(xiàn)的問題及時記錄下來。這樣的實驗具有很強的趣味性和探索性，在實驗的過程中，學生可以大膽發(fā)揮想象力，精心選擇材料，這有助于豐富學生的學習經(jīng)驗，為學生在課堂上進行探究做好準備。

可見，教師根據(jù)教學內(nèi)容設計富有趣味的探究實驗，可以激發(fā)學生的學習熱情，激活學生的思維，讓學生在動手做中形成初步的認知，并獲得自主學習能力的提升。

二、引入沖突實驗，培養(yǎng)問題意識

認知沖突是指學生頭腦中已有的知識和學習經(jīng)驗與學生所要學習的新知之間存在矛盾或差別，使學生的思維產(chǎn)生激蕩。如果不加以重視，認知沖突可能會成為學生學習道路上的“絆腳石”，干擾學生的學習。合理利用認知沖突，可以激發(fā)學生的探究欲，讓學生想要一探究竟［2］。因此，教師應巧妙利用認知沖突設計實驗，激發(fā)學生的課堂參與積極性，推動學生展開探究，讓學生在解疑、釋惑中，獲得思維的拓展，更好地提升學習能力。

在教授蘇教版小學數(shù)學教材四年級下冊的“三角形三邊關(guān)系”時，教師在新課伊始，向?qū)W生詢問：“現(xiàn)在講臺上放有不同長度的小棒若干，大家認為需要幾根小棒才可以拼成三角形呢？”“3根?！睂W生脫口而出。教師接著問：“是不是任意抽取3根小棒，都可以圍成一個三角形？”學生不假思索地回答：“是?！苯處煕]有進行任何評價，而是讓學生進行動手實驗。教師先讓每個學生任意抽取3根小棒，并嘗試用抽取的3根小棒圍成三角形。這樣的實驗很快讓學生發(fā)現(xiàn)了自己的認知沖突，因為盡管每個學生抽取的都是3根小棒，但有的學生抽取的3根小棒可以圍成三角形，有的學生抽取的3根小棒卻不能圍成三角形。學生隨即陷入了沉思，此時教師讓學生繼續(xù)完成實驗，將能圍成三角形的和不能圍成三角形的小棒組合進行分類整理，然后進一步思考三角形的特點。這樣的實驗讓學生步步逼近知識的本質(zhì)，對三角形的三邊關(guān)系產(chǎn)生了更加深入的認識。

在上述教學過程中，教師創(chuàng)造性地使用教材，設計了沖突實驗，以激發(fā)學生的好奇心，讓學生產(chǎn)生疑問，并帶著疑問去探索新知。由此，學生輕松地掌握了知識點的本質(zhì)，課堂教學的成效也較為顯著。

三、引入探索實驗，促進知識內(nèi)化

自主探索有助于學生發(fā)揮他們的主觀能動性，積極地融入對新知的探索中。處在小學階段的學生，活潑、好動、爭強好勝且有很強的探究欲望，在數(shù)學課堂上，教師應顧及學生的年齡特點和認知規(guī)律，為學生創(chuàng)設相應的情境，提供充裕的探索時間，讓他們主動地去發(fā)現(xiàn)知識，在探索中理解數(shù)學概念、規(guī)律、公式等內(nèi)容，而不是機械地等待教師的講解，從而更好地發(fā)展他們的思考能力和創(chuàng)造能力。

在教授蘇教版小學數(shù)學教材六年級上冊的“長方體和正方體的體積”時，教師準備了邊長為1厘米的小正方體若干個。新課伊始，教師拿出學具，讓學生動手拼出大長方體。學生拼好后，教師并沒有“鳴金收兵”，而是讓學生觀察所拼長方體，并記錄相關(guān)信息。根據(jù)學生記錄的信息，教師制作了表格（如表1）。教師讓學生觀察表格，思考長方體的體積與什么有關(guān)，以及長方體的體積應該怎樣進行計算。學生觀察表格后逐漸發(fā)現(xiàn)，長方體的體積和其長、寬、高有關(guān)。教師及時追問：“它們有怎樣的關(guān)系？”學生思考后，最終得出結(jié)論，長方體的體積等于長方體的長寬高相乘。

可見，面對抽象的計算公式，教師不應當采用灌輸式講解。為學生設計探索實驗，可以讓學生發(fā)揮自己的智慧，在探索和應用中實現(xiàn)知識的內(nèi)化。

四、引入驗證實驗，掌握知識本質(zhì)

先猜想再驗證是十分有效的學習方式，有助于學生發(fā)揮自己的想象力，發(fā)展歸納推理能力［3］。要使學生完成猜想和驗證，教師不能將教學內(nèi)容直接灌輸給學生，而應當引導學生根據(jù)頭腦中已有的知識對新知進行猜想，再鼓勵學生動手進行驗證，判斷自己的猜想正確與否，從而加深他們對所學知識的印象。教師還應明確，猜想有可能是正確的，也有可能是錯誤的，教師不應在學生提出猜想的階段對學生的判斷進行過多的干涉。

在教授蘇教版小學數(shù)學教材四年級下冊的“三角形的內(nèi)角和”時，教師拿出三角尺，讓學生依次說出不同三角尺的角的度數(shù)。在此基礎上，教師又讓學生分別計算三角尺3個角的度數(shù)之和。通過計算，學生發(fā)現(xiàn)三角尺3個角的度數(shù)之和都是180°。但教師沒有此時就告知學生所有三角形的內(nèi)角和都是180°，因為學生還沒有經(jīng)歷內(nèi)化、感悟的過程。因此，教師鼓勵學生猜想其他三角形的內(nèi)角和是多少度。經(jīng)過思考，學生紛紛說出了自己的猜想：其他三角形的內(nèi)角和也是180°。教師沒有進行任何評價，而是讓學生想辦法驗證。學生開始在練習紙上任意畫三角形，然后測量這些三角形每個角的度數(shù)；還有學生將三角形的3個角剪下來，然后拼接在一起，看能不能拼成平角。經(jīng)過這樣的驗證，學生發(fā)現(xiàn)自己的猜想是正確的。

在數(shù)學課堂上，教師不僅要教會學生知識，還要讓學生學會學習，學會思考。而“猜想—驗證”的學習方式，可以很好地培養(yǎng)學生的思維能力，讓學生順利地掌握知識的本質(zhì)特征，留下更為深刻的印象，因此教師可以積極引入驗證實驗，讓學生進行猜想和驗證。

五、引入主題實驗，促進學生建構(gòu)

主題實驗，就是圍繞一個學習主題進行的一系列實驗，主題實驗能讓學生深入理解所學知識，領(lǐng)悟知識背后的數(shù)學思想，提升探究能力。在組織主題實驗之前，教師應該先對學生進行針對性的指導，然后為學生提供充分的時間和空間讓他們進行動手實驗，及時梳理所學知識，將所學知識連成線、織成網(wǎng)，形成結(jié)構(gòu)化的認知，實現(xiàn)知識和經(jīng)驗的積累。

在教授蘇教版小學數(shù)學教材五年級上冊的“多邊形的面積”時，教師就根據(jù)教學內(nèi)容，設計了推導多邊形面積計算公式的主題實驗，這個主題實驗涉及平行四邊形、三角形和梯形的面積計算公式推導。在推導平行四邊形面積的計算公式時，教師引導學生將平行四邊形轉(zhuǎn)化成長方形，然后借助已經(jīng)掌握的長方形面積計算公式，推導出平行四邊形的面積計算方法，讓學生感受遷移和轉(zhuǎn)化的力量。在探索三角形面積的計算公式時，教師則引導學生將兩個完全一樣的三角形拼成平行四邊形，借助所拼平行四邊形和三角形的關(guān)系，推導三角形的面積計算公式。因為有了前面兩堂課的推導經(jīng)驗，推導梯形的面積計算公式對學生而言就相對簡單。于是，教師鼓勵學生自己嘗試推導，學生根據(jù)此前的推導方法順利地得出了結(jié)果。

可見，在主題實驗中，學生可以加深對所學知識的理解，實現(xiàn)高效學習。當然，在進行主題實驗之前，教師要制訂詳細的實驗計劃，讓學生的學習更加有的放矢，更加高效。

六、引入應用實驗，凸顯數(shù)學價值

實踐能力是數(shù)學核心素養(yǎng)的重要組成部分，培養(yǎng)學生的實踐能力是小學數(shù)學課堂的重要目標之一。在數(shù)學課堂中，教師可設計應用實驗，有意識地讓學生自主地參與實驗的設計，提升學生的應用能力，發(fā)展學生的思維。

例如，在教授蘇教版小學數(shù)學教材六年級上冊的“百分數(shù)的意義和讀寫”時，教師發(fā)現(xiàn)很多學生未能透徹地掌握所學知識，如面對這樣的判斷題“一件上衣，先降價10％，再漲價10％，價格和原來一樣”，很多學生選擇了“正確”。顯然，學生陷入了思維定式。為了讓學生更加深刻地理解百分數(shù)的意義，教師在教室里創(chuàng)設了一個“小型商場”，讓學生模擬商場售貨的場景，計算銷售商品的實際收入，以此讓學生體驗百分數(shù)的意義。這樣一來，原本抽象的百分數(shù)知識變得簡單、形象，數(shù)學知識的活力也體現(xiàn)了出來。

可見，應用實驗可以拉近學生與數(shù)學的距離，讓學生在生活情景中學習數(shù)學，了解學習數(shù)學的價值和意義。

結(jié)語

總之，運用實驗輔助教學，可以激發(fā)學生的學習興趣，真正讓學生在做中玩、玩中思、思中做，提升學習成效。因此，面對當下的教學要求，教師可及時調(diào)整教學策略，精心挖掘教材內(nèi)容，為學生設計形式多樣的實驗，引導學生進行深度的思考、探索和創(chuàng)造，讓他們?nèi)谌胝n堂，不斷提高實驗能力，發(fā)展實踐能力，形成創(chuàng)新精神，并在實驗中享受學習數(shù)學的樂趣。

【參考文獻】

［1］胡珂.基于蘇教版數(shù)學教材的小學數(shù)學實驗教學方法探討［J］.試題與研究，2021（27）：87-88.

［2］倪晶.數(shù)學實驗讓兒童思維外顯化：小學數(shù)學實驗教學中促進兒童思維外顯化策略初探［J］.小學教學研究，2021（26）：80-81.

［3］芮金芳.數(shù)學實驗：讓數(shù)學學習真正發(fā)生［J］.小學數(shù)學教育，2021（20）：4-6.