基于學科核心素養(yǎng)的小學數(shù)學實驗教學創(chuàng)設研究

張雪艷

【摘要】實驗教學是培養(yǎng)學生數(shù)學思維、探究能力和應用能力的有效途徑，也是培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)的重要手段.文章從思考性、趣味性、綜合性等原則出發(fā)，提出了設計趣味性數(shù)學教學實驗、“微切片”數(shù)學實驗活動、合理規(guī)劃實驗主題、開展實用性數(shù)學實驗、合理準備實驗材料、明確實驗目標、創(chuàng)設優(yōu)良實驗情境等策略，并結合具體的教學案例進行了分析和說明，旨在為小學數(shù)學教師提供一些參考和啟示，以提高實驗教學的質(zhì)量和效果，促進學生數(shù)學核心素養(yǎng)的提升.

【關鍵詞】核心素養(yǎng)；小學數(shù)學；實驗教學

引 言

教育的目標是培養(yǎng)全面發(fā)展的獨立個體.教師應基于學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求開展教學工作，以有效提高學生能力訓練的綜合性，使他們掌握基礎數(shù)學知識，并強化主觀能動性，為參與實驗教學活動做好準備.在基于學科核心素養(yǎng)創(chuàng)設實驗課堂的過程中，教師需要明確核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，并遵循一定教學原則，以確保實驗教學能夠得到合理創(chuàng)設，使學生全身心參與課堂學習，達到理想的素養(yǎng)提升效果.

一、學科核心素養(yǎng)背景下開展小學數(shù)學實驗教學的原則

在學科核心素養(yǎng)背景下開展實驗教學，教師應從實驗層面入手，貫徹落實相應教學原則，使授課質(zhì)量能夠達到理想標準，最大限度提高核心素養(yǎng)培養(yǎng)的可靠性.教學原則應建立在學科核心素養(yǎng)基礎上，通過與課堂流程相結合，在理想條件下開展，有效強化核心素養(yǎng)的培養(yǎng)質(zhì)量.

（一）思考性原則

思考性原則屬于實驗教學的開展標準之一.在核心素養(yǎng)的培養(yǎng)條件下，教師需要以思考訓練為核心，使學生能夠以動手操作或計算的方式完善自身的認知體系，有效提高教學針對性，為學以致用的授課目標提供理想的落實條件.因此，在學科核心素養(yǎng)背景下，教師需要遵循思考性原則，確保學生能夠有效發(fā)展自身思維，為提高核心素養(yǎng)做好準備.

（二）趣味性原則

趣味性原則是開展實驗教學的關鍵條件.教師利用實驗授課方式進行數(shù)學教學，可使數(shù)學中較為抽象、復雜的問題變得生動、直觀，從而激發(fā)學生的探究興趣，使他們?nèi)硇牡赝度雽W習活動中，實現(xiàn)理想的素養(yǎng)提升目標.對此，教師需要貫徹落實趣味性原則，從實驗設計層面入手，盡可能融入多樣化趣味要素，激發(fā)學生的學習興趣，為進一步提高學生主觀能動性、激發(fā)學生學習動力創(chuàng)造理想條件.除此之外，教師應將趣味性原則融入實驗流程，通過簡化操作、激發(fā)思維活力等方式鼓勵學生發(fā)揮自主性，深入探究具有趣味性的實驗元素，為掌握數(shù)學知識應用策略、明確數(shù)學問題解決技巧夯實基礎.

（三）綜合性原則

綜合性原則是實驗教學的重要標準之一.在核心素養(yǎng)培養(yǎng)背景下，教師應貫徹落實綜合性培養(yǎng)目標，在積極融合多種數(shù)學要素的同時合理突破關鍵教學難點.通過這種方式，學生能夠借助多元化訓練途徑深入研究學習難點，充分了解相關知識的應用策略，為提高自身數(shù)學核心素養(yǎng)夯實基礎.在這一過程中，教師需要根據(jù)綜合性原則對教學實驗內(nèi)容進行合理編排，確保授課流程能夠突出數(shù)學學科的綜合性特征，為培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)提供有力支持.

二、基于學科核心素養(yǎng)創(chuàng)設小學數(shù)學實驗教學的策略

（一）設計具有趣味性的數(shù)學教學實驗

在小學數(shù)學核心素養(yǎng)背景下，教師需要設計具有趣味性的實驗內(nèi)容，使學生的核心素養(yǎng)得到有效提升.大部分情況下，學生對于事物的探索動力源于自身興趣.若學生個體學習興趣不足，便會導致知識掌握效果不佳，最終降低核心素養(yǎng)培養(yǎng)效果.在實驗教學過程中，教師需要基于動手實驗的核心策略設計具有可執(zhí)行價值的數(shù)學實驗，將趣味性活動與實驗操作相結合，有效激發(fā)學生對數(shù)學知識的興趣，進一步強化核心素養(yǎng)的培養(yǎng)質(zhì)量.為確保學生的興趣得到有效激發(fā)，教師需要做好調(diào)研工作，全面了解學生的興趣愛好，并結合課堂教學主題設計具有趣味性的實驗活動，有效吸引學生全身心投入學習活動，為核心素養(yǎng)培養(yǎng)奠定基礎.

以“角的初步認識”為例，教師可以設計一個角色扮演活動，讓學生通過分組合作的方式更深入地學習和掌握角的知識.教師將學生分成四人一組，并給每個人分配不同的角色：角的探索者、角的畫家、角的分類者和角的評價者.角的探索者負責尋找不同的角，如桌子的角、兩面墻之間的角、鐘表指針形成的角等.他們可以用量角器或紙角來測量這些角，并把它們記錄在一張表格里.角的畫家負責使用尺子和量角器把角的探索者找到的角畫在一張紙上，并給這些角標上大小和名稱，如直角、鈍角、銳角等.角的分類者負責把角的畫家畫出來的角按照大小或名稱分成不同的組，還可以用不同的顏色或形狀來標記這些組，并解釋分組的標準.角的評價者負責檢查其他三個角色的工作并給出反饋，可以指出他們測量、畫圖或分類過程中的錯誤或不準確之處，并提出改進的方法.每個小組在完成自己的工作后可以向全班展示他們的成果，并和其他組進行比較.教師也可以提一些問題來檢測他們對于角的理解，比如：什么是角？怎么測量一個角？生活中有哪些角的例子？我們怎么根據(jù)大小或名稱對角進行分類？不同大小或名稱的角有哪些性質(zhì)或特點？此類趣味性實驗活動可以達到提升學生學科核心素養(yǎng)的教學目標.

（二）設計“微切片”數(shù)學實驗活動

“微切片”數(shù)學實驗活動是一種將復雜的數(shù)學知識點分解為簡單的實驗步驟，讓學生通過動手操作和觀察快速掌握數(shù)學概念和規(guī)律的教學活動.“微切片”可以節(jié)省課堂時間，提高教學效率，培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)，也可以提高學生對數(shù)學知識的理解能力和應用能力，有利于實現(xiàn)理想的教學目標.

例如，在教學“認識時間”的過程中，教師可以將時間分解為時、分、秒三個要素，并設計相應的實驗活動，如讓學生用秒表計時，或者用日晷觀察太陽的位置變化.這些實驗活動可以有效激發(fā)學生對時間概念的探索興趣，培養(yǎng)他們的數(shù)學思維和探究能力.

（三）合理規(guī)劃數(shù)學教學實驗主題

在應用實驗教學方式展開授課的過程中，教師可以設計特定主題的實驗活動，使學生的核心素養(yǎng)得到有效發(fā)展，進一步提高整體的教學質(zhì)量.在主題實驗教學中，教師需要設置明確的執(zhí)行目標與方向，讓學生脫離原本混亂無序的思維狀態(tài)，根據(jù)實驗目標積極參與教學流程，有效提升教學效率.同時，主題實驗活動也可以根據(jù)特定的數(shù)學知識點展開多元化實驗流程，使學生的探究能力得到充分鍛煉，進一步激發(fā)其自主性.

例如，在教學“觀察物體”的過程中，教師可以結合本節(jié)課程的重點內(nèi)容設計主題實驗活動，使學生能夠從物體擺放方向、觀察視角層面著手參與到物體分析的主題活動中，有效鍛煉學生的數(shù)學思維，實現(xiàn)核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標.教師可以參考以下流程進行教學.

師：同學們，今天我們要學習的是“觀察物體”.你們知道什么是觀察嗎？觀察就是用眼睛看，用耳朵聽，用手摸，用鼻子聞，用嘴巴嘗，從而了解事物的特征和性質(zhì).你們平時都觀察過哪些物體呢？

生：我觀察過書包、鉛筆、橡皮等.

師：很好，你們都觀察過一些物體.那么你們知道什么是形狀嗎？形狀就是物體的外貌，它可以用線條或面來表示.你們能說出一些常見的形狀嗎？

生：我知道圓形、三角形、正方形、長方形等.

師：很棒.那么你們知道從不同的位置看同一物體會看到不同的形狀嗎？比如，這是一個正方體（出示一個正方體），從正面看，它是一個正方形；從側(cè)面看，它也是一個正方形；從上面看，它還是一個正方形.但是如果我們把它旋轉(zhuǎn)一下（旋轉(zhuǎn)正方體），從正面看，它還是一個正方形嗎？

生：不是了，它變成了一個長方形.

師：對.如果我們把兩個正方體拼在一起（拼成一個長方體），從正面看，它還是一個正方形嗎？

生：不是了，它變成了一個長方形.

師：沒錯.那么如果我們再加上一個正方體（拼成一個L型圖形），從正面看，它還是一個長方形嗎？

生：不是了.

師：那么從上面看、從左面看、從右面看都能看到什么圖形呢？你們能想象一下嗎？

生：我想象不出來.

師：沒關系，我們可以用實驗來幫助觀察.請每個小組拿出小正方體，并按照老師給你們的圖示拼成L型圖形，然后大家分別從上面、左面、右面觀察這個圖形，并畫出你們看到的形狀.

（四）開展實用性數(shù)學實驗活動

在設計數(shù)學教學實驗活動的過程中，教師應注重突出知識的應用性，盡可能深化核心素養(yǎng)基礎理念，使學生可以有效利用實驗提供的信息與線索解決生活中常見的數(shù)學問題，實現(xiàn)知識的遷移.在設計過程中，教師需要注重數(shù)學原理的融入，保證相關內(nèi)容能夠嵌入實驗活動中.

例如，在教學“100以內(nèi)的加法和減法”時，教師可以建立應用型實驗情境，將教室轉(zhuǎn)變?yōu)槌?，通過這種方式，使學生感受到知識的實用性，從而在參與情境模擬實驗的過程中逐漸掌握100以內(nèi)加減法的應用技巧，明確數(shù)學計算的主要方式.同時，教師需要立足于核心素養(yǎng)標準培養(yǎng)學生應用數(shù)學思維的良好習慣.在實驗過程中，教師可以引導學生分析100以內(nèi)加減法的用處，并鼓勵他們探索其在生活中的應用途徑.此類策略可使學生感受到數(shù)學知識的價值，并在日常生活中養(yǎng)成利用數(shù)學知識解決問題的習慣，為提高核心素養(yǎng)培養(yǎng)效果創(chuàng)造良好環(huán)境，實現(xiàn)高質(zhì)量教學，為學生掌握數(shù)學知識應用技巧提供有力支持.

（五）合理準備教學實驗的材料

在設計數(shù)學實驗教學的過程中，教師需要重視實驗材料的準備，并鼓勵學生自行完成相關準備流程，使實驗活動可以在充足材料的支持下開展，最大限度地發(fā)揮教學指導作用.在課程開始前，教師需要結合數(shù)學實驗過程分析需要準備的材料內(nèi)容，并將其制成清單分發(fā)給學生.這種方式可讓學生加強對實驗材料的關注，并明確相關材料的應用策略，盡可能在后續(xù)數(shù)學實驗過程中進行利用，實現(xiàn)提升數(shù)學能力與核心素養(yǎng)的效果.

例如，在教學“表內(nèi)乘法”的知識時，教師可以將其轉(zhuǎn)換為容易理解的數(shù)學元素，并以此為依據(jù)準備相關材料，如相對直觀的火柴棒等.課堂中，教師可要求學生利用火柴棒輔助乘法計算，有效幫助學生對數(shù)學計算建立認知，使學生能夠通過材料的應用，快速了解表內(nèi)乘法的基本概念，并在日常生活中進行利用，提升學科核心素養(yǎng).

（六）設計清晰且明確的實驗目標

實驗教學不是簡單的指導活動，其需要教師全程關注學生的參與情況，同時引領其進行動手操作，最大限度地提高對知識點的應用效果，避免出現(xiàn)動手不動腦的情況.在這一前提條件下，教師需要從實驗設計層面出發(fā)，根據(jù)核心素養(yǎng)教學需求明確規(guī)定實驗授課的基礎目標，通過這種方式使學生的身心能夠處于相對協(xié)調(diào)的狀態(tài)，有效提高其知識學習效果，為發(fā)揮實驗教學的優(yōu)越性提供條件.在實驗過程中，教師需要為學生明確講解實驗活動的主要目標，并嘗試在數(shù)學知識基礎上拓展訓練步驟，使學生的綜合能力得到有效提高，進一步強化整體教學質(zhì)量，為實驗教學的核心素養(yǎng)培養(yǎng)效果提供有力支持.

（七）創(chuàng)設優(yōu)良實驗教學情境

在進行數(shù)學實驗教學設計的過程中，教師應從核心素養(yǎng)培養(yǎng)標準出發(fā)，設計具有優(yōu)質(zhì)特性的實驗教學情境.相對于中學生、大學生而言，小學生對于事物的探索動力主要來自自身興趣.在這種情況下，若課堂情境化程度不足，實驗活動吸引力達不到理想標準，便容易導致核心素養(yǎng)培養(yǎng)效果不佳，最終降低教學的有效性.因此，教師需要從實驗層面出發(fā)，設計具有可執(zhí)行價值的實驗情境活動，使其迎合核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求，最大限度發(fā)揮引導效果，為提高學生實驗能力夯實基礎.教師可以為學生提供自主操作的機會，讓他們能夠自由應用數(shù)學知識與實驗線索完成相應的訓練任務，最終達到良好的核心素養(yǎng)培養(yǎng)效果.

例如，在教學“角的初步認識”時，教師可以利用教室中的多媒體設備為學生展示與角有關的元素內(nèi)容.在完成展示后，教師可以設計實驗情境，引導學生探索生活中常見的角，使他們將其作為實驗任務完成，有效提高學生的參與程度，為學習數(shù)學知識做好準備.

結 語

綜上所述，在核心素養(yǎng)教學背景下，教師需要積極利用實驗教學方法培養(yǎng)學生的綜合應用能力，使他們能夠自主深入學習數(shù)學知識內(nèi)容，建立正確的數(shù)學應用思維，合理應對未來學習或生活中的數(shù)學難題，有效完成數(shù)學知識的建構與遷移.

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