數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)在小學(xué)高年級(jí)數(shù)學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐探究

摘要：數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)就是通過觀察、操作和探究等一系列的思考活動(dòng)，來驗(yàn)證所得到的數(shù)學(xué)結(jié)果，從而推測(cè)和探究已經(jīng)存在的數(shù)學(xué)事實(shí)。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的體驗(yàn)、感受和探索，是提高學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的重要途徑。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)在小學(xué)高年級(jí)數(shù)學(xué)教學(xué)中發(fā)揮重要作用，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn) 小學(xué)高年級(jí) 數(shù)學(xué)教學(xué)

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的方法，學(xué)生通過做實(shí)驗(yàn)可以解決問題，從而有效構(gòu)建知識(shí)體系，其可以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的思維，加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí)。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過做實(shí)驗(yàn)發(fā)揮主體性作用，使得數(shù)學(xué)的趣味性得到極大的提高，并且學(xué)生能獲得成功的經(jīng)驗(yàn)。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性是毋庸置疑的。本文以“大樹有多高”為實(shí)例，對(duì)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本范式進(jìn)行歸納。

一、小學(xué)數(shù)學(xué)“大樹有多高”實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)

首先，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)之一是培養(yǎng)學(xué)生的觀察力和思維能力。在教授“大樹有多高”這一實(shí)踐課時(shí)，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)際的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生不僅要觀察樹的高度，還要觀察各種測(cè)量工具的使用方法。通過觀察和思考，學(xué)生可以自主發(fā)現(xiàn)測(cè)量的規(guī)律和方法，并且能夠?qū)⒂^察到的現(xiàn)象與數(shù)學(xué)概念相聯(lián)系，從而提高學(xué)生的觀察力和思維能力。

其次，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)還包括培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神。在測(cè)量樹高的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通常需要分組合作，共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。在這個(gè)過程中，學(xué)生需要互相溝通、協(xié)作完成測(cè)量，互相配合、互相幫助。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以深刻體會(huì)到團(tuán)隊(duì)中每個(gè)成員的作用和重要性，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神。

最后，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)還包括培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和問題解決能力。在測(cè)量樹高的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)的計(jì)量知識(shí)，選擇合適的測(cè)量工具，正確操作，準(zhǔn)確測(cè)量。如果在實(shí)驗(yàn)過程中遇到問題，學(xué)生則需要學(xué)會(huì)分析和解決問題，通過實(shí)際操作解決問題，學(xué)生可以提高實(shí)際操作能力和問題解決能力。

此外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)還可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力，在測(cè)量樹高的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以嘗試不同的測(cè)量方法、不同的測(cè)量工具，以及不同的角度和視野來觀察樹的高度。這樣的實(shí)驗(yàn)過程可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生的想象力，讓學(xué)生從不同的角度思考問題，尋找解決問題的新思路。

二、小學(xué)數(shù)學(xué)“大樹有多高”實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

（一）設(shè)境詢問

問題是數(shù)學(xué)的核心，好的數(shù)學(xué)問題來自生活，而與學(xué)生緊密相連的生活問題，則可以激發(fā)學(xué)生的好奇。在傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)中，問題往往是教師直接提出的，教師的提問方式如果過于直接，沒有足夠的吸引力，那么就會(huì)制約學(xué)生的思考能力，削弱學(xué)生的探究能力。在“大樹有多高”一課中，教師可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，創(chuàng)設(shè)生活情境，使學(xué)生自主提問。例如，教師可以說：“我們的學(xué)校四季樹木茂盛，形成一幅美麗的畫卷，學(xué)生可以就樹木提出幾個(gè)數(shù)學(xué)問題?！苯又シ艃?yōu)美的校內(nèi)風(fēng)景圖片，為學(xué)生營(yíng)造一種良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的探索熱情，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主題，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)去探索校內(nèi)最高的樹。

（二）自主猜測(cè)

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是由猜測(cè)假設(shè)、設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)操作、得出結(jié)論等復(fù)雜步驟組成的，做好相關(guān)步驟，就能保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，從而提高實(shí)驗(yàn)的效率。

1.激趣引入

在“大樹有多高”一節(jié)課的教學(xué)中，激發(fā)了學(xué)生探索校內(nèi)最高的樹的好奇心后，教師就讓學(xué)生自由地猜測(cè)測(cè)量方法，在排除了“砍樹”和“爬樹”這兩種可能性后，學(xué)生覺得“直接測(cè)量”是行不通的，于是有人提出了一個(gè)新的假設(shè)：參考周圍的建筑，并用對(duì)比來估算樹木的高度。有些同學(xué)想到了在科學(xué)課上學(xué)到的知識(shí)，就提出了一個(gè)間接的測(cè)量方法：“在太陽下，物體會(huì)有影子，影子的長(zhǎng)短可以衡量，我們可以根據(jù)樹木影子的長(zhǎng)短，判斷樹木的高度?！绷硪幻瑢W(xué)想起學(xué)到的關(guān)于比例的知識(shí)，猜測(cè)道：“不知道大樹的高度和它的影子長(zhǎng)度是不是成正比的？”“沒錯(cuò)，只要二者的大小成正比，這棵樹的高度問題也就解決了?！?/p>

2.設(shè)置疑問

借此機(jī)會(huì)，將問題由探討“大樹的高度”轉(zhuǎn)換成了“物體的高度與影子長(zhǎng)度的關(guān)系”。教師可以提問學(xué)生：“需要什么材料？實(shí)驗(yàn)過程是什么？有什么需要注意的？”

小學(xué)是學(xué)生數(shù)學(xué)思維發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，教師要讓學(xué)生從不同層面、不同角度來回答問題。基于一系列問題，學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)，進(jìn)行激烈的思想斗爭(zhēng)，讓自己的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃更加完善和科學(xué)，為后面的實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。

（三）實(shí)驗(yàn)合作

在“大樹有多高”這一節(jié)課上，教師可以讓學(xué)生進(jìn)行小組實(shí)驗(yàn)，并一起動(dòng)手收集資料。為了保證實(shí)驗(yàn)在“同一時(shí)間、同一地點(diǎn)”進(jìn)行，以及實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，教師要在組織活動(dòng)之前進(jìn)行合理分組，分工要明確。

1.確定實(shí)驗(yàn)工具

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師常常通過實(shí)驗(yàn)的方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)造能力。而引導(dǎo)學(xué)生自主確定實(shí)驗(yàn)工具的方式，更是能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。

（1）介紹實(shí)驗(yàn)工具

在“大樹有多高”這節(jié)課中，教師可以在這個(gè)環(huán)節(jié)中創(chuàng)新教學(xué)方法，鼓勵(lì)學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)工具，讓學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和探索的過程中。教師可以提供一些可能被用到的工具，如尺子、直角鏡、測(cè)角器等，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的講解和示范。

（2）選擇實(shí)驗(yàn)工具

在學(xué)生對(duì)這些工具有了初步了解之后，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行小組活動(dòng)，每個(gè)小組商議之后自行選擇一個(gè)實(shí)驗(yàn)工具，并說出選取該工具的理由。這種方式能夠激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和合作意識(shí)，同時(shí)也能夠培養(yǎng)學(xué)生對(duì)不同工具的認(rèn)知和運(yùn)用能力。

（3）對(duì)比實(shí)驗(yàn)工具

教師在學(xué)生自主確定實(shí)驗(yàn)工具的過程中，可以適時(shí)提出一些問題和挑戰(zhàn)，引導(dǎo)學(xué)生更深入地思考。例如，教師可以詢問學(xué)生選擇某個(gè)工具的原因是什么？這個(gè)工具有哪些優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)？其是否可以用其他工具代替？這種問答的方式可以拓展學(xué)生的思維，讓學(xué)生在比較、分析中形成邏輯思維和判斷力。

（4）分析實(shí)驗(yàn)工具

教師還可以在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，組織學(xué)生進(jìn)行交流和分享。每個(gè)小組可以向其他小組展示本組選擇的實(shí)驗(yàn)工具，并解釋選擇的理由。這樣的分享活動(dòng)可以促進(jìn)學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)和交流，激發(fā)學(xué)生對(duì)不同實(shí)驗(yàn)工具的好奇心，提升學(xué)生的觀察和表達(dá)能力。通過鼓勵(lì)學(xué)生自主確定實(shí)驗(yàn)工具的教學(xué)方法，教師不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的參與度，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思考和解決問題的能力。

這種方法不僅能夠讓學(xué)生從實(shí)踐中獲得知識(shí)，更重要的是，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施的過程中，體會(huì)到自主學(xué)習(xí)、自主思考的樂趣，獲得成就感。

2.記錄實(shí)驗(yàn)信息

（1）實(shí)驗(yàn)信息的重要性

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師首先要引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)的目的。在“大樹有多高”這一節(jié)課上，學(xué)生需要通過實(shí)驗(yàn)來確定樹的高度與影長(zhǎng)之間是否存在某種關(guān)系。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的就是讓學(xué)生通過實(shí)地測(cè)量和觀察，培養(yǎng)學(xué)生的測(cè)量能力和分析能力。教師與學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)的重要性，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的期待。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行之前，教師要向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)的步驟和所需的材料。在“大樹有多高”這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要準(zhǔn)備一個(gè)測(cè)量工具，如直尺或卷尺，確定測(cè)量的對(duì)象——一棵大樹。教師向?qū)W生詳細(xì)解釋如何使用測(cè)量工具，以及如何確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。這樣一來，學(xué)生就能對(duì)實(shí)驗(yàn)有清晰的了解，并能夠主動(dòng)參與其中。

（2）實(shí)驗(yàn)信息的分析

在“大樹有多高”這節(jié)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，每個(gè)小組選擇一棵樹，并用測(cè)量工具進(jìn)行測(cè)量。教師要鼓勵(lì)學(xué)生積極合作，確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。同時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)過程中的重要信息，如測(cè)量的結(jié)果、觀察到的現(xiàn)象等。這樣，學(xué)生就能通過記錄，將理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合，從而更加深入地理解數(shù)學(xué)概念。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師要組織學(xué)生整理與分析數(shù)據(jù)。

（3）實(shí)驗(yàn)信息的總結(jié)

學(xué)生根據(jù)自己的記錄，總結(jié)出樹的高度與影長(zhǎng)之間的關(guān)系。通過觀察和分析這些數(shù)據(jù)，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，并得出結(jié)論。教師要引導(dǎo)學(xué)生思考所得結(jié)論的合理性，并與學(xué)生共同探討數(shù)學(xué)背后的原理。這樣，學(xué)生不僅能夠從實(shí)驗(yàn)中獲得直接的經(jīng)驗(yàn)，還能夠培養(yǎng)自己的邏輯思維和分析能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的優(yōu)勢(shì)在于它能夠?qū)⒊橄蟮臄?shù)學(xué)知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活相結(jié)合，使學(xué)生在實(shí)踐中真正體會(huì)到數(shù)學(xué)的重要性和實(shí)用性。

通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生不僅能夠培養(yǎng)自己的觀察能力、分析能力和解決問題的能力，還能夠培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新意識(shí)。這種教學(xué)方法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在愉悅的氛圍中積極參與學(xué)習(xí)，并能夠更加深入地理解和掌握數(shù)學(xué)知識(shí)。

（四）剖析思辨

教師要組織學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，歸納總結(jié)出有規(guī)律的結(jié)論，組織全班學(xué)生展示交流。

在“大樹有多高”一課的教學(xué)中，在完成實(shí)驗(yàn)后，教師組織學(xué)生自己去觀察，根據(jù)自己的數(shù)據(jù)，計(jì)算出樹木的高度與影子長(zhǎng)度的比例，然后進(jìn)行對(duì)比，得出結(jié)論。在課堂上進(jìn)行演示和討論，增加數(shù)據(jù)結(jié)果的可信度。在集中展示和交流活動(dòng)中，學(xué)生進(jìn)行思想碰撞，批判性思維得到發(fā)展，加深了對(duì)“同一時(shí)間、同一地點(diǎn)物體的高度與影子長(zhǎng)度成正比”的理解。

（五）運(yùn)用提高

數(shù)學(xué)源于生活，實(shí)踐于生活。當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)了規(guī)律之后，教師要引導(dǎo)學(xué)生把這些結(jié)論運(yùn)用到生活中去，用來解決現(xiàn)實(shí)中的問題。

1.應(yīng)用規(guī)律

在當(dāng)今時(shí)代，應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)各個(gè)學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，使學(xué)生在閑暇時(shí)間主動(dòng)學(xué)習(xí)，拓展探究。在實(shí)施“雙減”政策后，教師更要合理地安排課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)，在教學(xué)“大樹有多高”這一課中，當(dāng)學(xué)生總結(jié)出“同一時(shí)間、同一地點(diǎn)物體的高度與影子長(zhǎng)度成正比”的規(guī)律后，教師要加以拓展，提出“學(xué)校教學(xué)樓有多高”等生活問題讓學(xué)生去探究。

2.回歸生活

學(xué)生通過總結(jié)和利用規(guī)律，自主合作探究出學(xué)校教學(xué)樓高度后，教師應(yīng)組織學(xué)生適時(shí)進(jìn)行全班匯報(bào)與交流，并給予合理的反饋。以此加深學(xué)生對(duì)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)課這一類課型的感知。

三、小學(xué)數(shù)學(xué)“大樹有多高”實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果是教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)。通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究和提供綜合評(píng)價(jià)，教師可以幫助學(xué)生全面發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、測(cè)量、推理和表達(dá)能力。這樣，學(xué)生不僅可以更好地理解“大樹有多高”這個(gè)問題，還可以培養(yǎng)自己的科學(xué)素養(yǎng)，為未來的學(xué)習(xí)和生活奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（一）構(gòu)建評(píng)價(jià)體系

在日常教學(xué)中，教師需要構(gòu)建一個(gè)科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)成果評(píng)價(jià)體系，在評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建上，要充分考慮到實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)與要求，以及學(xué)生的年齡特點(diǎn)和實(shí)際情況。教師可以從以下幾個(gè)方面評(píng)價(jià)：實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集與整理、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等。每個(gè)方面都要有明確的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以確保評(píng)價(jià)的客觀性和準(zhǔn)確性。之后評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)成果時(shí)，教師要注重激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和思維能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅僅是為了獲得一個(gè)確定的答案，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和問題解決能力。在評(píng)價(jià)過程中，教師要關(guān)注學(xué)生的創(chuàng)新能力和獨(dú)立思考能力。

（二）關(guān)注學(xué)生情感體驗(yàn)

評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)成果時(shí)，教師還要關(guān)注學(xué)生的表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。科學(xué)實(shí)驗(yàn)并非孤立的個(gè)體活動(dòng)，而是需要學(xué)生之間的合作與交流。因此，在評(píng)價(jià)中，教師可以考查學(xué)生是否能夠清晰地表達(dá)實(shí)驗(yàn)中的觀察感受，以及是否與他人進(jìn)行良好的溝通和協(xié)作。這不僅能夠促進(jìn)學(xué)生之間的互動(dòng)交流，也能夠培養(yǎng)學(xué)生的社交技能和團(tuán)隊(duì)意識(shí)。此外，評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)成果時(shí)，教師不能忽視學(xué)生情感的體驗(yàn)和發(fā)展。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種直觀而生動(dòng)的學(xué)習(xí)方式，能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心和興趣。因此，在評(píng)價(jià)中，教師可以關(guān)注學(xué)生是否在實(shí)驗(yàn)過程中形成情感體驗(yàn)，以及是否積極參與其中，從而培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的熱愛和興趣。

結(jié)語

在小學(xué)高年級(jí)的數(shù)學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)起著舉足輕重的作用。全國(guó)各地的小學(xué)教師都在轉(zhuǎn)變教學(xué)思路，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了一些創(chuàng)造性的探討。小學(xué)數(shù)學(xué)是小學(xué)的重要課程，它應(yīng)該緊緊抓住學(xué)生的興趣所在進(jìn)行課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生形成一個(gè)完整的邏輯思維系統(tǒng)，從而使整個(gè)班級(jí)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效率得到提高。

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責(zé)任編輯：唐丹丹