让数学实验成为思维发展的源头活水

孙晓晴

【摘要】数学实验课，以一种新型的教学方式和学习方式悄然兴起，它犹如一缕春风，为学生的数学学习打开了一扇窗。数学实验是学生通过操作实践活动，经历数学探索的过程，体验数学的发现与创造，实现对数学知识的深度理解。本文以数学实验课《怎样滚得远》为例，浅析数学实验到底可以让学生获得什么。

【关键词】数学实验 实践创新 思维发展

《义务教育数学课程标准（2011年版）》在基本理念中提出：课程内容……不仅包括数学的结果，也包括数学结果的形成过程和蕴含的数学思想方法。学生应当有足够的时间和空间经历观察、实验、猜测、计算、推理、验证等活动过程。对于小学生而言，数学知识是比较抽象的，在此阶段，他们的思维发展正在由形象思维向抽象思维转变，教学中不能还以传统的说教方式灌输知识，要在教学中寻找新的契机，适时培养学生的观察能力、操作能力、思维能力、创新能力等能力，让学生自主去接受、内化、运用数学知识。数学实验犹如一缕春风，为学生的数学学习打开了一扇窗，它引导学生通过对学习材料的操作，经历数学探索的过程，体验数学的发现与创造，实现对数学知识的深度理解。笔者以苏教版数学教材“综合与实践”知识领域的《怎样滚得远》为例，浅析数学实验到底可以让学生学会什么。

一、学会提问

爱因斯坦曾经说过：提出一个问题比解决一个问题更重要。确实如此，培养学生学会提问的能力，是一种非常重要的工作，也是学生个体认知发展的重要途径，“会学”是重要方法之一。恰到好处的适时提问，不仅能够激发学生的学习兴趣和探究知识的欲望，而且能让学生在课堂上保持饱满的学习热情，正确理解数学知识中的重点和难点，解决数学问题。例如，在《怎样滚得远》一课的教学中，我首先让学生结合日常生活和生产中的具体事例，激活学生已有的知识和经验，体会利用斜坡运输物体比较省力的特点，从而让学生对斜坡产生好奇心和研究欲望。然后让学生提出各自感兴趣的问题，学生的猜想和问题非常多，并且都有一定的价值，在提问的过程中一步一步接近研究主题。“斜坡越光滑，物体滚得越远”“跟物体的形状有关系，球一定滚得最远”“山坡上的石头如果滚歪了，会有危险的”“斜坡越高，物体滚得越远”同学们都阐述了自己的观点。（这个时候学生对斜坡的认识还停留在直观认知的层面，斜坡的角度大小，会说成是斜坡的高低，需要教师联系实物或图片帮助理解。）然后立刻就有学生表示质疑：斜坡越低，滚得越远。自然引出这一实验研究的主要问题“斜坡与地面成什么角度时，物体滚得远一些”，既明确了下一环节实验与研究的目的，又有效地激发学生进—步探究的愿望。

二、学会合作

合作学习是学生参与学习的过程；是体验成功的过程；也是探索与发现知识形成的过程。有利于学生课堂自主性合作、探究，沟通和交流，学生的主动性、创造性也因此得以发挥。在数学实验课上小组合作学习的方式运用非常普遍，根据合作要求进行分工，每个人都有自己的分工，只有组内成员共同协作才能保证合作效率。《怎样滚得远》一课主要是引导学生利用不同角度的斜坡进行实验，算出每次实验的平均数，并通过比较发现其中的规律。分组实验时，四人为一小组，分工到人。一人负责搭斜坡，测量角度，一人滚动物体，一人测量滚动距离，另外一人负责记录数据。当其中一人需要帮忙或遇到困难时，大家也不会计较是不是自己分内的事情，一起动手，共同想办法解决，既各司其职，又相互协作，配合默契。虽然每一组完成实验所用的时间不同，但都很好地完成任务。正是这种实实在在的合作，才培养了学生之间团结、协调、共赢的群体协作精神。

三、学会交流

交流学习作为一种课堂教学方式，可以充分地发挥学生的主体性作用，学生自由地表达自己的想法，和同学进行思想的碰撞，获得更全面、更理性、更丰富地思考。在交流学习中，学生敢问、敢想、敢说、敢质疑的能力得到了有效的培养，他们的语言组织能力和口头表达能力也得到了很大的提高。交流时可以针对某一个问题发表意见，各抒己见，对数据或现象进行冷静地分析，拓展思维。《怎样滚得远》一课在实验之前引导学生讨论，怎样才能更加方便地测量与调整斜坡与地面的夹角；怎样把圆柱形的物体放在斜坡的顶部，让其自动往下滚；测量滚动距离要注意什么；为什么要把实验重复几次，用算出的平均数来表示实验结果……通过讨论让学生明确实验方法和具体的注意事项，确保实验过程的快速有效。实验结束之后，先组织学生通过对本组的实验数据进行对比和分析，获得相关的研究结论。在此基础上组织全班交流，让各小组汇报本组的研究过程和结果，并汇总全班的实验数据，说一说从中能发现什么。这样的交流可以引发学生进行深度的分析和思考，便于总结实验結论。最后还引导学生对整个实验过程进行反思交流，体会研究问题的方法，感受用实验的方法解决问题的科学性和合理性，体验学习的成功。

四、学会实践

我国著名心理学家林崇德教授曾指出：儿童掌握数学概念和运算过程。是从直观感知过渡到表象，再过渡到抽象的过程。实现这一过渡，表象是关键。因此，实验教学在教学中的加强，亦是构建这种表象的重要手段。实践告诉我们，尤其在教学中，学生通过看得见、摸得着的实验过程，能够通过自己的感触形成清晰的知识表象，再结合课堂上学生之间、师生之间的交流讨论，使学生的思维从而有了一个质的飞跃。例如，在《怎样滚得远》实验教学中，从学生实验材料的准备，到实验注意事项的讨论，再到实验过程的体验，最后分析数据、发现结论，每一个学生都全程参与，亲自动手，手脑并用，动思结合，增强学生动手“做”数学的能力，帮助学生积累数学的基本活动经验，培养实践技能。教学中，借助这样的实验手段，让学生把本来抽象的数学定律用实验直观、形象的表示出来，有效突破了课堂教学中的重点和难点，而且还满足了学生的内心世界，让他们感受到自己就是知识的发现者、研究者、探索者，学生的实践能力也不断得到提高。

五、学会创新

众所周知“创新是一个民族进步的灵魂。”小学生的创新意识和创新能力的培养，离不开教学中教师正确的引导。实验教学的有效利用，可以给学生提供更多实践的机会、更广阔的思维空间，教学中，要引导学生把实验操作与思维并举，灵活运用所学的知识解决问题，让实验操作能够真正培养学生的创新意识和创新能力。例如，教学《怎样滚得远》一课时，学生在实验过程中就发现了很多有创意的做法：有的小组准备了一副大的三角尺，便于调整坡度；有的小组为了让斜坡更稳，搬来了作业本，调节高度；有的小组没有卷尺，就用“步长”来测量物体滚动的距离；在计算平均数据时不能整除，想到用四舍五入的方法求近似数（四舍五入的方法在四年级上册还没有学习）；在自主选择一个角度进行实验时，很多小组都很有创意地选择了90°的“斜坡”……这些精彩的瞬间无不闪动着学生创意的火花，无不体现着学生智慧的光芒。

在数学实验过程中，学生在玩中学，在学中玩，学生学习数学的兴趣被充分地调动起来，在自主学习探究中深刻理解了所学的知识，让潜能得到充分的挖掘和发挥，有效促使学生潜能发展，培养了各种思维能力，学生们收获颇丰。

数学实验课，正以一种新型的教学方式和学习方式悄然兴起，因其内容新颖，教法灵活，学生参与度高而深受学生的喜爱。那么数学实验课应该怎么上、怎样设计实验、怎样引导学生操作与思考……这些都值得我们数学教师进一步研究与实践，让我们一起继续努力探索吧，让实验教学真正成为学生思维的源头活水！