借助数学实验提升数学素养

江苏宝应县实验小学（225800）

《数学课程标准》强调，教师在教学中要引导学生“做数学”，数学实验是学生“做数学”的有效形式之一。在小学数学课堂上，教师开展数学实验就是要让学生积极参与到数学探究中，促使学生对数学学习产生浓厚的兴趣，并能通过实践和切身体会去感受数学的价值和真谛，提升学生的数学核心素养。

一、借助互动实验，理解数学知识

在传统的课堂教学中，教师通常不会让学生进行数学实验，而是把所要讲解的相关知识通过灌输式的教学模式传授给学生。操作学习是《数学课程标准》倡导的主要学习方式之一，在小学数学课堂教学中，教师要善于引导学生在互动实验中理解数学知识的本质，提升他们的数学核心素养。

例如，在教学“可能性”一课时，教师引导学生开展操作实验。首先，教师让学生从装有8个黄色小球的黑袋子里随机摸球，如果摸到的是红球，则学生赢，如果摸到的是黄球，则教师赢。由于每次结果都是教师赢，于是学生要求看一看黑袋子里的球。当学生看到袋子里都是黄球时，直喊“上当了”。然后，教师在原来的袋子里放入4个红球，再抽男女生代表各一名上台摸球，如果摸到黄球则女生赢，如果摸到红球则男生赢。这种比赛性质的实验极大地调动了学生的积极性。实验过程中，学生发现一会能摸到红球，一会又能摸到黄球，就会对摸球结果进行统计，学生用到的统计方式有打勾、写正字和画图形三种。最终的实验结果自然是女生赢了。这时，教师倒出袋子里的小球，并提问：“要使男生和女生赢的可能性一样，需要怎样在袋子里放球？”让学生自己设计一个公平的摸球游戏。学生在设计摸球游戏时，也开展了摸球实验来验证游戏是否公平。在这个过程中，学生对随机摸球的“可能性相等”有了切身的体会，也明白了即使游戏规则公平，也会有输有赢。

通过摸球实验，教师有效地激发了学生学习数学的积极性与主动性，使学生对“可能性”的相关知识有了深刻的领悟。

二、借助操作实验，激活数学思维

所谓操作实验，就是通过具体的实验操作把抽象的数学知识展现出来的实验形式。在引导学生开展操作实验时，教师要把数学思想渗透到全过程，帮助学生提升个人的逻辑思维能力，进而实现对学生数学思维的培养。

例如，在教学“土豆的体积”一课时，教师设计了这样的教学计划：在课堂上把土豆放入一个装有部分水的圆柱容器里，保证水全部淹没土豆，然后对比放入土豆前后的水面高度，并计算出圆柱容器的底面积，从而得到土豆体积的大小。在开展活动时，教师并没有自己动手，而是先让学生在小组内讨论求土豆体积的具体方法，制定出最终的实验步骤。学生制定的实验步骤如下：先把一定量的水导入容器内，读出水面的高度；然后把土豆完全浸没在水里，读出水面的高度，并计算水面上升了多少；最后进行数据整理，得出土豆的具体体积。

这样的操作实验具有层次性，有利于学生逐步理解圆柱的体积公式，同时还丰富了学生数学实验的经验，有效地激活了学生的数学思维。可见，教师在教学中开展操作实验不但能有效地解决数学问题，而且能使学生形成数学思想方法，高效地完成数学学习。

三、借助探究实验，引导数学发现

小学数学教材里有很多需要验证的数学定义和理论。对于这些内容的教学，很多教师一般会提前规划好要做什么实验和怎么做，然后学生按教师的要求进行实验操作，这样的实验对培养学生的创新意识和探究能力极为不利。在教学中，教师基于教材内容引导学生开展探究实验，能很好地对学生的数学潜能进行挖掘，从而促使他们在实验中发现数学。这里所说的探究性实验，是指实验需要学生自主完成，教师只在其中适当地进行引导。这种实验方式与学生能力的发展规律和学习需要是相匹配的。

例如，在学习“钉子板上的多边形”一课时，学生猜想“多边形的面积大小是不是与图形内和图形边上的格点数量相关”，于是教师让学生小组讨论怎样用实验来证明自己的猜想。有学生说：“可以先研究正方形、长方形和梯形等简单规则的图形，因为我们已经知道了这些图形的面积计算公式。”也有学生说：“应该根据格点数量从少到多的顺序进行研究，例如先研究图形内只有一个格点的情况，再研究两个的，以此类推。”在这个过程中学生主动思考了如何进行实验，并简单地进行了操作。通过小组讨论，最终学生制订出的实验方案如下：首先围出图形内只包含一个格点的多边形；然后数出多边形边上的格点数量；最后从所记录的数量和面积的对应关系中，寻找图形内和边上的格点数与图形面积的关系。在实验中，学生逐渐发现了很多数学问题，向数学真理一步步迈进了。实验后学生得出结论：当内点只有一个时，面积=边点÷2=内点×边点÷2；当内点有两个时，面积=（内点+边点）÷2；当内点有三个和四个时，面积=（内点+边点+1）÷2，面积=（内点+边点+2）÷2，简化为边点÷2+2，边点÷2+3……学生不断地对结论进行思考和整理，最终得出一个统一的公式——面积=边点÷2+内点-1。

学生不断地探索和发现，最终得出了“皮克定理”。通过完成探究性实验，学生不仅对教材内容进行了验证，还深刻地认识和理解了相关的数学知识，对自身的数学能力进行了培养，使数学潜能得到了有效地激发。学生学到了知识，获得了成长。

四、借助开放实验，促进个性发展

在课堂教学中，教师可以用开放性实验替代封闭性实验，培养学生的创新意识，发展学生的个性。教师还应在其中发挥好引导者的角色，引导学生进行探究和讨论，从而制定出有效的实验方案，顺利展开实验。

例如，在教学“认识升和毫升”一课时，教师准备了两个高度相同但截面大小不同的瓶子，在里面装满水，让学生思考哪个瓶子里的水多一些，并设计探究实验进行验证，以加深对升和毫升的理解。学生在小组内讨论后，得到了三种实验方案：（1）准备一个大的杯子，把一个瓶子里的水全部倒进去，标记水面的位置，然后倒掉，再把另一个瓶子里的水倒入杯中，比较水面和刚才所作标记的高低；（2）准备两个完全相同的杯子，分别把两个瓶子里的水倒入杯子里，比较水的多少；（3）直接用量杯对瓶子里的水进行测量。形成实验方案后，教师让学生按上述三个实验方案进行操作，并在操作的同时，给学生介绍量筒和量杯这两种测量液体容量的容器，告诉学生“L”表示升，“mL”表示毫升。通过实验学生准确地理解了升和毫升的概念。实验后，教师把日常生活所接触到的液体引入到课堂中，让学生对其容量进行讨论，例如一大瓶可乐是多少升、一袋酱油是多少毫升等等。通过讨论生活中用升和毫升计量的液体类型，教师实现了数学与生活的链接，有效地培养了学生把理论知识应用到实践中的能力。

综上所述，教师在小学数学课堂上开展数学实验教学，能很好地培养学生的学习能力、数学兴趣和数学思想，使学生的数学素养得到有效地提升。