以数学实验优化小学数学教学设计的研究

⦿张余跃

在小学数学课堂上，怎样来展示数学知识，如何让学生体会和感知数学内涵？数学实验的融入，调动学生数学学习兴趣，从数学活动体验中激活数学思维，抓住数学的本质。数学知识并非“冰冷的”“抽象的”，也可以是“趣味的”“直观的”。小学阶段学生形象化思维处于主要地位，通过直观、具体的数学实验，来帮助学生构建数学模型，获得数学情感体验，积累数学经验。

一、转变课堂设计理念，构建创想数学课堂

长期以来，数学课堂教学设计，往往以教师的“教”为主线，学生被动学习，对数学知识的学习积极性不高。数学实验趣味性、直观性、生动性，更易激活数学课堂学习氛围，变“教”数学为“做”数学。如对“圆锥体积”计算公式的推导，我们在课程设计上，先向学生展示圆锥模型，接着，以手工制作活动，让学生动手制作“纸圆锥”，接着，根据圆锥与圆柱的关系，试问，在等底等高条件下，圆锥与圆柱之间有何关系？以小组讨论方式，对经典数学实验进行探究，从实验观察、操作体验、合作探究中得出结论，推导出圆锥体积公式。整个课堂上，尽量减少公式的推导与讲解，而是鼓励学生自己去观察、体验和感知，加深学生对圆锥体积计算方法的深刻理解，为灵活运用奠定基础。数学实验在课堂上的融入，为激活学生想象力、创造力提供了条件。创想课堂的搭建，要充分利用数学实验活动，以实验活动为主线，给予学生探究数学的契机。如在学习“平行四边形”时，我们先通过PPT课件，展示平行四边形的基本图形结构；接着，我们鼓励学生动手实验，如何将“平行四边形”转变为“长方形”。在进行转化过程中，发挥学生间的合作与交流，鼓励学生求异思维，去真切感知“平行四边形”与“长方形”之间的内在关系，促进学生发现数学规律，提高数学综合能力。

二、把握数学实验设计要点，突破学习难点

数学实验课程的设计，要从实验教学区域、实验器材的配置与开发，实验内容的梳理与优化，实验课例的组织与总结中来渐进完成。数学实验教学设计，要把握好重点，突出学生的动手参与数学体验。如对于“一亿有多大”“认识千克与克”“认识多边形”“正方体涂色”等内容，要详细制定实验手册和指导思路，鼓励学生从实验活动设计中，深入理解和领会数学知识。数学实验在教学设计中，要贴近学情，要与教学内容相关联。尊重学生的自主性，激活学生的参与性，化解数学知识的抽象性，发展学生的实践性。数学实验的设计，要为学生正确理解和掌握数学运算方法奠定基础。如在学习“质数与合数”时，我们可以从10以内的数入手，让学生通过分类方式，来认识“质数”与“合数”的特点，正确辨析“质数”与“合数”的内涵。同样，在学习正方体知识时，我们准备若干小正方体，以小组为单位，每个小组利用小正方体，来拼接长方形、正方形、长方体、正方体，从观察、体验中来拓展学生的数学空间想象与思维力。小学生自我认知力较弱，注意力易分散。在数学实验设计中，教师要把握课程的深浅度，关注学生感官体验，激活学生数学实验参与动机。在学习“简易方程”时，对于该节知识的设计，我们可以从“天平”动手体验中，来找准“等式”关键点，让学生结合数学实验，来理解“简易方程”的本质。数学实验，让原本抽象、枯燥的数学知识直观、生动起来，学生能够从观察、模仿、实验、猜想中，积累数学经验，增强数学探究的好奇心。数学实验设计，要以学生的参与体验为重点，鼓励学生“做”数学实验，从数学实验中获得启发，突破学习难点，培养创造力。

三、立足儿童生活经验，优化数学实验内容

数学实验是借助于一定仪器、材料、技术等手段，以学生的自主体验和操作来揭示数学知识，帮助学生从实验活动中获得数学素养。回归儿童立场，从“试”“创”“做”“悟”中，引领学生参与数学实验，在具体认知理念下获得数学浸润。如“看一看”“做一做”“说一说”“想一想”等实验活动，抓住学生数学注意力，以可视化学习、尝试化学习、创造性学习来融入数学实验。如学习“体积”时，我们展开“土豆体积的测量”活动，以分组方式，介绍数学实验目标、任务，准备所需材料及工具；在实验方法上，如何测量土豆体积？如何细化测量步骤，鼓励学生尝试不同的测量方法；对测量数据进行记录，对比不同的体积测量方法的优劣。具体来说，在土豆体积测量中，先要确定测量的工具，再选择土豆，观察初始液面高度，将土豆浸入水中，测量水体提升的高度，测量水槽的长与宽，根据水体液面高度差，来计算土豆的体积。在数学实验中，教师要把握好实验要素的统合，要从实验场域、实验器材、学生、教师等方面，营造“沉浸式”实验环境，让学生从多维度实验体验中，自主完成数学建构。如在“树叶的比”实验活动中，以自然界中的树叶为研究对象，通过采集不同的树叶，带领学生制作树叶标本，再观察、感受不同树叶的形状特点及变化，提出猜想，验证规律。数学实验活动，唤醒了学生自我探索意识，也从学生体验中收获乐趣，发展数学探究品质。

总之，数学课堂对数学实验的教学，要克服“说起来重要，做起来不要”的弊病，要契合学生认知特点，充分挖掘数学实验价值，让学生从数学实验参与、体验中，厘清数学本质与内涵，把握数学思想与解法，促进深度学习。