创新数学实验组织 促进学生做思共生

葛再晓 沈开峰

(江苏省灌云县教师发展中心,江苏 连云港 222200)

小学数学知识内容抽象性较强,学习难度较高,应用实验教学法开展教学活动,让学生通过动手操作验证数学概念,解决数学问题,在探索学习中构建科学化的数学知识结构,为学生数学能力的提升与发展奠定基础.为实现素质教育的培养目标,教师应不断创新实验教学法,让学生从原本的实验观察者转变为实验参与者,在亲身体验的过程中完成观察、发现、操作、讨论、总结的全面探究过程,使学生的数学思维在探究中获得自然成长,在快乐学习中使学生的数学核心素养得到提升与发展.

1 做思共生的含义

做思共生主要由“做”和“思”两部分共同构成,“做”要求教师让学生参与到数学学习活动中,在实验操作中感受、经历知识从无到有的变化过程,在操作中不断改变验证条件,明确数学公式和定义的适用范围,在探索中把握新旧知识的关联性,在体验中激发学生参与学习的兴趣.“思”要求学生在学习活动中勤于分析和思考,在思考中推断,在猜想与实验中验证,在反思与归纳中总结,“做”与“思”相同统一最终完成整个数学知识的构建过程,使学生的思维能力和实践能力在“做”与“思”的过程中得到增强,为学生数学核心素养的形成奠定坚实基础[1].

2 数学实验教学的意义

2.1 数学实验激发学习兴趣

数学实验能够有效提升学生的动手能力,学生在动手操作的过程中结合实验观察结果和自身的数学经验探索数学知识,在探究知识的过程中推动实现新旧知识的相互融合,深化学生对知识的理解和掌握,提升学生的学习兴趣.小学生的年龄较小,思维认知能力相对有限,实验活动的融入拓展了数学教学方式,让学生在动手的过程中收获乐趣和数学知识,促进学生成长.

2.2 抽象问题形象化

数学知识较为抽象,单纯依靠教师口头说教难以让学生理解数学知识的内涵.数学实验教学法的引入让教师通过实验演示的方式展示数学知识的推导过程,让抽象性的数学概念形象化,帮助学生把握知识的形成与发展过程,让复杂的知识转换为具体的结论,为学生科学探究习惯的形成奠定基础.

2.3 发展思维能力

在数学实验教学活动中,学生不仅需要按照实验要求进行操作,更要在操作的过程中观察实验结果,分析实验结果中蕴含的数学知识,并将总结得到的数学知识抽象为具体的数学概念或是数学公式,在推理、归纳、总结的过程中深化学生对所学数学知识的记忆印象,促进学生思维能力提升[2].

3 创新实验组织,促进学生做思共生的策略

3.1 趣味要素融入,奠定共生基础

在小学数学教学中实现做思共生目标,教师在创新数学实验方法的过程中需要坚持以学生为主体的原则,站在学生的角度,结合学生的心理特点、兴趣爱好和学习习惯创新实验方法,利用趣味性的实验内容激发学生探索数学知识的兴趣,调动学生的学习思维,强化学生的实验动机,在学生积极配合、主动参与实验活动的过程中完成数学教学目标.

以教学“长方形和正方形”为例,学生初次接触周长概念,对周长的认知处于相对模糊状态.为强化实验活动的趣味性,教师可组织学生从生活环境入手,提前准备代表长方形、正方形和三角形的图形卡片及相应的实物图片.在实验活动开始前利用多媒体设备展示广场图片,结合图片提出问题:同学们,这是新民广场的俯视图,它是什么形状呢?借助问题将学生的视角从广场引向图形,推动具象化事物向抽象化数学知识转变,学生给出“长方形”的回答后,教师继续提问:现在老师想要在广场的周围拉一道防护网,但是又不知道准备多长的防护网,同学们能不能帮助老师呢?学生观察后提出可以用尺子测量广场的边长,把测量结果加在一起就能知道防护网的长度.教师结合学生的回答,将长方形、正方形和三角形卡片分发给学生,要求学生将卡片当成广场,尝试利用手边的工具测量卡片各边的长度,深化学生对图形周长概念的理解.

为进一步强化实验活动的趣味性,教师将采集的树叶和圆形的卡片发给学生,引导学生思考问题:我们能否为这些图形找到合适的测量周长的方法呢?教师将学生分为小组,以小组为单位开展实验讨论活动,一组学生在实验操作中提出猜测“如果在圆形卡片上标记一点,将卡片四周涂黑,在白纸上滚动卡片,直到标记点回归原位,用直尺测量遗留的黑色印迹,可以得到圆形卡片的周长”,并认为可以用类似的方式测量树叶的周长;另一小组学生提出将丝线绕树叶一周,通过测量丝线的长度得到不规则物体的周长.教师可鼓励学生通过其他实验方式验证自己的猜想,为学生充分理解图形的周长概念奠定基础,提升学生的思维能力[3].

3.2 组织探索实验,激发共生潜力

实验是推动人们的认知从无到有变化的关键.在数学教学过程中,学生经常出现对所学知识记忆模糊,甚至遗忘所学知识的情况.为深化学生对所学知识的印象,教师可用实验法重现知识的构建过程,在实验探索过程中完成实验现象与数学知识的多点对接,在观察、分析、总结的过程中激发学生的思做共生潜力,为学生数学思维的形成提供动力.

以“三角形、平行四边形和梯形”教学为例,为使学生掌握本节课知识,教师可在授课开始前创设情境,为学生开展探索实验奠定基础.在教学过程中,教师利用多媒体设备播放动画课件,利用课件带领学生复习长方形和正方形的面积公式,以及利用方格图纸计算长方形和正方形面积的方法,复习以往所学知识的同时,引导学生思考问题:能否在教学中借助类似的方式计算出平行四边形和梯形的面积?在实验活动开始前,教师需准备实验所需材料和器材:平行四边形纸片,方格纸,剪刀,尺子.在实验中,教师引导学生用手边的材料测量出平行四边形的面积.学生在实验中发现,如果将平行四边形拆开,可得到一个四边形和两个直角三角形,用方格纸测量三角形面积,发现直角三角形的面积正好是一个四边形面积的一半,学生将直角三角形面积与四边形面积相加,就得到了平行四边形面积.

为深化学生对平行四边形面积求取方式的认识,教师引导学生对比计算结果,学生发现两个直角三角形面积相等,此时教师继续提问:这是否说明无论平行四边形面积如何变化,两个直角三角形面积均相等呢?学生结合教师提出的建议以实验的形式尝试验证这一猜想,小组内部学生每人计算一个样本,综合后对比实验结果,发现所有实验结果中平行四边形的高形成的两个直角三角形的面积均相等.教师继续引导学生思考问题:如果两个直角三角形大小相同,那么我们沿斜边将两个直角三角形拼接在一起,可以发现什么呢?学生在实验中将平行四边形通过剪接的形式转化为长方形,认识到平行四边形的面积等于长方形的面积,在实验中学生观察发现长方形的长等于平行四边形的底,长方形的宽等于平行四边形的高,从而得到平行四边形面积公式:平行四边形的面积=底×高,让学生认识到知识的联系性和连贯性,在思做共生中激发学生的学习潜力,促进学生成长[4].

3.3 巧创应用实验,强化实践认知

做思实践中培养学生的实践认知能力是实验教学的根本目标.为实现这一目标,教师可以在实验教学活动中引入生活情境,使生活情境与教学实验相结合,生成应用型实验系统,指导学生应用实验法解决生活中的实际问题.在解决问题的过程中将操作与思考的空间还给学生,让学生成为实验教学的主体,在自主研究和分析实验的过程中最终完成实验目标.在实验过程中,提升学生的数学素养,培养学生的数学思维,使其能够用数学的视角看待生活中的问题,为学生数学核心素养的形成奠定基础.

以“圆柱和圆锥”教学为例,在教学中为帮助学生理解圆柱与圆锥之间的体积关系,教师可创设表演情境,在情境中引导学生开展应用实验活动,在实验活动中模拟生活场景,深入体验圆柱与圆锥之间的体积关系.在实验活动开始前,教师组织学生提前准备直尺、硬纸板、硬木棒、胶带、均匀细沙土、天平等实验材料,在实验活动开始前由学生以表演活动的形式还原生活场景,引出实验主题:小华是一个卖米的商贩,小明是一个买米的农户,小明要买两斤米,正常情况下小华手中的圆柱形米罐装满后就是一斤米,但是正好今天装米的米罐坏了,所以现在只能用圆锥形米罐装米,为打消小明的疑虑,小华展示了一张图纸,圆柱形米罐是长方形的,圆锥形米罐是三角形的,它们的“长”和“宽”都相等,计算后可以发现两个圆锥形米罐所装的米与一个圆柱形米罐所装的米一样多,你要买两斤米,正常是两个圆柱形米罐的量,我现在给你五个圆锥形米罐的总量,你不仅没亏,你还多拿了米,可小明看着手里的米,总觉得有点不对,大家说是哪里出了问题呢?小明手里拿到的米是多了还是少了呢?学生结合情境内容,尝试用实验的方式复现卖米过程,用提前准备好的材料分别制作圆柱形容器和圆锥形容器,用均匀沙土充当米,用天平测量圆柱形容器中沙土的重量和两个圆锥形容器中沙土的重量,通过实验帮助学生认识问题,让学生触摸实验的本质[5].

综上所述,在小学数学教学中创新实验教学法,让学生在动手探索数学知识的过程中感受到成长带来的成就感,推动实现数学知识与数学实验的深度融合,在实验教学活动中实现做思一体,促使小学数学教学质量大幅提升,为学生数学核心素养的形成与发展提供动力.