改进小学数学实验教学 提高学生数学学习能力

江苏省扬州市邗江区实验学校 许明坚

新课标明确指出，实践操作是学生数学学习的重要方式。因此，在教学中，教师应结合教学内容，以及学生的操作水平等实际情况，科学地创设动手操作学习情境，让学生在观察、实验、猜想、推理、争论等活动中更有效地领悟数学知识的本质，实现学习活动有效性的不断提升。与此同时，真切的实验教学活动会让学生的数学学习活动经验得到有效的积累，也使得学生的动手操作能力、归纳能力和抽象思维都朝着理想的层面发展，让数学课堂教学更加高效。

一、遴选实验内容，让教学更精细

大量的教学实践表明，数学教材中的内容并非都可以用来做实验，实验教学也不是万能的。在教学中，教师既要审视教学内容，深度研读这些内容的特点，又要重视学生的动手操作能力。比如，在“平行四边形的面积计算公式推导”的教学中，教师会先鼓励学生试一试，让学生在动手活动中积累有关平行四边形面积的学习感知。因此，学生会在课堂学习任务的引导下进行个性化学习探索。有的学生用1平方厘米的方格纸去覆盖平行四边形，数出整格数和半格数，得出平行四边形的面积；也有的学生用剪刀把平行四边形先剪成一个长方形和两个三角形，可以轻松地得到长方形的面积；等等。接着，教师引导学生进行实验学习现象分析。在讨论时，有的学生提出：“把平行四边形剪成一个长方形和两个三角形的方法非常好，不过再用方格纸去覆盖计算面积就多此一举了，因为那两个三角形也是可以拼成长方形的。”不同思考的碰撞，形成了有效的智慧交互。学生会发现，这样就把平行四边形变成长方形了。最后，学生围绕这个话题开展新一轮的学习实验。他们把平行四边形沿着高剪开，再把两个部分拼在一起，就得到了一个长方形。他们发现，剪拼过程中面积是没有改变的，平行四边形的底变成了长方形的长，平行四边形的高变成了长方形的宽，因为长方形的面积是长乘宽，所以顺利地推导出了平行四边形面积的计算公式。

从上述教学案例中我们可以看出，教师要善于把握教学内容的本质，科学地设计实验教学活动，让学生在具体的数学实验中积累学习感知，形成学习体验，进而为顺利地得出概念提供强劲的助力。

二、准备实验器具，让教学有底气

在教学中，教师要想顺利地开展实验教学，就需要为学生提供必要的实验器具。学生在动手中动脑，在动脑过程中才能更有效地感悟各种实验现象，并对实验现象进行相应的猜想、验证和推理，使得实验学习效率得到提升。

比如，在“三角形的三边关系”的教学中，教师就要为学生提供必要的实验器材，为学生能顺利地进行实验学习提供有力支持，使得实验活动能够高效地、便捷地开展。

首先，教师要为学生准备好实验器具。为了提高课堂教学的实效性，以及保证学生实验探究的有效性，教师要精心地准备好实验要用的小棒等器具，比如，为实验教学准备一组组标有刻度的小棒，并按照实验预设把不同类型的三根小棒捆成一捆，为学生实验学习的顺利开展提供最适合的器材。

其次，教师要引导学生进行实验。在实验材料的支持下，学生能够较快地参与到小组实验之中，他们会拿出一组组小棒进行实验，观察实验现象，记录实验数据。这为他们的实验学习汇报、分析和推理等学习活动提供了最基本的保障。学生会在用小棒围三角形的实验活动中发现，像3厘米、3厘米、3厘米和3厘米、3厘米、5厘米等长度的小棒是可以围成三角形的，像3厘米、3厘米、6厘米和3厘米、3厘米、8厘米等长度的小棒是不可以围成三角形的。

随着实验现象的展示，以及学生学习互动的开展，学生会对这些实验现象进行相应的分析与整理，形成各种学习猜想。经过实验现象的解读与师生互动，学生能够获得三角形三边关系的认识，明白三角形三边之间的本质关系，顺利推进整个学习进度，让课堂教学充满活力。

从上述教学中我们能够看出，为学生准备好充足的、精准的实验器具，可以满足学生实验学习的需要，促进整个实验学习活动有效开展，使得学生数学学习的实效性大幅度地提升。

三、明晰实验目标，让教学有方向

明确数学实验目标，是有效开展实验教学的前提，是确保学生数学学习成效的重要维度。基于此，在教学中，教师要在甄别教学内容的同时，学习遴选教学内容，还要重视实验教学目标的设定，以及实验要达成的期望。这样才能引入必要的实验学习，鼓励学生动手、动脑，使学生的实验学习与思维活动有机地连接起来，为学生的有效学习奠定基础。

比如，在“圆柱的体积计算公式推导”一课的教学中，教师要精准地设计实验教学流程，精准地把握实验学习目标，让学生在实验中更有效地把握圆柱体积计算公式的由来，真正建构起圆柱体积计算的思维模型。

首先，设定实验教学目标。针对圆柱体积计算公式推导的教学，教师要咬定教材编写特点，以及学生对立体图形体积计算学习的经验积累，精准地把握圆柱体积计算公式推导的教学策略，特别是其中有关体积计算公式推导中实验教学目标的设定，为调控教学进程、把握学生学习状态指明方向。

依据教材内容、知识体系，以及学生学习水平等要素，教师要确定实验目标：一是鼓励学生进行不同的实验尝试，感受圆柱与长方体、正方体的区别；二是引导观察，帮助学生从圆柱底面构造引发积极的学习联想，为后续切割圆柱提供经验和知识支持；三是通过切割、组拼等，促使学生进行实验分析与思考，从中推导出圆柱的体积计算公式；四是发展学生的动手操作能力，发展学生的数学思维意识，以及归纳、推理和抽象思考等数学能力。

其次，围绕目标，引导学生进行合作实验学习，让他们在实验中理解圆柱与长方体之间的内在联系，并进行合情推理，得出圆柱的体积计算公式，形成圆柱体积计算思维模型。在实验中，学生能够发现，将圆柱切拼成近似的长方体时，其形状发生了变化，但是体积是没有改变的，圆柱的底面变成了长方体的底面，高变成了长方体的高，由此可以科学地推理出圆柱的体积计算公式。由此可见，精准的实验学习目标能够促进学生进行精准的实验活动和实验学习，从而实现有效学习。

四、预设实验活动，让教学有活力

为达成实验教学目标，教师还要组织与开展教学活动，这样才能让实验教学按序推进，促进学生实验学习的高效开展。基于此，教师要预设好实验教学流程，扎实地引导学生参与实验学习活动。在实验教学中，学生会经历实验学习的数学化体验，从实验中领悟其中所蕴含的数学本质。这样，才能促使学生真正悟出数学知识的本质，让学生的数学思维得到培养，最终实现有效的学习构建，让课堂教学更加精彩。

比如，在“三角形的三边关系”的教学中，教师要围绕教学目标和实验目标，预设一组实验教学活动，让学生在实验学习中形成感知、获得体验，形成有效的认知学习，建构起三角形三边关系的数学认知。

首先，开展实验，让学生初步感知三角形的三边关系。教师设计实验任务，引导实验学习。“是不是任意一组小棒都能围成三角形呢？”学生会拿出任意一组小棒，观察长度，进行实验，并记录实验现象。学生会发现，有的可以围成三角形，有的则不可以。

其次，鼓励学生再度实验，进行深度探究，验证猜想，感悟三角形的三边关系。“为什么有的可以围成三角形，而有的则不可以呢？是不是小棒中还藏有什么秘密呢？”新的问题任务会刺激学生的神经，激发他们深入探究的热情。在如此情境下，学生会继续投入后续的实验学习之中。于是，学生会在实验数据分析中生成一些直觉：三根长度一样的小棒，一定能围成三角形等。

最后，引导学生进一步验证猜想，从实验学习中获得三角形三边关系的感知。“是不是只要有两根小棒的和大于第三根就可以围成三角形呢？”新的任务促进学生深入开展实验学习。学生在验证自己的猜想和完成教师的新任务中发现，如果三根小棒中任意两根小棒的长度的和大于第三根，则一定可以围成三角形。

总之，教师在教学中要扎实地开展好数学实验教学活动，要立足儿童立场，遵从学生的认知心理，以及他们的动手操作能力，精准地把握数学实验内容，思考实验学习活动的引导策略，让学生能够真正地动起来，让他们的大脑也随之动起来，让“做”和“思”得到较好的融合，助力学生数学学习体验的形成，促进其学习感悟不断加深。通过扎实的数学实验活动，学生的抽象思维能够得到较好的锻炼与发展，高效数学课堂也能得以形成。