核心素养视角下小学数学实验教学策略探究

【摘要】核心素养视角下，需进一步加强小学数学实验教学的设计与开展，引导学生在实验过程中主动思考和积极探索，从而激发学生的思维潜能，提高学生的数学思维能力，培养学生的创新精神和实践能力.基于此，文章围绕核心素养视角下小学数学实验中学生思维能力的培养展开论述，以期提高小学数学教学成效，提升学生的数学核心素养.

【关键词】核心素养；小学数学；实验；思维能力

引 言

核心素养视角下，小学数学教学中，教师不仅需要关注学生的知识与技能基础，更需要注重学生思维的发展以及综合能力的提升.数学实验为学生提供了一个亲身参与、主动探索的学习环境，有助于激发学生的学习兴趣和求知欲望.对此，则需要教师创新与优化教学模式，设计和组织有效的数学实验，从而逐步强化学生的数学思维，推动学生核心素养与综合素质的全面发展.

一、小学数学实验中培养学生思维能力的重要性

（一）有助于促进知识的深度理解

一方面，小学数学实验为学生提供了一个直观、生动的学习环境，让其能够亲身感受数学知识的产生和演变.在实验过程中，通过实际操作和观察，能够让学生直接接触数学现象，从而有利于学生更加深刻地理解知识点的本质和内在联系；另一方面，这种亲身体验的学习方式，可以使学生对知识点的记忆更加牢固，理解更加透彻.

（二）有助于激发学生的创新思维

一方面，小学数学实验中的各种问题和挑战为学生提供了创新的契机和空间.面对复杂多样的情况，学生需要突破传统思维的限制，寻找新颖的解决方式，从而有助于激发学生的创新思维；另一方面，实验过程中，还需要学生对不同的方案进行评估和批判，不断尝试新的方法和思路，筛选出最优的解决方案，从而有利于培养学生的创造性和批判性思维能力，以及塑造学生勇于探索和尝试的科学精神.

（三）有助于培养学生的问题解决能力

一方面，小学数学实验与实际生活情境的结合，能够将抽象的数学知识与具体的生活场景相联系，让学生更加清晰地认识到数学知识在现实中的应用价值，从而帮助学生更好地理解数学的实用性，有助于增强学生的学习的动力和兴趣；另一方面，这种结合还可以将理论知识转化为实际行动的能力，驱动学生在解决实际问题的过程中，灵活运用所学的数学知识，不断尝试和调整方法，由此有助于提高学生的实践能力.

二、小学数学实验中培养学生思维能力的阶段思路

（一）基础阶段———培养观察能力与动手能力

阶段目标：

①提升学生对数学实验操作流程的熟悉程度；

②培养学生对数学实验的兴趣，激发学生的学习热情.

阶段重点：

①着重引导学生掌握正确的观察方法和技巧；

②强调规范的实验操作流程，确保实验结果的准确性；

③注重培养学生的耐心和细心，以提高观察的质量.

方法思路：

①设计多样化的简单实验，吸引学生的注意力，提高学生的参与度；

②在实验过程中，及时给予指导和反馈，帮助学生改进观察和操作方法；

③创设实际生活中的数学实验情境，增强学生对实验的理解和应用能力.

（二）引导阶段———培养逻辑思维与推理能力

阶段目标：

①帮助学生学会从实验现象中提取关键信息，并进行合理的逻辑分析；

②培养学生形成严谨的思维习惯和科学的态度.

阶段重点：

①强调逻辑的严密性，确保学生的推理过程合理且准确；

②注重引导学生进行归纳和演绎，提高学生的思维灵活性；

③鼓励学生提出自己的观点和假设，培养学生的创新思维.

方法思路：

①设计具有挑战性的实验任务，激发学生的思维潜能；

②通过案例分析，让学生学习逻辑推理的方法和技巧；

③组织小组讨论，促进学生之间的思维碰撞和交流.

（三）深入阶段———培养创新思维与问题解决能力

阶段目标：

①激发学生的创新意识，鼓励学生提出独特的见解和想法；

②帮助学生掌握有效的问题解决方法和策略.

阶段重点：

①注重培养学生的发散思维，引导学生从多个角度思考问题；

②强调实践能力的培养，让学生通过实际操作解决问题；

③提供多样化的实验素材和情境，丰富学生的思维空间.

方法思路：

①设计开放性实验，给予学生更多自主探索的空间；

②引导学生进行类比和联想，拓展思维的广度和深度；

③建立问题解决案例库，让学生学习和借鉴优秀的问题解决经验.

（四）应用阶段———巩固和提升综合思维能力

阶段目标：

①强化学生对所学知识的综合应用能力，使其能够灵活运用数学知识解决实际问题；

②培养学生的系统思维能力，让学生学会从整体的角度分析和解决问题.

阶段重点：

①注重知识的迁移和拓展，引导学生将实验中所学的方法和策略应用于其他领域；

②强调对问题的多角度分析，培养学生的全面思考能力；

③加强对学生思维过程的监控和指导，及时纠正错误的思维方式.

方法思路：

①设计综合性的实验项目，涵盖多个知识点和技能点；

②开展小组合作学习，促进学生之间的交流与合作，共同解决问题；

③进行定期的思维训练和反馈，帮助学生及时发现并改进自己的思维方式.

三、小学数学实验中培养学生思维能力的实践策略

以“怎样滚得远”的数学实验为例.

（一）创设自主实验情境，激活学生思维

创设自主实验情境是指为学生提供一个具有自主性、开放性和探索性的实验环境，其有助于激发学生的学习兴趣和主动性，让学生能够在自由探索的过程中积极思考和深入学习.教师可以通过自主实验情境的创设，从而营造出轻松、活跃的学习氛围，使学生更加投入地参与到实验中，有效激活学生的数学思维.

组织合作实验探究是指将学生分成小组，共同参与实验探究活动，其有助于培养学生的团队合作精神和沟通能力.教师可以通过合作实验探究的组织，从而为学生提供更多的交流机会，促进学生之间的思维碰撞，以此强化学生思维能力的同时，培养学生的实验态度与科学精神.

例如，“怎样滚得远”实验中，教师便可提供实验材料，以此辅助自主实验情境的创设.该情境中，教师与学生活动如下：

①教师明确提出实验的主题“怎样滚得远”，引导学生思考影响物体滚动距离的因素.这有助于激发学生的好奇心和探究欲望，为自主实验情境的创设奠定基础；

②教师为学生提供多样化的实验材料，如不同形状、大小和重量的物体，让学生自主选择和组合.这样的设计使学生能够根据自己的假设和猜想进行实验，充分发挥学生的主动性和创造性；

③学生自主设计实验方案，包括实验的步骤、记录方法等，并按照自己设计的方案进行实验，并记录实验结果.通过实际操作，学生亲身体验到不同因素对物体滚动距离的影响，加深了对相关知识的理解；

④在实验结束后，组织学生进行小组讨论和交流.同时，教师引导学生对实验结果进行总结和分析，帮助学生提炼出规律和结论，进一步激活学生思维.

（二）组织合作实验探究，促进思维碰撞

例如，在“怎样滚得远”实验中，教师可以组织学生以合作的方式进行如下实验活动：

①将学生分成若干小组，每个小组由不同能力层次的学生组成，以促进多元化的思维碰撞；

②各小组围绕“怎样滚得远”这一课题进行讨论，共同确定实验的目标、方法和步骤.在讨论过程中，学生们各抒己见，充分发挥自己的想象力和创造力；

③小组成员分工合作，共同完成实验操作.学生相互配合，互相协助，共同解决实验中遇到的问题；

④教师鼓励小组之间进行交流和互动.各小组分享自己的实验结果和发现，互相学习和借鉴.在交流过程中，学生们会发现不同小组采用的方法和得出的结果可能存在差异.由此引发学生深入思考和讨论，促进思维碰撞；

⑤基于碰撞生成的新问题，教师与学生共同展开新的实验探究.

（三）设计开放实验课题，培养创新思维

设计开放实验课题是指教师在数学实验中提出具有一定开放性和探索性的课题，其有助于打破传统实验的局限性，激发学生的探索欲望.教师可以通过开放性实验课题的设计，从而为学生提供更广阔的思维空间，让学生能够充分发挥自己的想象力和创造力，以此培养学生的创新思维.

例如，“怎样滚得远”实验中，教师可以鼓励学生在实验中尝试不同的方法和策略，如改变物体的形状、重量、起始高度等，以寻求最佳的滚动效果，具体操作如下：

①添加一些小物品以增加重量，或者去除部分材料以减轻重量，进而观察重量变化对滚动距离的作用；

②改变起始高度，从较低的高度开始，逐渐升高，以探究高度因素对滚动效果的影响.

在这个过程中，教师可以给予学生充分的自主空间，让学生自由地尝试各种可能性，学生则可以根据自己的想象和创造力，提出各种新颖的方法和策略.

（四）设计综合实验课题，发展综合能力

设计综合实验课题是指将多个相关知识点融合在一起，形成具有综合性和系统性的实验课题，其有助于打破学科界限，促进知识的融会贯通.教师可以通过综合性实验课题的设计，从而提供一个全面、综合的学习环境，让学生能够在实践中整合所学知识，以此发展学生的综合能力.

以“怎样滚得远”实验主题为例，该课题不仅涉及数学知识，还涵盖科学、工程等多个领域的要素.据此，教师可以引导学生全面分析影响物体滚动距离的因素，比如物体的形状、重量、起始高度、滚动表面的材质等.然后，可设计综合实验活动如下：

①在实验准备阶段，学生需要自主选择实验材料，并设计实验方案.这一过程培养了学生的决策能力和规划能力；

②实验过程中，要求学生准确记录实验数据，包括物体的起始位置、最终位置、滚动时间等.通过对数据的收集和整理，培养学生的观察力和数据分析能力；

③组织学生进行小组讨论，分享实验结果和经验.在交流中，学生能够学习到不同的实验方法和思路，进一步拓展自己的思维；

④引导学生对实验结果进行综合分析，找出影响物体滚动距离的关键因素，并探讨如何优化实验方案以获得更好的结果；

⑤鼓励学生根据实验结果，提出改进建议和创新想法.这有助于培养学生的创新能力和解决问题的能力.

（五）优化实验评价体系，强化教学成效

设优化实验评价体系是指对现有评价体系进行改进和完善，以更好地衡量学生在数学实验中的表现和思维能力发展，其有助于全面、客观地评估学生的学习成果.教师可以通过实验评价体系的优化，从而准确地了解学生的学习情况，从而有针对性地调整教学策略，强化实验教学与思维能力培养的成效.

以“怎样滚得远”实验评价为例，可优化评价体系如下：

①确立多维度的评价指标：除了传统的实验结果，还包括学生在实验设计、操作技能、问题解决能力等方面的表现；

②引入学生自我评价机制：让学生对自己在实验中的表现进行反思与评价，促进自我认知和自我改进；

③加强同伴评价的作用：通过小组讨论和交流，学生相互评价彼此的实验操作、合作能力和思维活跃度；

④建立实验档案：记录学生在不同阶段的实验表现，以便进行纵向评价和跟踪学生的发展.

结 语

综上所述，核心素养视域下，小学数学实验中学生思维能力的培养，有利于促进知识的深度理解，激发学生的创新思维，以培养学生的问题解决能力.在教学中，教师可以按照基础———引导———深入———应用的阶段性思路，并采用创设实验情境、设计开放式实验课题等策略与方法，以此激发学生的学习兴趣和主动性，促进学生的全面发展.

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