數(shù)學實驗教學中的問題及對策
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【摘要】小學數(shù)學學科知識邏輯性很強，而且主要涉及公式、定理，欠缺趣味性和豐富性，學生理解難度較大，這便導致學生數(shù)學學習積極性不高、課堂效率低下，從而影響學生數(shù)學學習。所以，在數(shù)學課堂教學時，應把數(shù)學和其他趣味性教學內(nèi)容結合起來，設計數(shù)學實驗，以調(diào)動學生學習興趣，讓學生主動參與到數(shù)學學習中來，從而使學生數(shù)學學習更加有效。鑒于此，本文結合數(shù)學教學經(jīng)驗，對小學數(shù)學實驗教學進行了深入分析與探討，提出了幾點有效展開數(shù)學實驗的策略。
眾所周知，數(shù)學是一門邏輯性很強的學科，對學生綜合素質(zhì)有較高要求。近年來，在小學數(shù)學中應用實驗教學，既有利于培養(yǎng)學生獨立思考和解決問題的能力，也有利于提高課堂教學質(zhì)量。為了提高數(shù)學教學有效性，在小學數(shù)學教學中，教師應該把實驗與理論教學結合起來，驅(qū)使學生在實踐中了解相關理論知識，以促進學生全面發(fā)展。
一、小學數(shù)學實驗教學重要意義分析
（一）有利于增強學生學習興趣
興趣是學生數(shù)學學習時的“良師”，若想提高小學數(shù)學課堂教學有效性，關鍵在于增強小學生學習興趣。由于小學生好動，所以利用數(shù)學實驗可以讓其更好地融入到課堂中，不僅可以提升學習興趣，而且還可以增強學生動手能力。在進行數(shù)學實驗時，注重對小學生學習興趣展開培養(yǎng)，并積極探索更為高效的數(shù)學實驗方式。例如，在“圓柱和圓錐”教學時，為了讓小學生對“圓錐”性質(zhì)、面積、體積等各方面知識有更深層次的了解，教師可以帶領學生參加數(shù)學手工小實驗，要求學生親自動手做圓柱、圓錐模型，讓學生通過實踐和試驗，對圓錐和圓柱原理產(chǎn)生更深的認識，并進一步提高小學生實際動手能力及知識運用能力，實現(xiàn)了“從現(xiàn)象到實質(zhì)”的跨越式發(fā)展。
（二）有利于強化學生理解記憶
眾所周知，數(shù)學學科非常抽象。在課堂教學中，如果僅依靠灌輸式方式進行理論教學，并用大量練習來加強學生領悟能力，雖然學生能夠記住一些抽象數(shù)學公式，但依舊無法從根本上解決學生數(shù)學知識理解與記憶難題。為此，若想真正促使學生了解和記住數(shù)學知識，就必須遵循“感覺—形象—概念”的知識法則，運用數(shù)學實驗逐漸加深學生由知覺到表象再到觀念的認知，使學生在心靈中逐漸形成科學的數(shù)學學習觀念，最后實現(xiàn)靈活運用數(shù)學知識的目標。在此基礎上，教師在實施小學數(shù)學課堂教學工作時，要注重系統(tǒng)性、全面性、針對性地培養(yǎng)學生，借助數(shù)學實驗增強學生記憶力，不斷創(chuàng)新數(shù)學實驗方法，在加強學生自主實驗的同時，充分利用多媒體技術展開科學設計，加強實驗的“反復利用”。例如，在實施講解“比例”知識時，采用多媒體PPT動態(tài)設計，使學生充分認識到比例的特性，尤其是“放大和縮小”的知識點本質(zhì)，從而收獲更好的教學效果。
（三）有利于鍛煉學生數(shù)學思維
在小學數(shù)學教學中，教師必須確立科學化教學目的，而且要注重實施“立德樹人”，加強小學生數(shù)學思維的培養(yǎng)。由于數(shù)學實驗的直觀性、操作性、融合性等特性，使得學生對數(shù)學各個領域知識之間的相互關系有了更深了解。在小學數(shù)學課堂上，把數(shù)學實驗與小學生數(shù)學思考有機結合起來，在提問后，讓學生自己去做，去“驗證”與之有關的數(shù)學理論，而并非像既往學習時死記硬背，而是要不斷積累學習經(jīng)驗。如在講解“圓柱和圓錐”時，因為其涉及眾多知識點，所以可以通過數(shù)學實驗，讓小學生對所學知識有更深刻的理解，在實驗中驗證數(shù)學概念、定理，促進小學生邏輯思維發(fā)展。
二、數(shù)學實驗教學問題分析
（一）小學數(shù)學實驗范圍較小
小學數(shù)學教科書包含了大量實驗資料，有些資料已被教育人員編寫和應用，但仍有許多內(nèi)容未被充分重視和利用。由于數(shù)學實驗范圍狹窄，缺乏實驗資源，學生錯過了對數(shù)學知識深入理解的機會。此外，教師并未指導學生充分利用各種教學資源，系統(tǒng)地開展數(shù)學實驗，無法將抽象、靜態(tài)的知識解釋轉化為直觀、動態(tài)的知識，影響學生數(shù)學自主探究學習能力的提升。
（二）實驗目標定位欠缺延展性思考
數(shù)學實驗是為了解決數(shù)學問題的數(shù)學學習行為，目的是解決特定數(shù)學問題。通過對數(shù)學知識和數(shù)學方法的探究，得到解決問題的方法和結果并非數(shù)學實驗的唯一目標，主要目標在于通過對數(shù)學實驗的體驗，培養(yǎng)和提高學生數(shù)學思維、探究和創(chuàng)造能力。當前，許多數(shù)學教師在指導學生做實驗時，往往只追求效果，而忽視了其中所蘊涵的教育意義，特別是不重視提高思維素質(zhì)，導致數(shù)學實驗功能弱化。
（三）實驗過程缺乏最優(yōu)化規(guī)劃
充分利用好數(shù)學實驗資源，即可發(fā)揮其教育作用。然而，目前學生思維發(fā)展與數(shù)學實驗“契合度”并不高，探索時間縮短，活動不集中，沒有為學生打開思維空間。實驗中是否能充分發(fā)揮受主、客觀因素的影響，如選擇實驗材料、選擇實驗路徑、反思實驗結果等，都需要教師進行深思熟慮、系統(tǒng)地計劃，否則便會嚴重影響實驗效果。
（四）實驗方法缺乏多樣化表達
數(shù)學實驗和其他理科實驗，如生物、化學、科學實驗相似，自帶豐富性和多樣性，只有學生掌握基本實驗方法和原理，才能靈活解決實驗中出現(xiàn)的問題，提高其實驗水準。然而，目前眾多數(shù)學教師并不重視提高學生數(shù)學實驗能力，往往采取“見招拆招”辦法，不能提供多種教學方法，也不能對學生進行系統(tǒng)教學。因而，在解決問題時，學生往往會遇到“只知道實驗，卻不知道怎么做實驗”的尷尬局面。
三、小學數(shù)學實驗教學的有效策略
（一）驗證性實驗，深度探究知識
“猜想·證實”既是一種很好的數(shù)學學習手段，也是一種良好的數(shù)學思維方法。在小學數(shù)學課堂中，教師要引導學生對已學知識進行猜測，再通過驗證性實驗，讓學生對情感材料進行思考、分析、加工，由知識的感性認識上升為理性認知。比如，在講解“3的倍數(shù)特征”時，教師讓學生猜測“3的倍數(shù)”特點，學生根據(jù)“2”“5”倍數(shù)的特點，猜測到如果一個數(shù)個位數(shù)上是“3”的倍數(shù)，那這個數(shù)則是“3”的倍數(shù)。教師在數(shù)學課堂上并沒有對學生的猜測做出判斷，而是讓學生按照自身猜測，隨便寫幾個數(shù)字進行檢驗，看看是否為“3”的倍數(shù)。學生經(jīng)過測試，很快就找到了答案，有些數(shù)字確實是“3”的倍數(shù)，比如“63”“1089”等，但也有一些數(shù)字不是“3”的倍數(shù)，比如“169”“1003”等。教師抓住機會，把學生注意力轉移到了“1089”等“3”的倍數(shù)上，引導學生繼續(xù)猜測，學生則會質(zhì)疑會不會和個位數(shù)上的數(shù)字總和有關系？這一點被全班同學認同，學生又開始了新一輪的實驗。通過以上例子，教師將學生數(shù)學知識基礎和生活體驗結合起來，讓學生去猜測“3”的倍數(shù)特性，通過“猜測—驗證—猜測—再次確認”的學習方法，體驗到了學習數(shù)學的樂趣。
（二）理解性實驗，內(nèi)化數(shù)學概念
在教學過程中，教師要根據(jù)學生認知特征，帶領學生進行理性的、直觀的實驗體驗，使學生由已知領域逐漸進入到新領域，并把直觀的體驗轉化為認知和數(shù)學模型，形成完整的知識系統(tǒng)。在“體積的意義”教學中，教師為學生設計了一個用玻璃器皿裝東西的實驗，以便更好地了解其含義。試驗條件是將沙粒倒入玻璃瓶中，在玻璃瓶中放置一根長方形木頭，再將之前的沙子倒入其中。此時還有好多沙子沒有倒入玻璃瓶，教師讓學生就為什么會出現(xiàn)這種情況進行交流。這時，學生對“量”的含義有了一定的感性認識，但是大多數(shù)學生思想仍然混亂，不清楚其中內(nèi)涵。教師讓學生向燒杯里倒上水，又往里面加了一塊石頭，頓時水就流了出來。很明顯，石頭占據(jù)了杯子的一部分，水就流了出來。在這個實驗過程中，學生了解到了“容積”的含義，“物體所占據(jù)的空間”即“容積”。在以上實驗中，教師并未直接向?qū)W生表明容積含義，而是指導學生參加理解性實驗，在實驗過程中使得學生逐步認知容積，激活學生思考能力。
（三）探索性實驗，建構數(shù)學知識
小學時期的孩子好奇心較強，對未知事物具有強烈的探索心理。為此，在具體教學實踐過程中，教師就應改變固有的教學思想和方式，嘗試把數(shù)學知識融入到學習活動中，為學生預留更多時間和空間去探究。在探索式實驗中，學生能夠積累更多實驗經(jīng)驗，參與到知識生成和發(fā)展過程，從而達到會學、會用的狀態(tài)，真正理解數(shù)學的真正意義和價值。比如，在學習“長方形的面積”時，教師組織學生參加制作正方形的實驗，每一個正方形的邊長均為1cm，再用小正方形擺成長方形。在新課程開始前，教師讓學生拿出一個小方塊，引導學生根據(jù)自身喜好，畫出一個矩形。在完成動手實驗后，各個小組分別展示本組成果。有些小組選擇用10個小方塊，制作成寬度為2cm、長度為5cm的長方形，有小組則選擇用12個小方塊，制作成寬度為3cm、長度為4cm的長方形。根據(jù)這一點，教師要求學生考慮矩形面積與長、寬之間的聯(lián)系。通過提問“如何計算矩形面積”，使得學生成功歸納出矩形面積計算公式。在此基礎上，教師設計探索性實驗，讓學生參與到推導矩形面積的公式中去，從而構建數(shù)學模型，增強學生對所學知識的理解。
（四）生活性實驗，提升應用能力
數(shù)學和日常生活息息相關，生活就是其發(fā)展源泉，學生在課堂上所學的東西，都會被應用到日常解決實際問題的過程中。在課堂上，教師可以帶領學生做一些生活類實驗，把生活事例融入到數(shù)學實驗課堂中，把數(shù)學和學生生活聯(lián)系起來，使學生能夠從生活角度思考問題，并把所學東西運用到實際中去，這樣才能提高學生數(shù)學知識的實際運用能力。比如，結合校園綠化面積這一生活問題，要求學生測量校內(nèi)綠化面積，學生經(jīng)過思考和交流，最終制定出初步活動計劃。教師為學生配備測量卷尺、長繩等測量工具，并引導學生走出教室，根據(jù)學校草坪、花圃、樹林形狀，采集相關資料。學?；▓@為長方形，但在花園中間位置卻存在一條直線，大多數(shù)學生在測量花園綠化面積時，普遍認為要先計算花園寬度和長度，再用長方形花園減去道路長度。還有一些學生則認為，直接測量長方形花壇長度和寬度，再用花壇寬減去小路寬，乘以花壇高度，即可獲得花園綠地面積。通過對所學知識的運用，使問題得到了切實解答，使課本的數(shù)學知識真正地進入到了生活中，增強學生數(shù)學知識應用能力。
四、結束語
綜上所述，在小學數(shù)學教學中，實驗是非常重要的一部分知識，對學生綜合素質(zhì)的提升有很大幫助。為此，在數(shù)學教學時教師要加強對數(shù)學實驗的研究，充分利用數(shù)學實驗，探索數(shù)學規(guī)律，通過大膽想象及動手操作激發(fā)學生潛能，達到最大限度地提高學生數(shù)學學習能力的目標。
【參考文獻】
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作者:楊俊平 單位:甘肅省定西市臨洮縣南屏鎮(zhèn)嵐林寺小學
