小學數學進行實驗教學的實踐研究

徐志超

摘 要 在小學數學教學中實施實驗教學是進行研究性學習較好的方式，是有效培養學生的創新意識與動手實踐能力的有效途徑。提出小學數學實驗的概念及分類，提出實驗教學的步驟與應注意的問題，以期對教師的實驗教學提供參考。

關鍵詞 小學數學；實驗教學；計算機技術

中圖分類號：G623.5 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）17-0135-02

1 引言

數學是一門系統的演繹科學，又是一門具有實驗性的歸納科學。數學是抽象的，又是來源于生活實踐的，在數學的不斷發展過程中，既有推理也有實驗。因此，在小學數學教學中進行實驗教學在情理之中，也是必須要做的一項重要教學工作。小學生的抽象思維還較弱，處于初步形成階段。小學數學實驗教學是通過做實驗，把數學中的概念通過直接的演示，讓學生容易直觀地感受，并促進形象思維方式的過渡。這種方式的教學為培養學生的抽象思維起到重要的作用，甚至收到事半功倍的效果。因而在小學數學課程標準中，把“實踐與綜合應用”列為數學課程內容的四個領域之一[1]，為此在教材安排上包含了許多具有實驗性質的內容，這足以說明實驗對小學數學教學中的重要性。

在2011版小學數學課程標準中指出，小學生的數學學習應該是在生動活潑中發揮其主動學習的能力，體現出主動參與的一面，在認真聽講時主動思考、大膽想象、學會動手、學會探究、學會合作，與教師、學生之間多互動交流等，都可以成為學生的重要學習方式。新課標要求教師給學生足夠的時間和空間去觀察與實驗，并實施推理驗證，最后解決問題。新課標中多次提出實驗的重要性，要求把其作為學生學習的重要活動。并將教學方法、教學內容等各個方面與實驗結合起來，提出相關的措施要求。

為了落實新課標的要求，小學數學教材中專門設定一個“動手做”的板塊，目的就是讓數學實驗進入學生的學習之中，通過對學習內容的操作讓學生體驗探究的過程，讓學生在動手操作中學會創造性地學習，更深層次地理解數學，提高數學能力。

2 數學實驗的概念

目前，很多數學教師對數學實驗具有不同的認識，對數學實驗也提出多種想法。筆者通過對小學數學實驗的實踐，認為數學實驗應該指在數學教學中，為了幫助學生建構特定的概念，推理數學猜想或解決數學問題，運用一定的方法，借助所提供的實驗素材，讓學生動手操作而理解數學知識的學習活動。

3 數學實驗的類型

目前，小學數學教師對實驗教學存在很多分歧，學校也沒有對數學教師的實驗做出具體規定，教師在做實驗時千差萬別。有的學者為了規范數學實驗，對其進行分類研究，認為大致可以分為觀察實驗、驗證實驗、模擬實驗、探究實驗、調查實驗等五類[2]。筆者認為，小學數學教師在做實驗的時候，可以根據教學的需要與實驗情況進行多樣化的實驗，不必拘泥于某一種形式，否則會導致實驗的單一性而且得不到應有的效果。從實踐上看，筆者認為按以下兩種方式分類較為合理。

按實驗方式分為操作性實驗、模擬性實驗 在具體操作上可分為實物操作實驗和虛擬操作實驗。

1）操作性實驗，是指在實驗之前，根據教材內容創設一個情境，讓學生通過實物動手操作，進行探究學習，進一步證明理論、假設等所要學習的內容。在小學數學教學中，運用這樣的實驗方法一般可以進行幾何圖形相關的知識學習，對定理、公式進行驗證探索。比如在學習平行四邊形面積的計算公式時，可以運用學具，對圖形進行拆分、移動、組合，最后得出求平行四邊形面積的公式[3]。當然，梯形面積、圓的面積公式等也可以運用實物實驗的方法。另外，一些與數學實踐活動緊密相關的內容也可以運用這種方法進行實驗。比如：同樣的小球彈起高度不同，與哪些因素相關？車輪的滾動角度與滾動的距離有什么關系？等等。

2）計算機模擬實驗，是指借助計算機技術對數學問題進行的情境性實驗，是通過計算機的操作，引導學生對所學知識進行實驗，學生在學習中自主探究，對所學的數學知識進行猜想與驗證。計算機能給實驗提供更為精確的實驗材料，為實驗創造一個真實的情境，為學生進行抽象的數學知識學習提供直觀模型[4]。

比如在教學高年級的“統計與概率”時，要求驗證“可能性及其大小”，其中有一個拋硬幣的概率實驗，要求實驗的次數較多，如果讓學生進行實物操作，可能會浪費大量時間，而且教學秩序得不到保障，而且拋硬幣實驗非?？菰?。在沒有電腦模擬操作時，教師為了節約教學時間，一般布置作業讓學生利用放學時間在家里做，然后在課堂上進行討論，這樣的實驗做法無法保障學生按照教師的要求做完。運用電腦模擬實驗，可以讓學生親自在電腦上進行操作。把學生分成若干個小組，每小組一臺電腦，輪流操作。電腦實驗為學生提供了大量的素材，而且有科學的實驗程序，得到的數據非常準確。通過電腦模擬實驗，學生感受到事件發生的多種可能性，既節約了大量時間，也非常認同得出的結果。

按實驗目的分為探究規律實驗和驗證假設實驗

1）探究數學規律實驗，是指對一些規律性的數學知識進行的實驗[5]。對實驗對象進行人為控制，讓學生對實驗進行觀察、思考、總結，認識數學事實，從而掌握數學知識。這樣的實驗可以用于對時間單位的認識，時、分、秒之間有什么樣的關系的教學。教師運用電腦設計一個模擬的針式鐘表，操作鐘表的針轉動，讓學生觀察，得出時、分、秒之間的關系。

2）驗證假設實驗，先由學生對一種數學知識進行假設與猜想，那么猜想與假設是不是正確？用實驗來驗證。讓學生在實驗中觀察與比較，證明自己的假設是正確還是錯誤，構建起正確的數學知識。比如“三角形的內角和是180°”這一假設是不是成立，就用到了驗證假設性的實驗。

4 數學實驗教學的步驟

在做小學數學實驗時可以按這樣的思路進行：根據學生的實際情況，設計實驗步驟，準備好之后，再運用所提供的教具、模型等進行實際操作，或者在電腦上進行模擬操作實驗，然后得出實驗結果。按照這樣的思路，可以把小學數學實驗教學分為三個步驟：第一是提出假設；第二是驗證假設；第三是得出結果并運用到生活中。endprint

在六年級有“大樹有多高”的教學內容，在學生掌握“求比值”的內容之后，讓他們對這一知識進行實踐運用，而且要用實驗驗證這一教學內容的真實性與可靠性。教學目標為：能運用“比”的規律解決生活中遇到的問題，并運用這一知識拓展測量不同物體高度。通過實驗強化了學生對“比”的認識。在實驗前，讓學生每四人一組進行實驗研究，每小組準備卷尺一個，記錄表二份，一米長的竹竿一根，二米長的竹竿三根，三米長的竹竿一根。實驗具體步驟如下。

提出假設 這是實驗的第一步，是進行實驗的前提保證。在這個步驟中，教師創設情境制造實驗的氛圍，給學生提供一個真實情境，為接下來的實驗做好鋪墊。帶著所有準備好的器材來到要測量的大樹下或者教學樓旁，給學生制造實驗的氛圍：“你們想一想，怎樣才能測量大樹的高度？”學生提出多種可能的方法，有的學生已經想到了運用所學的“等比”知識進行測量的方法。教師引導學生看到大樹的影子，并提示學生觀察與思考：“它們的高度與影子有沒有必然的聯系？能不能運用它們的關系求出大樹的高度？”

驗證假設 此步驟是本實驗的核心部分，引導學生按照實驗要求，通過具體操作，發現問題的數學規律，檢測之前提出的假設，得出正確的結論，形成數學知識。根據實驗前的設想，按步驟對實驗進行操作，分組實驗并記錄所得的數據。組織學生進行兩次不同的實驗：第一次，測量三根兩米長的竹竿的影長，得出這三根相同高度的竹竿的影子長度相同；第二次，測量幾根不同高度的竹竿，得出不同高度的物體與其影子的長度是成比例的。通過這兩次實驗，學生得出兩個規律。

拓展應用 在這一環節的教學中，進一步運用等比的知識到生活中，將數學知識與生活實踐結合起來，讓學生體驗應用數學知識解決生活問題的樂趣，提高數學的應用能力，感受數學的價值和魅力，提高學生應用數學知識解決實際問題的能力。在前兩次實驗的基礎上進行第三次實驗。實驗步驟可分為三步：第一步，測量兩米的竹竿的影長，得出比值；第二步，測量大樹的影長；第三步，根據比值，算出大樹的高度。為了提高學生的樂趣，還可以布置一些指導性的作業，比如測量出國旗桿的高度、水塔的高度等。通過實驗，學生對“比”的規律有了全面的了解，并能把這個規律與生活聯系起來，讓他們在生活中再遇到此類的問題就會自行解決了。

5 結束語

小學數學實驗教學有效提高了學生的學習興趣，讓學生對抽象的數學知識有了一種直觀的理解，提高了學習效率。同時通過實驗提高了學生的動手能力，培養了學生的探究能力。但是在開展實驗教學時還應該注意：數學實驗內容要精選，并不是所有的教學內容都要用實驗來解決，應該根據教材的要求與教學需要合理進行數學實驗教學；實驗形式多種多樣，但必須以“效果”為選擇依據，采用合理的實驗形式；實驗要規范，不可粗心大意，實驗步驟清晰、完整，記錄要準確，提高實驗的科學性與嚴密性。

參考文獻

[1]甕玉俠.巧做數學實驗 感受“容積”的實際意義：五年級數學下冊《容積與容積單位》教學實踐與反思[J].中國現代教育裝備，2014（10）：44-45.

[2]劉紅.新課程下的數學教學隨想[J].考試周刊，2015（43）：

65.

[3]許崇珍.數學實驗對學生發展的作用[J].數學學習與研究，2015（20）：152.

[4]左傳波.高中數學探究實驗室整體解決方案[J].中國教育技術裝備，2010（23）：41-45.

[5]張雅風.《探討可能性大小》教學案例及反思[J].中國校外教育，2015（9）：118.endprint