让学生在实验过程中获得直接经验——“滴水实验”数学实验课的教学策略与解读

雷素芬

【课前慎思】

北师大版四年级上册《数学好玩——滴水实验》这一内容，是“综合与实践”领域的一节实验课。上好这节课必须要先弄明白两个问题：

一、数学实验与科学实验的区别

科学实验是在实验室内用实物仪器或试剂做实验，也有的是通过观察自然现象做实验。而数学实验除了利用常规的手工操作方法来做实验以外，更多的是利用计算机和数学软件进行数学定理验证和数学问题解决等。

二、什么是数学实验的数学本质

许德刚在《中学数学实验初探》中提到：“数学实验在多数意义下，是一种教学上的数学实验。通过教师创设问题情境，这样的情境可来自生活实际，来自数学本身，也可以是一个开放性的问题，在教师的引导下，学生通过操作、实践、实验，进行探索学习的一种方式。数学实验体现数学教育的几个新思想：1.以学生为中心进行探索学习、合作学习；2.以问题共同解决为中心；3.以培养能力为中心、强调终身学习；4.将数学理解、思维能力、情感态度与价值观有机统一。”数学实验有助于加深学生对数学概念的理解，培养学生的直观思维和创新能力。因此，数学实验既要注重数学学科的基础，又要关注个体适应未来社会生活和个人终身发展所必备的核心素养。

【教学片断】

片断一：导入

1.发现问题、提出问题，明确学习任务。

师：看到这个滴水的水龙头，你想到了什么？（动画播放一个正在滴水的水龙头）

生：太浪费水，要把它关紧。

师：一个没有拧紧的水龙头一年大约会浪费多少水？请你想一想，猜一猜。

生：1吨、10吨、100吨……

师：怎么才能知道同学们的猜想到底准不准确呢？

生：做实验。

师：怎么做实验？

生：到水龙头上去接。

师：那我们把听课老师留在教室里，我们一起去外面的水龙头上接。（学生全笑了，纷纷表示不可行）

教师继续提问：如果我们真去接水了，去接多久？接一年好不好？（学生又笑了，再次摇头表示不行）

师：那该怎么解决我们遇到的这两个问题呢？

【解读：让学生观看水龙头滴水的录像，直观感受，交流所看所思，并提出具有价值和开放性的问题，即“一个没有拧紧的水龙头一年大约会浪费多少水？”使学生需要综合运用所学知识、方法与策略来思考。猜想的设置，作为解决问题的第一步。】

2.思考问题、交流问题，给出解决的策略与方法。

学生小组合作探究实验的策略，形成小组的初步方案，再全班交流。

生1：我们组想用一个装满水、底下有个小洞的瓶子代替水龙头滴水，滴一小时，量一量水有多少，再计算出一年的。

生2：我们组的想法也差不多，用纸杯，滴十分钟，再计算。

生3：我们组认为滴一分钟就可以计算了。

师：我们来看看各组的方法，有没有相同之处？

生：大家滴的时间都不长，都通过计算得出了一年的滴水量。

师：不错，都是通过短时间得出的数据推算一年的滴水量。很好地运用了转化的方法。

生：大家都用别的东西代替水龙头滴水，这样比较方便。

【解读：鼓励主动思考，明确总体思路。用小组合作探究的形式来明确策略方法：“求一年大约浪费多少水，先求平均一分钟的滴水量”“求水龙头的滴水量，用瓶子等来代替它”，从简单问题入手，把大问题转化为小问题的策略蕴含着转化与类比的数学思想。】

片断二：实验

形成方案、经历过程，体会数据的真实性及实验的严谨性。

师：今天为了操作方便，老师给同学们提供了几样实验工具，全新的输液皮管和生理盐水、纸杯、量筒，你们说怎么做这个实验呢？我们需要得到哪些数据呢？请同学们想一想，有想法的可和同桌交流。

小组讨论方法、具体操作的步骤。

师：我先请一组上来示范。

生：第一步由一位同学把这个滴水装置准备好（板书：准备）；第二步打开开关，调节滴水的速度，开始滴水后用1号杯接水，不算在数据里（板书：调节）；第三步开始计时，马上把管子移到量筒里，另一名同学计时一分钟，时间到就马上移出来，关闭开关（板书：计时）；第四步量出数据，再计算（板书：收集、计算）。

师：请大家小组合作完成这个实验，并填写好实验报告。

【解读：首先组织全班交流、倾听追问、相互借鉴、教师指导，使方案更加成熟、合理。其次创造实验环境，采用输液器作为工具，更好地模拟水龙头的均匀滴水。最后，讨论、示范，以小组实验的形式让实验操作更具有规范性。鼓励学生按照实验方案进行，记录数据，计算结果。这是一个综合性、实践性和自主性较强的学习活动，过程中会生成新问题，教师要及时关注，给予个别指导，使学生积累动手实验的活动经验。】

片断三：数据分析观念的培养

1.质疑数据、解疑数据，分享实验过程的思考和结果。

全班反馈交流：

生1：我们组得到的数据是一分钟 13ml，一小时13×60=780ml，一天 780×24=18720ml，一年18720×365=6832800ml=6832800克，约6.8吨。

生2：我们组得到的数据是一分钟4.9ml，一小时4.9×60=294ml，一天 294×24=7056ml，一年 7056×365=2575440ml=2575440克，约2.6吨。

师：比刚才一组少这么多，可能吗？

生：可能的。

师：为什么差异这么大？

生：第二组滴得慢一些。

师：看来平时实验时要多次尝试。

师：有没有做失败的小组？

生3：我们组做了两次，第一次太快了，时间还没到，量筒里的水就满出去了，所以又重新做了一次慢一点的。

师：虽然失败一次，但是实验就是在不断的失败中，总结经验，不断尝试，这是一种科学研究的精神。

【解读：交流实验过程中遇到的问题，教师要引导学生学会反思学习过程和结果。每个小组可能得到的数据都不一样，要分析产生不同结果的原因及思考解决问题的策略。同时针对失败的例子，积累操作经验，培养学生的科学态度。】

2.回归生活、交流方法，唤起节约用水和解决问题的意识。

师：回顾一下，今天我们是如何做“滴水实验”的？（结合板书）

师：像这样的数学思维方法和解决问题的方式，可以运用到很多的数学问题解决中。学完这一课，你有什么感悟？

师：在生活中，你有什么好点子节约用水？

生：重复利用水。

生：随手关水龙头。

师：说得真好，希望大家行动起来，节约用水。

【解读：教师意在用真实的感受唤起学生节约用水的意识。同时通过交流感想和生活中节水的好方法，促进学生把良好的生活习惯落到实处，体现课程的综合性。】