在小学数学实验教学中促进学生知识生成

2017-07-01张加龙

中国教育技术装备 2017年9期

关键词：数学思维能力小学数学实验

张加龙

摘要结合小学数学教学实践，在审视数学实验教学价值意义的基础上，探索如何在小学数学实验教学中促进学生知识生成。

关键词小学数学；实验；数学思维能力

中图分类号：G623.5 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）09-0140-02

1 前言

2011版《义务教育数学课程标准》中特别强调：“组织学生开展实验、操作、尝试等活动，引导学生进行观察、分析，抽象概括，运用知识进行判断……教师应当努力开发制作简便实用的教具和学具，有条件的学校可以建立‘数学实验室供学生使用，以拓宽他们的学习领域，培养他们的实践能力，发展其个性品质与创新精神，促进不同的学生在数学上得到不同的发展。”作为一种有机组成和活动模式，在大力强调素质教育发展的今天，数学教师更应当把数学实验教学作为课程活动体系中的重要课题加以实践和研究。实验教学具有什么价值意义？如何有效开展小学数学实验教学活动？对此本文将从以下几个方面进行简要阐述。

2 小学数学实验教学活动的价值意义

数学实验是指为了探求数学规律、数学概念或者是解决数学实际问题，而通过实际操作开展的一种数学化探究活动。借用仪器或技术手段来开展的小学数学化实验，具有学段性、操作性、体验性、探究性和创造性等基本特点，主要分为推理验证、观察记录、探究规律和专题模拟等几种类型。在实验主题引领下，让学生通过自身经历和体验而积极开展的“学（理解）”“用（解释）”“做（建构）”等小学数学实验活动，其价值与意义集中地体现在以下几个方面。

1）有利于突出主题，有效揭示数学内容的本质。数学实验是小学基础教材体系中的重要主题之一。从苏教版基础教材来看，它的实验课总时数有55节左右，占六个年级总课时数的7.9%；而“综合与实践”占有实验课总量的36%。根据主题来组材和设计，就是让学生在观察、分析、探索、猜想、归纳等活动中，通过思维性活动来建构与之相应的数学知识，从而逐步接近它的实质和本质[1]。

2）有利于开展情境化教学活动，促进学习方式的有效转变。借助实物模型或相关教具，開展模拟、设计、制作、体验等实验活动，既充分凸显“做中学”的现代化教育理念，又集中体现了数学实验的客观存在方式。

3）有利于实现教学过程的全面开放，以积极拓展学生探究问题的有效空间。实验活动能为学生提供一个手脑互动的开放活动空间，引导他们由直观现象去获取数学知识，去验证相关结论，从而在学用过程中重新建构数学知识，成功地解决一些数学问题[2]。

4）有利于在结论追求与演绎中助推学生的数学思维能力。在小学数学实验教学过程中，小学生凭借“发现者”身份，对一些数学问题和数学现象做出观察、实验、分析、猜想、归纳和验证，从而让数学教学成为有意义的“重新建构”的过程，而且在这一“再创造”“再发现”的潜移默化过程中，学生的动手实践能力和创造性思维能力得以培养与提升。

3 对小学数学实验教学的策略性构建与运用

由于小学生的心智发育有规律性，而且具有活泼好动、求新求趣的天性，在小学数学实验教学活动中，只要教师认真组织、引导有方，就能从中赢得令人期待的良好效果。

引导小学生在实验活动中感知数学知识的逻辑 “任何一项成功的实验活动都蕴藏着严密的逻辑推理。没有逻辑推理的缜密性，实验是难以成功的，至少算不得是完美的实验活动。”如教学“长方形的表面”时，在基础教材中有“试一试”小实验题目：“拿一个长方体纸盒，沿着一些棱剪开，看看它的展开图。”这类小实验往往被教师所忽视或者简单化处理，通常是用课件演示展开图形，或者让学生简单操作，这就浪费了对其中数学逻辑的体会与感悟机会。

有鉴于此，教师应组织与引导学生进行设计，并以多人学习小组为单元开展小实验活动：用事先准备好的长方形图片来做一个长方体；沿着不同的棱边，把这一长方体剪开来；展开图片演示；再把图片适当归类；针对展开归类后的图片，在先小组后集体范围内进行研究与梳理、总结与提炼。这一操作过程并不复杂，它却能从实验角度出发，以长方形图片为基本素材，让学生开展“做、学、思”实验活动，尤其是对“不同剪法形成不同图形”的梳理归类与研究提炼，有利于他们在实际体会中感知数学知识的逻辑之理[3]。

引导小学生在实验活动中感知数学知识的想象 “在数学科学领域里，想象性思维是无处不在的。人的想象力有多强大，数学领域就有多广阔。不仅如此，数学想象力总是与美妙艺术相辅相成并和谐共处的。”小学生正处于思维能力培养与生成的原始黄金时期，不过也正处于“形象思维有余，而抽象思维欠缺”的过渡性发展阶段。正因为如此，作为教学活动的组织者、主导者和促进者，教师应当而且必须开展丰富多元的数学实验活动，让想象在“指尖上舞动”，以此让小学生初步感知数学知识的想象之美和数学活动的律动之美，从而在潜移默化中逐步培养他们的学习兴趣和数学情感。

如特级教师华应龙在进行“神奇的莫比乌斯带”教学时，首先让学生做“莫比乌斯带”实验，按“剪纸圈”把纸圈沿线剪开，并照此等分地剪下去，然后让学生把剪纸圈作品展示出来。就这样，华应龙老师把课程内容与数学实验有机地结合起来，既充分调动了学生课堂学习的积极性和创造性，又通过操作实验，把原本空乏抽象的概念符号变得具体化、形象化，从而让小学生不仅较好地学习了数学知识，而且从中切实感受到它的神奇与美妙。

引导小学生在实验活动中感知数学知识的形成数学活动需要相应的理性思维能力。这对于以形象思维为主的小学生来说，学习过程中确实有一定的难度，尤其对于思维能力欠佳的“潜能生”而言，这甚至是一种难以逾越的障碍因素。针对这种现象，如何切实做到并做好“取长补短”呢？教师可以借助数学实验这一活动平台，有效实现“化抽象为形象”的理想化教学目标。

如“认识平行”内容教学，主要是让小学生弄懂“在同一平面内，两条不相交的直线互相平行”这一概念内涵。虽然对于“在同一平面内”的理解并非本课的重点内容，却是许多小学生（尤其潜能生群体）理解上的难点所在。如何把虚拟情境转化为具体情境，让学生更好地认识并理解“同一平面”和“平行”呢？有鉴于此，教师可借助多媒体技术、“三维动画”之类的一些辅助教具，通过“空间想象—实际操作—数学抽象—数学模型”的过程，来开展演示实验教学。当然，也可准备一些学具材料，让学生分组开展实际制作活动。如此而为，化抽象为实物呈现，则是把“同一平面”这个极具“空灵”意味的数学概念生动具体地体现在实验活动之中，让学生既感受到实验过程的美妙，又感受到数学知识的动态形成之美[4]。

引导小学生在实验活动中感知数学知识的变式 “变式”是数学活动体系中常有的个性化特征。在小学数学教学过程中，教师善于把变式活动充分地显现到实验教学之中，有利于学生切实体悟数学知识及其学习过程的美妙意蕴。如教学“三角形边的认识”时，给出“长度分别为10 cm、5 cm、6 cm和4 cm的四根小棒，任意选取三根并围成一个三角形”这一实验题材。有教师设计了如下实验流程。

1）教者拿出一条线段，让学生认一认，然后现场测量这是长度为12 cm的一条线段。

2）“说一说”环节：按照各自想法，把这条线段分为三个整数段，该是什么样子呢？

3）“围一围”环节：能否用这些分好的三个线段来围一个三角形呢？可着手试着围。

4）“分一分”环节：哪些学生分成的线段成功地围起来了？哪些人没有成功？

5）“列一列”环节：把上述能够围成三角形的三条线段和不能围成的三条线段列出并区分开来。

6）“比一比”环节：你从刚才的实验过程和实验数据中能够有所发现吗？

7）“试一试”环节：重新提供一条线段，让小学生把分成的三条线段围成一个三角形。

从这一设计、操作过程和实验效果来看，它注重突出“材料”“数学意义”与“经验重组”的深度性融合，强化对学生活动过程中“思维生长”的力量，整体过程美韵十足，不失为数学实验中操作活动的范式。

4 结语

综上所述，实验就是以“实际操作+过程求证+经验总结”为呈现的一种序列化、系列化活动。在小学数学教学过程中，积极开展各类实验教学活动，不仅有利于学生更好地学习课程知识，而且有利于促进数学知识的生成，更加有利于培养善动手脑、求真务实的良好学习品质。

参考文献

[1]义务教育数学课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.