开展实验教学，发展数学核心素养

周健

【摘要】《数学新课标》明确提出，教学活动是师生共同参与、交往互动的过程。数学实验的开展，能够促进学生亲历知识的形成过程，发展自身数学核心素养，并切实贯彻《新课标》所倡导的“自主、探究、合作”的教育主张。文章基于小学数学高年级的课堂教学，阐述了有效开展实验教学的具体策略。

【关键词】小学数学；实验教学；数学核心素养

数学这门学科具有较强的抽象性与逻辑性，容易让学生感到枯燥、乏味，进而丧失学习的兴趣与积极性。笔者认为，教师应当把握小学生好奇心强、喜欢观察有趣事物的性格心理特点，在教学过程中巧妙地融入数学实验活动，引导他们在“玩”中学，在“做”中学，提高课堂教学效率，发展其数学核心素养。

一、沿波讨源，探究数学实验的内涵意蕴

数学实验指的是为研究与获得某种数学理论，验证某种数学猜想，解决某种数学问题，实验者运用一定的物质手段，在典型的实验环境中或特定的实验条件下所进行的数学探索活动。与物理、化学以及生物实验相比，数学实验更强调动脑，思维量大是数学实验的基本特征。

二、基于生本理念，探究数学实验的重要作用

现代教学论认为，数学教学是数学思维活动的教学，数学学习本身就是数学思维活动过程。数学实验活动能够有效激活学生的思维，强化他们的学习效果。笔者认为，教师应当善于依托数学实验开展课堂教学，充分发挥数学实验的重要作用，培养学生数学学科核心素养。

（一）开展数学实验，理解概念

列夫托尔斯泰有言：“知识，只有当它靠积极的思维得来，而不是凭记忆得来的时候，才是真正的知识。”很多教师在进行概念教学时，往往倾向于直接向学生灌输相关的数学概念，致使他们难以形成深刻的理解与记忆。教师可以通过开展数学实验，引导学生通过自主探究生成相关概念，帮助他们打下坚实的基础。

比如在对“升和毫升”进行教学时，为了让学生建立升、毫升的概念与表象，笔者组织学生开展了数学实验活动。在课堂上，笔者首先向学生介绍道：“升和毫升是计量液体的单位，分别用‘L和‘ml表示”。紧接着笔者为学生提供了不同规格的量杯、量筒以及饮料作为实验用具，并向他们说道：“想要精确测量这瓶饮料的多少，应该如何操作呢？”学生通过观察发现，在量杯和量筒的表面有刻度线以及数字，将这瓶饮料全部倒入到量杯中可以发现，水平面对应的刻度线为500ml，因此学生得出了答案：这瓶饮料有500毫升。随后笔者又提问道：“1毫升的水大概有多少？1升的水大概有多少？请大家利用实验用具感受一下。”学生通过利用量杯测量，对升和毫升形成了清晰准确的感受与认识，很好地实现了笔者所预期的知识与能力目标。

（二）开展数学实验，发现规律

学生自己发现并提出问题是创新的基础，教师在开展数学实验活动时，应当有意识地引导学生去发现与探究相关问题中的数学规律，从而提高他们的创造能力，发展其数学素养。

比如教师在对“分数的基本性质”进行教学时，向学生提问道：“唐僧有一张圆形的饼，现在要将其分给八戒，有三种分配方法：法一是将饼平均分成两份，给八戒一份；法二是将饼平均分成四份，给八戒两份；法三是将饼分成八份，给八戒四份，大家觉得哪种分配方法能让八戒得到最多的饼呢？”随后笔者将若干圆形的卡片发给学生作为学具，引导学生开展数学实验活动。学生用圆形卡片模拟了三种分饼的过程，并用阴影表示出每种方法下八戒能够得到的饼的大小。学生发现，三种方法下八戒分到的饼的大小是相等的，用分数可以分别表示为1/2、2/4、4/8，由此可以得到等式1/2=2/4=4/8。笔者讲道：“仔细观察这一等式，三个分数的分子与分母各不相同，但是分数的大小是相同的，大家思考一下其中蕴含着什么规律呢？”最终学生通过交流讨论，得到了结论：分数的分子和分母同时乘或除以相同的数（0除外），分数的大小不变。这样笔者通过设计数学实验活动，使学生自主探究得到了分数的基本性质，显著提高了他们的探究能力。

（三）开展数学实验，强化应用

数学应用意识作为数学核心素养之一，是数学课程培养的重点。笔者认为，教师可以通过组织学生进行数学实验活动，使他们学会利用课堂所学知识解决现实生活中的问题，强化自身的数学应用能力。

比如教师在对“统计”进行教学时，给学生布置了如下的课后实践作业：调查六年级所有学生最喜欢的休闲娱乐方式，选项分别为“玩游戏”“读书”“运动”“看电视”“睡觉”“其他”，选择适当的统计图表示出来，并找出最受六年级学生欢迎的休闲娱乐方式。为了解决这一问题，学生开展了数学实验活动，通过整理并分析调查数据，他们发现各种休闲娱乐方式的占比分别为玩游戏21%、读书11%、运动24%、看电视32%、睡觉7%、其他5%，并绘制了相应的扇形统计图。通过观察扇形统计图，学生快速发现最受六年级学生欢迎的休闲娱乐方式为“看电视”。在这一活动中，笔者通过组织学生根据课堂所学的知识进行数学实验活动，使他们充分体会到统计的思想与方法，促进他们对相关知识的理解与认知上升到一个新的高度，有效强化了他们的数学应用能力。

三、培养创新意识，探究数学实验的基本类型

根据实验教学的实践与探索，小学数学实验活动主要包括三种形式，分别为操作型数学实验、思维型数学实验、多媒体模拟型实验。笔者认为，广大教师应当善于组织学生开展多元化的数学实验活动，促进他们学会思考，增强创新意识。

（一）操作型，经历具体过程

操作型数学实验教学是通过创设情境，提出问题，然后由教师或学生借助一些工具、材料和实验器械进行过程演示的教学活动，目的是使学生自主探索知识，亲历知识形成的具体过程，进而加深他们的理解与记忆。教师在对与平面几何、立体几何相关的数学知识展开教学时，通过开展操作型数学实验活动，能够取得更好的教学效果。

比如在對“多边形面积的计算”进行教学时，为了使学生通过自主探究，得到多边形面积求解的方法，笔者组织学生开展了操作型数学实验活动。在课堂上，笔者讲道：“在前面的学习中，我们学习了长方形与正方形面积的计算方法，那么平行四边形的面积应该如何求解呢？请大家根据所学知识，开展小组探究。”随后笔者分发各小组若干长为5厘米、高为3厘米的平行四边形卡片。紧接着学生开始利用学具进行了动手操作活动，经过不断的摸索与尝试，他们发现平行四边形卡片通过切割与拼补，可以转化成一个长为5厘米、宽为3厘米的长方形，因为长方形的面积=底×高=5×3=15平方厘米，因此平行四边形卡片的面积为15平方厘米。由此学生归纳出平行四边形的面积计算公式为“底×高”，并且深刻领悟了转化的数学思想，高效达成了课堂的教学目标。

（二）思维型，检验假设结论

思维型数学实验教学是指通过创设问题情境，引导学生运用思维方式探究数学知识、检验数学结论（或假设）的教学活动。教师通过设计思维型数学实验活动，能够使学生的思维得到有效的训练与提升。

比如在对“圆柱和圆锥”进行教学时，教师向学生提问道：“现在有一个圆锥，底面圆的半径为2厘米，高为5厘米，该圆锥的体积为多少？”由于学生还未学过圆锥的体积计算方法，大家都面面相觑，非常困惑，于是笔者提示道：“在前面的学习中，我们学习了圆柱的体积计算公式，大家对比一下圆柱和圆锥，觉得两者的体积之间具有怎样的数量关系呢？”学生通过观察与讨论，提出了猜想：圓锥体积等于与圆锥等底等高的圆柱体积的三分之一。随后教师组织学生通过数学实验活动去验证这一猜想，首先用一个圆锥形容器盛满水，然后将水倒入与该圆锥等底等高的圆柱形容器当中，重复上述操作，可以发现倒入三次水后，正好使圆柱形容器盛满。由此学生成功验证了猜想，归纳出数学结论：圆锥体积S=1/3·Sh，空间观念与推理能力得到了有效的提升。

（三）模拟型，培养探究思维

多媒体模拟实验教学指的是借助计算机的快速运算功能和图像处理能力，模拟再现问题情境，引导学生探究知识、检验结论（或假设）的教学活动。教师在教学中设计模拟型数学实验活动，有助于培养学生良好的科学探究思维，增强其创新意识。

比如同样是在对“分数的基本性质”进行教学时，笔者在学生通过动手操作归纳出分数的基本性质之后，又进一步应用计算机强大的数据处理功能，展开了模拟型数学实验活动。在活动中，笔者在EXCEL文档的第一列依次输入分数的分子1、2、4、6、8、16、32、64、128……在第二列输入分数的分母2、4、8、16、32、64、128、256……在第三列则利用公式计算出第一列与第二列相对应单元格中数字的比值，最后可以发现，第三列得到的结果均为0.5，随后改变分子、分母的值，重复上述操作。大量的数据成功表明了学生所探究得到的规律的一般性，同时使课堂得到了有效的拓展与延伸。

综上所述，教师结合课堂教学目标与内容，巧设数学实验活动，能够有效强化学生对知识的理解与认知，发展其数学思维能力与创新意识，显著提高课堂的教学效果与质量。总之，广大教师应当注重充分挖掘数学实验的教学价值，通过让学生动手做数学实验，提升其数学能力与学科素养，建构一个高质量的数学课堂。

【参考文献】

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