小学数学实验教学的现状调查分析及建议

2019-01-30陈纪德

中国现代教育装备 2019年2期

陈纪德

随着教育改革的深入发展，数学实验教学被广泛推广和应用，对于丰富教学手段及提高教学效率产生了积极的促进作用，但由于实验教学还处于探索阶段，因而在实施过程中也暴露出一些问题，需要引起重视并积极改进。以小学数学教学为例，笔者通过对自身教学情况的反思，并结合听课观察和实际调查，对存在的问题概括如下，同时提出了相应的建议。

一、教师的认识不足

数学实验作为一个新课题，不但教师缺乏教学经验，而且各类数学报刊中关于这方面的信息也很少，致使有些教师因担心影响教学进度与成绩而积极性不高。调查中发现，不少学校的很多教师很少上实验课，远远达不到新课标的要求。

建议：加深对数学实验教学的认识。新课程标准指出：“学生应当有足够的时间和空间经历观察、实验、猜测、计算、推理、验证等活动过程。”数学实验就是为获得某种数学理论、探求某个数学猜想、解决某类数学问题，运用一定的物质手段在特定的实验条件下所进行的一种数学探索活动。从长远来看，数学实验教学有利于激发学生的学习兴趣，促进学生自主探究意识的形成，培养学生发现问题、分析和解决问题的能力。可见实验教学既是新课改的要求，也是学生发展的需要。因此，要推动数学实验教学的发展，首先要提高教师的认识，帮助教师建立正确的人才观，促进教师认识到数学实验在小学数学教学中的重要意义。

还要加强对教师的培训，通过培训促进教师掌握实验教学的基本原则与方法。如实验教学一般分为创设问题情境、提出探究问题，做好实验准备、完成实验过程，寻找规律、发现解决问题方法，归纳总结、形成结论，巩固练习，应用拓展5个基本环节。这就要求有关部门有目的、有计划地组织教师定期开展相关的业务培训，以促进教师适应数学实验教学的要求与发展。

二、对数学实验理解不透

受传统教学思想的影响，谈到实验，很多教师都会与物理、化学、生物、科学等实验联系起来，认为数学实验也必须在实验室进行，需要专门的仪器和设备，如电源、药品、生物体和一些专门的设备等，还需注意防止失火、中毒、灼伤、触电等安全问题。正是由于这种片面理解，致使很多教师开展数学实验教学的积极性不高。

建议：明确数学实验教学的概念。的确，物理、化学、生物等实验需要的器材和材料等比较精密，需要谨慎使用，而且程序比较严格，不容颠倒，否则易发生危险或者实验不成功等现象。而小学数学实验选材容易，操作简单，不受时间和地点的限制，不必要到实验室才能进行，在教室或者家里就可以实验。因此，开展数学实验教学，先要明确数学实验教学的概念，知道数学实验教学不可能出现安全事故，下脚料和废料也比较好处理，有的还可以继续使用，不会造成污染等。

例如“长方形的特征”实验教学，学生只需使用长方形白纸、直尺、三角尺等简单的实验器材，就可以直观地看到并提出“长方形的两条长的边相等，两条短的边也相等”等观点，再通过折一折、量一量、比一比等活动就可以验证自己的发现，从而使长方形的特征得到验证，折、量、比、数的学习方法得到训练，“猜想—验证”的思维方式得到启蒙。

三、实验材料准备不足

众所周知，实验需要实验工具和材料，但教学实际中发现，很多数学实验课由于缺乏必要的实验工具和材料而无法有效进行。例如，在教学《圆锥的体积》公开课中，教先出示一组等底等高的圆柱、圆锥模型，目的是让学生通过观察明确这是一组等底等高的圆柱、圆锥。按照教材的设计意图，下一步是让学生向圆锥模型里灌满沙子，再把沙子倒入圆柱里，通过操作发现3次刚好倒满，从而得出等底等高的圆锥的体积是圆柱体积的三分之一这个结论。而教师由于事先没有准备好沙子，临时只好让学生以水代沙，结果弄得一片狼藉，既延误了教学时间，实验效果也不明显。

建议：和物理、化学等实验一样，数学实验也需要一套便于学生动手操作和自主探究的实验工具和材料，否则就难以开展。因此，要提高小学数学实验教学的效率，以下两方面的问题需要注意。

一是要事先把实验教学工具和材料准备充分。尤其是材料，在选择时既要突出实验内容的特征，又要注意使用的难易程度，与学生的操作水平相适应。如上述案例中，如果教师提前让学生准备好沙子或小米之类的材料，就会很好地完成实验任务。

二是要操作规范。实验过程中的相关操作是否规范关系到实验结论是否可靠，也关系到学生认真负责态度的有效养成。虽然小学数学实验教学的实验材料、操作过程等相对简单，但也须认真对待，要求教师认真示范、严格要求，引导学生规范操作。如上述案例中，在用水代替沙子的过程中，如果做到动作慢、稳，也许就不会出现外洒的现象，使实验正常进行；如果圆锥容器里每次正好盛满水，也许不会发生实验效果不明显的问题。如果操作失误时重做，也许不会产生草草收场的不良后果。

四、实验内容的选择欠正确

现行的小学数学教材中，并非所有的内容都适合实验教学。但教学实际中，很多教师犯了形式主义的错误，无论什么内容，统统拿来用于实验，结果适得其反，例如，对一些简单的路程与速度的应用题教学，为了帮助学生理解题意，一般情况下采用在黑板上画线段图的方法或利用多媒体演示就很容易让学生理解，但有的教师为了体现新课程标准的精神，让学生用文具盒、橡皮、尺子、书本等当作教具，分组进行所谓的实验，结果使课堂教学看似生动活泼，实则没有实验意义，还会浪费很多教学时间。

建议：在选择实验教学内容时，要注意选择那些数学概念、公式、法则、定律等内容，因为这些内容的形成都有其发生和发展的过程，只有通过实验，让学生经历数学学习的过程，才能使学生理解其来龙去脉，体会数学的学习方法，提高应用能力。如三角形面积公式、三角形内角和、圆的面积、不规则物体的体积等的教学都可以采用实验教学法。如《三角形的面积》教学，可提供给学生一些正方形及平行四边形的纸片，让学生通过撕、拼的办法，发现两个完全一样的锐角三角形可以拼成一个平行四边形，每一个锐角三角形的面积正好是这个平行四边形面积的一半，而平行四边形的面积=底×高，从而推导出三角形的面积=底×高÷2。

其他，如人教版教材中的“综合与实践”活动、苏教版教材中“动手做”等版块，其意图都是尝试在小学数学教学中引入数学实验，引导学生通过对学习材料的操作经历数学探索的过程，体验数学的发现与创造，实现对数学的深度理解，因而都可以用于实验教学。

五、学生的数学实验能力较差

由于数学实验教学还处于探究期，以前的教学很少涉及此类问题，现在要求学生进行数学实验往往使学生不知所措，习惯于把实验与动手操作混为一谈。在教学中发现，学生既难以设计出完整的实验方案，实验过程中也提不出什么问题，完成不了必要的归纳和总结。

建议：规范实验过程。针对这些问题，教师首先要指导学生明确实验与操作的区别。实验的目的是解决“是什么”和“为什么”的问题，突出思维的发展过程。而动手操作的目的是解决“怎样做”的问题，突出操作的过程；实验教学的方式是将事物置于特定的条件下加以观测，而动手操作是按照一定的规则、程序和技巧进行的活动。其次，要积极倡导数学实验，在教学设计时注重因材施教，循序渐进，尽量给学生提供设计、提问、猜想、操作、交流、归纳的机会，吸引学生的参与兴趣。最后，教学时要规范实验过程，突出实验的设计思想、操作步骤、归纳和总结、实际应用等，有意识地培养学生的实验技能。

例如，在教学“可能性”这一概念时，可以先准备一些硬币作为实验材料，在实验过程中，让学生分组以抛硬币的形式猜一猜落到桌面上的硬币是正面还是反面。为了验证自己猜测的准确性，再让学生抛10次，同时记录每次出现的结果，并进行统计。当学生发现实际结果与自己的预测有很大差距而产生怀疑时，再引导学生对各小组的实验情况进行统计，通过观察和分析，发现随着抛掷次数的增加，出现的统计结果也越来越接近事先的预测，从而验证自己的预测结果。在这一实验教学时，要始终围绕着“猜测→实验→分析→验证→得出结论”这条主线进行，让学生亲身体会实验的过程，掌握实验方法，最终达到提高学生实验能力的目的。

六、不能面向全体学生

新课程改革要求充分调动学生的积极性，让学生都能积极参与到教学中，使每个学生在原有基础上都有所提高。但教学实际中，有些教师由于担心完不成教学任务，致使在实验教学时只照顾到少数的优秀学生。例如，在证明“三角形内角和是180°”这个结论时，有的教师只让少数优秀学生上台操作实验，而让大多数学生作为观众。这实际上只是把教师的演示变为学生的演示而已，本质上还是一种“灌输”。

建议：以新课程标准为指导，遵循面向全体的原则，根据教学实际，采用小组合作的方式，让全体学生都能积极参与。如教学《分数的大小比较》时，可以小组为单位，由组长进行分工，分别让成员进行动手折、动眼看、动笔记等操作活动，然后交流讨论分数的大小比较方法，最后各组汇报，全班交流，教师进行补充和完善，形成规范化数学术语。这既能使学生在合作中发现结论，又能使学生在参与中提高实验能力，从而使“人人都能获得良好的数学教育，不同的人在数学上得到不同的发展”的新课程理念得到真正落实。