经历数学实验过程，提高学生的操作技能与创新思维

梁翠萍

【摘要】小学生的思维方式是要经历表象思维到抽象思维的过程的，对于数学问题的认识需要依靠具体的事物帮助思考。本文结合图形与几何中关于长方体体积的教学，探究如何结合实验过程来提高学生的操作技能与创新思维。

【关键词】数学实验;操作技能;创新思维

有效的小学数学课堂不只是单纯地完成教学目标，而且要力求培养学生的全方面发展。比如，培养并提高学生的操作技能与创新思维也尤其重要。因此，教师结合实际和不同学龄段学生的特点开展数学实验，创造良好的条件给予学生能通过亲自经历数学实践活动过程，自主发现数学中的概念、规律等，不仅能让学生深刻理解数学知识，而且能激发其学习兴趣，尤其对提高他们的操作技能与创新思维有着至关重要的作用。《义务教育课程标准》提出：“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。”本文结合关于长方体体积的概念、规律、解决问题的教学，探究如何结合实验过程来提高学生的操作技能与创新思维。

一、经历实验过程，帮助学生形成数学概念

在平时的教学中，教师不难发现概念的教学往往是比较“生硬”的，容易把概念硬生生地塞给学生，而忽略了给学生一个探究和思考的机会。这时，教师可以通过设置实验的方式帮助学生自主学习并對数学概念理解透彻，从而提高其操作技能。比如，在“长方体和正方体的体积”的教学过程初，由于学生的抽象思维未够成熟，对体积的概念比较难理解，教师可以先由学生讲述“乌鸦喝水”的故事，再引导学生设计出实验方案。教师给予时间和空间让学生思考实验的工具和方法，并让学生说说自己的实验思路，鼓励不同的方法出现后，由学生动手操作和发现，最后由学生尽情地展示自己的成果。这里，举例子说说实验的过程。

实验一：把一块大石头放入有红色水的玻璃杯中，观察水位的变化。学生通过观察知道了，水位上升了。学生通过思考和讨论会发现，水位上升是因为石头在杯子中占有一定的空间。

实验二：一只杯子装满了沙子，现在把沙子倒出来放在一边，取一块石头放进杯子里，再把刚才倒出来的沙子倒回杯子里，观察发生了什么。学生通过观察知道，刚才倒出来的沙子不能全都倒回杯子里了。通过实验，学生就会产生疑惑了，激发他们自主探索的意识，最终发现是石头在杯子中占有一定的空间，导致刚才可以装满杯子的沙子不能全都回到杯子里。

实验三：把一块小石头放人有红色水的玻璃杯中，观察水位的变化。通过刚才的实验一，学生已经知道了水位肯定是上升的。但似乎跟前一次的水位变化程度不同。这时，学生们想到这次的水位变化比第一次的小，就会产生认识上的矛盾，激发他们的思考兴趣，最终发现小石头占的空间比大石头占的空间小，也就是小石头的体积比大石头的体积小。

通过以上三个实验，有效地帮助学生不仅自发地理解到体积的概念，还能通过自主操作，发现了体积也有大小的比较。所以，学生经历实验过程后形成概念是受益匪浅的，能更好的理解概念，加深对知识的延伸拓展。

二、经历实验过程，帮助学生归纳数学规律

相对于整个数学知识系统来说，小学数学的数学规律和公式是相对比较简单的，学生能够通过教师的引导自主推导出来。学生在实验过程中不仅获得了亲身体验，还需要在丰富的表象上归纳出数学规律或公式。这就需要教师在课前做好备课，琢磨如何用更丰富的表象来呈现出数学的模型，以便于学生能抽象出数学规律，从而提高他们的操作能力和创新思维。比如，在“长方体的体积公式”的教学中，教师可以有效地结合实验来帮助学生归纳数学规律。

对于“长方体的体积公式”的教学，教师的一般做法都是在课堂上拿出准备好的小正方体，然后让学生自己来摆，由此发现长方体的体积公式是长×宽×高。这样的教学设计没有让学生有自主设计实验方案的机会，就更不用谈提高操作技能和创新思维了。所以，教师可以通过复习前一节课所学的体积单位来引导学生发现，要求长方体的体积公式可以借助1立方厘米的小正方体来摆一摆，由学生想出实验的工具和方法。这时，再在实验设置“动手操作，观察发现，归纳公式”这三个环节引导学生推导出长方体的体积公式。以小组为单位，用一些棱长是1厘米的小正方体摆成4个不同形状的长方体，记录它们的长、宽、高，再通过数一数的方法记录它们的体积。这样的教学设计，不把学生局限于用确定数量的小正方体来摆，而让他们自由发挥，自主决定用几个小正方体来摆出长方体，更能发挥出他们的创新思维。通过这样的动手操作、结合数据分析和思考，相信学生大多都能发现长方体的体积和长、宽、高的关系了。

三、经历实验过程，帮助学生解决问题

学生学习概念、规律和公示等数学知识，都是为了能把学到的知识应用于具体的事物中和解决生活中的数学问题。教师力求在教学中学生能够逐渐的掌握对于同一问题能有多种解决问题的策略，获得丰富的知识，最终形成独立解决数学问题的能力。那么，在图形与几何的相关数学问题中，大多是比较抽象的，学生对于建构数学模型也是比较棘手的，而数学实验这时就是很必要的“小助手”了。

比如，“求不规则物体的体积”的教学中要求梨的体积，教师可以先请学生们说说“曹冲称象”的故事，通过学生思考和讨论，启发学生可以通过排水法来求得梨的体积。然后，给予足够的时间和空间学生交流和准备实验的工具和方法。相信大多数学生都能想出如下实验流程。先往量杯里倒入一定的水，要确保倒入的水能完全浸没梨，并记录刻度。接着再往水里放入梨，让梨完全浸没在水中，再记录这时的刻度。最后，用第二次的刻度数减去第一次的得出梨的体积。在这个教学过程中，学生能通过教师的故事引导出实验的工具和方法，提高他们的创新思维，并通过亲自动手操作解决了实际问题，也提高他们的操作能力。课后，教师还能布置具有发散性思维的作业：自己选择一个不规则物体结合实验来测量它的体积。

在教学中，教师可以先设置悬疑，引导学生发挥创新思维设计出实验的方案。学生利用学具和小组合作，自主进行操作、思考，并且能用语言表达出实验的成果，再对成果加以延伸拓展，获得丰富的知识。只有让学生真正经历数学实验过程，使学生在思考、操作、观察、发现、归纳等知识碰撞中感受数学问题的内涵，体验解决问题策略的多样性，才能更好地提高学生的操作技能和创新思维。