小学数学实验教学策略探寻

陈樱红

“数学实验”是指在典型的数学实验环境下，学生借助一定的工具，运用一定的技术手段，对实验材料进行“数学化”操作，在操作中发现数学规律，理解数学知识，验证数学猜想，从而发展数学思维的一种数学活动。数学实验能有效改善学生的学习方式，促进学生主动参与数学学习过程，内化数学知识。那么，在小学数学教学中如何有效组织数学实验呢？

一、选择合适实验材料，优化实验环境

数学实验离不开实验材料，实验材料是数学实验的基础条件。实验材料用得好，不但便于教师组织实验，而且能够提高实验效果。

1.实验材料要弱化干扰因素

弱化干扰因素，凸显知识探索本质是教师选择实验材料的首要考虑条件。例如，教学《3的倍数特征》时，为了便于学生发现“3的倍数”的特征，教师往往会给每个学生准备一个计数器，课上组织学生在计数器上拨数，引导他们发现各个数位算珠加起来的总个数是3的倍数。但是教师往往会发现学生对“玩”的兴趣远大于“研究”的兴趣。为改变这种现象，教师不妨在实验材料上做研究，把实物计数器替换成计数器图、拨算珠变成画算珠。学生在安静的氛围中开展实验，研究就不再受材料影响。实物计数器和计数器图片表面上看似乎是一回事，其实不然。实物计数器分散了学生的注意力，自制力不强的学生容易被计数器的颜色、拨珠时发出的声音等因素干扰。而计数器图就规避了这些问题，学生以图为载体，以画为方法，一边画一边思考，有利于发现规律。一个小小的不同，带来两种截然不同的实验效果。

2.实验材料要提前准备充足

苏教版每册教材都有综合实践活动，这部分内容中的大多数适合采用数学实验的方式教学，且实验材料比较多。实际教学中，由于实验材料准备不易，很多教师不愿意认真开展数学实验，或者以教师演示代替学生实验。比如，教学《大树有多高》一课时，教师在开展数学实验之前需要准备很多根竹竿、卷尺等实验材料;课前还要把学生分成若干个小组，每个小组要明确分工;实验过程中还要关注每个小组实验活动的有效性，这些都需要教师提前准备。针对综合实践活动实验材料准备难度大的问题，其实可以在每个学期开学初就罗列出本册教材中需要的实验材料，采用提前购买或者改造自制等方式囤好充足的材料，等到需要时就可直接取用。

3.实验材料要磨掉学生新鲜劲儿

在三年级上册第三单元《认识千克和克》的教学中，“称一称”是帮助学生建立单位重量观念常用的方法，课上学生需要用到盘秤、电子秤等常见的称重工具。盘秤、电子秤对于学生来说是比较稀奇的物品，他们平时少有亲自动手称东西的机会。如果让秤和学生在数学课上第一次见面，学生极有可能收不住自己的好奇心，以至于影响学习效果。于是，笔者提前两周发出通知，让家长给自己的孩子准备一个盘秤或者电子秤，并允许孩子在家里摆弄秤，研究秤。等到学习“千克与克”的知識，组织学生进行实验时，他们对秤已经过了新鲜劲儿，就会把更多的注意力放在数学知识上。

二、制订清晰实验方案，确保实验效果

“凡事预则立，不预则废”。在开展数学实验之前，教师要精心设计实验方案。一份清晰的实验方案能引导学生从容不迫地操作，从而起到事半功倍的作用。

1明确实验目标

实验目标是指做完此实验要达到什么结果，想验证或者证明什么。学生在做数学实验之前，心里应该非常清楚做这个实验的目标。只有带着目标做实验，思考才会聚焦。

2.交代实验材料

实验材料可以用文字或者图片的形式告知学生，除了可以由教师直接提供实验材料之外，也可以让学生自己准备。

3.明晰实验流程

实验流程也可以说成实验步骤，对于小学生来说，实验步骤尤其重要。如果教师只是口头上说一说，不写在方案里面，有的学生听过就忘了，有的学生做了第一步就忘了第二步，以至于在实验过程中不知所措。

当然，实验方案并非越详细越好，如果把方案控制得太僵化，那么表面看学生做实验很“顺当”，实际上学生没有得到思维的提升。所以实验方案的制订要讲究“度”，既不要过死，也不能含糊不清。

三、充分展开实验过程，提升实验深度

与传统的教学方法相比，数学实验的开放性很强，给予学生的探究空间很大，在课上耗费的时间也比较长，这对于教师组织教学的能力是一种挑战。一场成功的数学实验要充分展开实验过程，让学生在实验中亲自经历，亲自体验，亲自思考。例如，教学《钉子板上的多边形》一课，可以这样展开数学实验过程：

1.初步体验，为实验的开展抛砖引玉

课前，先让学生在钉子板上用橡皮筋围出几个多边形，学生在围的过程中隐约感觉到图形的大小与橡皮筋撑开的大小有关系。上课一开始，教师可以直接利用学生围出的多边形作为实验材料，让学生观察并猜想“多边形的面积会与什么有关？”。此时，学生就会关注到多边形边上的钉子。数学实验就从这里开始了。

2.设置悬念，让实验的脚步停不下来

实验步骤一：让学生数一数每个图形边上的钉子数，算一算或数一数每个多边形的面积，并说说发现了什么。学生发现了“多边形的面积=多边形边上的钉子数÷2”的“规律”后，教师质疑：“规律真的这么简单吗？”引导学生回过去看课前钉子板上围出的多边形，发现有的符合，有的不符合。这样在矛盾冲突中，学生的后续实验欲望愈发强烈。

实验步骤二：把课前围出的多边形进行分类，教师引导学生继续仔细观察，看看能发现什么。学生通过实验发现符合“简单”规律的图形相同点：多边形内只有一枚钉子。此时，教师质疑：“是不是所有图形内只有一枚钉子的多边形，它的面积都是边上钉子数的一半呢？”进而引导学生举例验证。通过第二次数学实验，学生真正找到了一条规律。但是，数学实验到这里并不能“一做了之”，还要继续开展下去。

3.继续深入，让实验体验更加深刻

有了前面两个实验积累的经验，学生继续研究图形中间有二枚钉子、三枚钉子、四枚钉子……的情况，学生再次经历猜想、举例、验证、反思的过程。在学生明确实验方法的基础上，引导他们各自画，相互评，一起数，分工记，然后讨论、归纳。不仅探究到了钉子板上多边形面积中隐藏的“奥秘”，而且学到了数学探究的一般方法，数学实验给学生留下了一些思维的经验和实践的经验。

四、实验结论缓落地，探究热情不减退

在数学实验课上，学生通过对实验材料的观察和感知，对实验工具的操作和应用，调动多种感官协同作用产生猜想，进而进行操作、分析、比较、抽象、概括得出实验结论。其实，对于一个实验，结论的得出，并不是数学思考的结束，教师要延续学生的实验热情。

1.说清得出实验结论的过程

学生根据实验现象得到实验结论后，回过头要让学生说清楚整个实验的过程，即利用数学语言对实验过程进行加工和整理。当学生把实验过程用数学语言通过说的方式表达出来时，就是再次体会实验中运用的思考方法，再次感悟数学思维的力量，实验成果得到了進一步的巩固。

2.换一种方式再实验

数学实验注重操作与实践，学生在数学实验活动中，发展主体意识，体验发现的乐趣，提升思维能力。当学生在数学实验中有所发现，教师不要过早给出实验结论，而耍让学生换一种方式再实验，从不同的角度去验证最初的发现。

例如，教学《圆柱的体积》一课时，学生之前已经有了把圆转化成长方形研究面积的经验，心里自然产生把圆柱转化成学过的长方体探究体积的想法。在教材配套的数学学具袋中有现成的实验材料，这样的材料操作起来非常方便，于是实验过程变得简单起来。大部分学生通过探究圆柱和长方体底面积之间以及高之间的关系，发现可以用圆柱的底面积乘高计算圆柱的体积。学生有所发现后，教师可以抛出一个数学问题：还有其他方法可以验证圆柱体积的计算方法吗？学生的实验热情会再次被点燃，再次投入数学实验中，不断发现新的方法。

有的学生发现：圆柱沿底面直径垂直于底面切开，转化成长方体，长方体的长相当于圆柱底面周长的一半（c/2），宽相当于半径（r），高相当于圆柱的高（^），因为长方体的体积等于长乘宽乘高，所以圆柱的体积等于底面周长的一半乘半径乘高。也有的学生发现：如果把拼装好的长方体换个方向摆放，长方体的底面积相当于圆柱侧面积的一半，高相当于圆柱的半径，因为长方体的体积等于底面积乘高，所以圆柱的体积等于侧面积的一半乘半径。还有的学生发现：根据“面动成体”的道理，圆柱可以看成一个一个圆片叠加起来，那么它的体积就可以用底面积乘高计算。

如此，V=S/z的圆柱体积计算方法就在数学实验中得到了多角度验证。实验中，学生经历“直观动作思维一具体形象思维一抽象逻辑思维”的过程，他们的思维得以打开，进入了高阶思维状态。

教育家陶行知说：“人有两个宝，双手和大脑;双手能做工，大脑能思考。”数学实验教学把“做工”与“思考”紧紧联系在一起，把“听数学”变成“做数学”，把“看演示”变成“动手操作”，把“机械接受”变成“主动探究”。学生在实验中解决问题，建构知识，充分体验到数学实验的乐趣，从而进一步提高了数学素养。

注：本文系江苏省教育科学“十三五”规划201 6年度青年专项课题“小学数学‘综合与实践领域具身学习活动设计的研究”（课题编号：C-c/2016/02/59）的研究成果。