开展数学实验教学，助力学生思维生长

黄韵烨

【摘 要】数学是一门抽象的学科，所以在数学课堂中，教师往往偏重对学生逻辑思维能力的培养，以演绎推理的方式展开教学，导致学生惧怕数学学习。但是，数学是起源于实践的，在生活中有着广泛的应用。通过课堂实践和查阅资料，笔者发现数学实验是学习数学十分有效的途径，在手脑并用的学习过程中能促进学生思维的成长。本文将从内容的选择、学习方式的改善、评价机制的制定和解决问题的实践这几方面来展开数学实验教学探究。

【关键词】数学实验 深度思考 理解力

数学是一门培养人的思维发展的重要学科，当下的数学课堂过分强调知识的获得，人为化地强调逻辑思维方式，而忽视学生在学习过程中的观察、归纳、分析等行为的作用，从而导致学生惧怕数学学习。

数学实验恰恰能弥补这些缺点。数学实验实践性强、目的明确。学生通过数学实验，经历用眼观察、提出猜想、实验验证等环节，体验完整的数学学习过程，知道知识“从何而来”“知识是什么”“知识到哪里去”。

一、合理选取教学内容，以利于学生开展数学实验

数学起源于生活，中国数学史上有名的《九章算术》中的内容也都来源于人们的生活实践，而数学也是在不断的实验中得到发展的。在数学教学中，教师要从生活实践的角度选取适合学生学习和开展实践的内容，为学生搭建适合数学实验的平台，真正做到“做”中学，丰富学生学习的体验和感知，促进学生的深度思考。

（一）利用生活经验，提前安排学习内容

我们发现，因为缺乏生活经验，学生对一些知识接受起来比较困难。所以，在教学中，教师可以提前安排学生观察或参与制作一些数学素材，从而获得一些直接的生活经验，为新知识的学习提供感性的认识。

例如，在教学“24时计时法”之前，笔者让学生按照自己家中或想象中的钟的原型，和爸爸妈妈一起制作一个钟面。通过这样的活动，学生提前接触到了本节课的内容，在心理上先有了一种认同感，并且很自然地建立了时间的表象，降低了本节课的难度，在生活经验中弱化了时间这个抽象的学习对象的难度。

（二）设置生活情境，引导学生动手实验

既然数学学科来源于生活实践，那么，教师在教学时就能在生活中找到原型，选取适合的情境引导学生观察、思考、操作，从而让学生在理解的基础上学习数学新知，让学生体会到数学知识与生活的密切联系，激发学生对数学学习的浓厚兴趣。

例如，在教学“平移和旋转”时，笔者设计了“游乐场”里各种游乐设施的情境，如滑滑梯、摩天轮、小火车、升降机等，通过手势模拟物体的运动，从而使学生初步感知平移和旋转的特征，并根据特征进行分类。在分类的过程中，学生小组合作、积极思考，通过实验还原物体的运动方式，提高了自主学习的能力，发展了的核心素养。

二、改变学习方式，促进学生开展数学实验

当今的数学课堂提倡以生为本、把课堂还给学生。但是，很多教师习惯了以往的教学经验，忽视学生学习的过程，或直接讲授，或将这些实验过程简单带过。短期看来，这样做的确能让学生快速“掌握”课堂知识，顺利完成课堂习题，但是，从长远发展的角度看，学生的思维能力并没有得到提高。

改变学生以往的学习模式，让学生真正成为学习的主人，学会观察、提出猜想、动手验证、自主探究，这样的教学，才能真正培养学生手脑并用、积极求真的意识和习惯。

（一）在数学实验中学习知识，学生才能成为学习的主人

“儿童的智慧在他手指尖上”，要想让学生成为学习的主人，教师就要积极开展数学实验。研究表明，将数学思维和人的身体各部分动作相结合，才能最大限度地激发大脑皮层的工作效益，激发人的最深度思考。所以在数学教学中，优秀的教师都会给予学生足够的机会去实践、操作、发现。

如在教学“三角形的三邊关系”时，笔者设计了这样的教学活动：每小组的桌上都准备了若干根长短不一的吸管，小组成员任意选取三根小棒尝试围成一个三角形，并把结果记录在学习单上。

在这个教学环节中，小组成员通过动手实验会发现，并不是任意的三根小棒都能围成三角形。通过对比观察，学生发现原来能围成三角形的三根小棒都有这样的特征：任意两根小棒的长度之和都必须大于第三根小棒的长度。

在整个过程中，教师仅仅提供了参与数学实验的工具和环境，而学生成了学习的主人。对比传统的数学课堂，学生获得数学知识的过程更为主动，对数学知识理解得也更为透彻。

（二）在数学实验中开展探究，学生才能深度思考指向问题

在自主探究的过程中，学生的思维得到了发展，能力得到了提高，还学会了质疑与合作。在实验中，学生真正理解并学会应用知识。这样的课堂才是培养学生学习能力的数学课堂。

例如，在教学“可能性和可能性的大小”一课时，感受每一次摸球的不确定性是教学的难点。为了帮助学生理解“可能”，笔者是这样展开教学的：

当学生在放了3个红球和3个白球的口袋中摸到不同的结果并记录在学习单上时，教师提出质疑：“有红球和有白球的时候，是有可能摸到红球的，但是到底会在第几次摸到红球，能确定吗？”随后，教师引导学生观察刚才每组摸球的结果。学生发现，每个小组的记录单上第几次摸到红球的情况是不一定的。这时，教师指出，像这样虽然不能确定什么时候摸到，但只要一直摸下去，总会摸到红球，在数学上，我们就把它叫作“可能”。

在整个过程中，教师讲解不多，学生通过实验分析、观察和对比，意识到每一次摸球的随机性，也体会到什么叫“可能”。

三、不断完善评价机制，激励学生开展数学实验

评价是数学实验的重要环节，数学实验的教学评价应该以数学实验的目标为依据，要区别于传统的数学课堂评价，侧重于通过学生动手实践“做数学”，完整经历制定目标、动手操作、数据分析、结果反馈、回顾反思的过程，引导学生用数学的眼光和思维方式去思考与表达。所以，在教学中，笔者从内容的选择、过程的实施和结果的成效等三个方面来进行评价。

（一）实验课堂内容是否合理

教师在选择实验的内容时，要考虑其是否符合学生的认知能力，是否能激发学生的实验热情，选择的内容如果超出了大多数学生的能力范围，那么就是不合理的，数学实验的价值就会大打折扣。

例如，在教学“平移与旋转”一课时，三年级的学生只是初步认识平移和旋转，了解生活中一些现象是存在平移和旋转的，以及会判断哪些现象是平移和旋转的。但在教学中，有的教师往往喜欢提高要求，致使大多数学生的实验无效。

如下面的这道练习（见下图）：

三角形绕着点A旋转，下面哪幅图是旋转后的图形呢？

旋转中心是旋转的三要素之一，在初步接触旋转现象时，学生是不适合进行如此难度的数学实验的。数学实验的内容选择要贴近学生当下的认知水平和已有的知识基础。

（二）实验课堂过程是否有效

选择了合适的内容，就要看实验课堂过程是否有效了。教师作为教学的组织者、引导者，其一言一行都会对实验的成效起到至关重要的作用。那么，如何有效评价实验课堂过程呢？教师可以制订课堂教学的评价细则，从而改进课堂教学。（见表1）

（三）实验课堂体验是否有长进

学生作为学习的主体，在数学实验课堂中是否得到发展也是评价的重要依据之一。教师如果单凭课堂上的观察来评价学生个体，是很难发现数学实验对学生个体的影响的。关注学生个体在课堂中的体验成长要从学生的情感体验和过程体验入手，所以，也要形成量化的细表。基于此，笔者形成了以下评价表（见表2）：

四、在解决问题的实践中，检验和完善学生的实验结果

数学实验课堂的实施是否能获得教师和学生的认可，很大程度上取决于学生解决问题的能力是否得到提高。每堂课都应该留有一定的时间让学生解决一些实际问题，让学生体验到学习知识后的收获，体验学习的快乐和成就感。

例如，在学习“升与毫升”后，笔者设计了这样一个环节——“小小测量师”。学生应用自制的1升容器，选择一个生活场景，可以是家里的厨房，也可以是浴室，先估一估不同的物体的容积，再测一测。在不断的测量中，学生进一步熟悉生活中常见的一些物体大致的容积。“小小测量师”的开展使学生迸发出了思维的火花。通过这些实际应用，学生也体验到用数学知识解决生活中的实际问题所带来的成功和愉悦。

数学实验注重引导学生用数学的眼光看待世界，学生在观察、分析、推理、应用等过程中得到了能力的提升与积极的情感體验。数学实验可以促进学生思维的生长，对于发展学生的核心素养起到很好的作用。教师应更多地参与到数学实验教学中，探讨出适合学生学习的方式，让学生真正学会学习、热爱学习，成为学习的主人。