让数学实验走进课堂——数学实验在小学数学课堂教学中的应用

☉杨 凯

数学课堂中的数学实验是培养学生探究能力和动手操作能力的有效教学途径之一。教师在课堂中运用数学实验，将复杂的理论知识通过数学实验直观地为学生进行呈现，能帮助学生深入理解数学知识内容，促进学生数学核心素养和应用能力的提高。数学实验是教师对学生进行引导，将抽象的数学知识通过学生亲自动手操作来变得生动形象，能够锻炼学生的动手操作能力，激发学生在实验操作过程中对数学产生兴趣，更好地学习数学知识。数学实验作为学生学习数学的一种方法，教师通过运用实验教学来将数学知识变得直观形象，激发了学生对数学知识的求知欲，有利于在实验中提高学生的动手操作能力和数学思维，为以后的数学知识学习奠定良好的基础。

一、小学数学课堂教学中应用数学实验的原则

数学实验在课堂教学中发挥着重要作用，能创造适合学生发展的平台。教师要想发挥数学实验带来的最大作用就要引导学生参与到实验过程中，要从学生的实际需求考虑，在了解学生个性差异的基础上，选择适合学生动手来做的数学实验，并且确保实验有一定的探究价值，吸引学生主动参与。学生经过深入的思考，在动手操作参与实验的过程中学习数学知识，通过数学实验来验证数学知识的形成过程。这样学生能真正理解实验中的数学知识，并应用到日常生活中。教师应掌握教材内容，了解学生特点，以学生为中心，充分考虑学生的学习特点和对数学知识的接受能力，引导、组织学生对实验教学活动进行合理的设计，顺利组织数学实验教学活动。

二、小学数学课堂教学中应用数学实验的价值

在课堂教学活动中，教师要根据学生发展的特性，引导学生主动参与到数学学习活动中。由于学生具有生性活泼好动，记忆时间短的特征，在学习的过程中控制自我能力较差，不能很好地集中注意力。传统的课堂教学模式，教师采用灌输式的方法教学生认识数学、学习数学，枯燥的学习方式打击了学生学习的积极性，课堂上的数学活动很难顺利完成。因此，教师应该合理地开展数学实验教学活动，让学生在数学实验过程中主动参与，自主学习数学理论知识，引导学生掌握数学技能，同时要引导学生将所学的数学知识与实践生活相联系，应用数学实验，加深对数学知识的理解。数学实验活动，能够为学生提供广阔的思维空间，提高学生自主探索数学知识的能力，提高学生的参与实践能力。在课堂中应用数学实验教学，能够使学生更好地理解与运用抽象枯燥的数学理论知识，并且在操作的过程中培养动手能力，提升数学课堂的教学质量。教师在进行教学时，引导学生开展数学实验活动，把数学知识形象直观展现给学生，让数学知识系统化，帮助学生更好地掌握数学知识。

三、小学数学课堂教学中数学实验的应用策略

（一）趣味性实验，激发学生学习热情

由于数学知识具有较强的逻辑性，教师在开展数学实验的过程中，以往的灌输式的教学方式已经无法营造出活跃的课堂氛围。新的课改要求数学课堂要以学生为主体，构建活泼生动的课堂。以往的一问一答式的数学课堂模式，使学生对数学知识丧失了学习兴趣，死记硬背的方式限制了学生对数学知识的理解。学生对趣味性较强的实验更情有独钟，因此，教师要把握教材的设计目标，熟知数学教材所涉及的数学内容，了解学生心理发展的特点，开展有趣的数学实验教学活动，构建出轻松活泼、愉快自主的数学课堂，激发学生学习数学的积极性，从而增强学生学习数学的意志，提高学生主动探索意识。由于学生的发展存在着差异，因此，教师设计的数学实验活动要精心筛选每个实验所需要的实验材料。在数学实验学习的过程中，教师要让学生感受到实验所带来的趣味和魅力，从而吸引学生融入到实验活动中。

例如，教学《找规律》一课时，教师设计这样的数学实验：学校里开联欢会布置舞台，买了许多颜色的小旗来装饰，教师把学生分成四人一组，要求学生按一定的规律来装饰舞台，学生动手操作，每组的颜色规律小组内商议制定。教师设计有趣的数学实验能够激发全体学生动手操作的热情，学生以学为主，主动参与实验，课堂也生动起来。

（二）探索性实验，提升数学思维品质

在课堂中应用数学实验，可以为学生设计探索性实验来提高学生的数学操作能力。学生学习数学实验的方法有很多，主要包括动手实践、小组合作交流等。学生在进行数学实验时，课堂上呈现出来的实验活动应当是生动愉快、自主探讨、互相交流的。也就是说，在进行数学实验的过程中不能只依靠学生死记数学理论，应教育学生在实验的过程中积极思考与探索。因此，数学知识的探索认知过程，是衡量学生能否积极进行实验活动的标准，并展现在数学实验教学的全过程中。

例如，教师在教学《长方形周长》计算过程这一内容时，创设数学实验：在小组合作式的测量活动中，小组思考讨论出“测纸条”和“量边”两种测量长方形周长的方法。学生对两种测法通过实验进行操作、记录与验证，发现“测纸条”和“量边”这两种方法都有局限性，存在着误差，并在探索中总结出“长方形的周长”的计算公式。学生通过实验操作对长方形有了初步的认识，知道长方形对边相等的特征，进而探究长方形的周长计算公式：长×2+宽×2=周长，引导学生归纳总结出长方形的周长=（长+宽）×2，用字母表示：c=（a+b）×2。探究性实验在学生学习中有明显的效果，课前教具的充分准备，使学生在课堂上操作实验得心应手，枯燥的数学知识转化成探究实验，能提升学生的数学思维品质。

（三）操作性实验，丰富数学学习方法

新的课改要求教师在开展教学时创新教学模式，新型的课堂教学模式需要教师拓展学生的思维，培养学生动手操作实践能力，学生更容易理解所学的数学知识。教师采用多种教学方法，创设适合学生动手操作的实验，组织学生积极参与，小组合作共同完成实验步骤。操作过程中，教师引导学生利用观察法、体验法、论证法学习数学知识，培养学生主动参与、乐于探索的科学精神。

例如，学生在学习认识《克和千克》时，教师根据教材的教学目标设计操作性实验：一是认识秤，教师利用多媒体出示各种秤的图片，如台秤、天平、电子秤、弹簧秤、盘秤、磅秤等。通过图片认出这是称各种物体重量的不同样式的秤。教师拿出准备好的一枚2 分的硬币，指导学生放在手里掂一掂，感受一下它的轻重，然后师生合作，用天平秤来称一下它的重量。学生动手操作，初步来感知一克的重量。二是让学生从自己准备的学具中找到大约一克重的物品。小组讨论日常生活中重一克的物品有哪些。学生自主探索，在小组内讨论。寻找生活中重一克的物品，例如图钉、纽扣、螺丝钉、花生米等等。学生用手掂一掂十个2分硬币，感知10 克的重量，再掂50 克、100 克等物体的实际重量。通过学生的掂一掂，实践操作感受物体的不同重量。三是认识千克。学生用秤盘或弹簧秤称一称两袋盐的重量，教师适时指导，学生分组合作，动手操作。小组里每个同学分别掂一下两袋盐，感受1 千克的重量，并讨论交流生活中哪些物体的重量大约是一千克。［1］教师指导学生动手称一称，是数学操作性实验的基本体现。通过练习，帮助学生理解了克与千克之间的关系。探索性数学实验是让学生自主探究，亲身经历知识的发生，动手验证结论，最后学生交流领悟，让学生体会到数学知识与生活是紧密相连的。学生在实验操作中进行独立思考，教师根据学生的表现和对数学知识的掌握程度布置交流的方法和步骤，让学生在小组交流时有秩序、有条理。活跃的课堂点燃了学生学习的热情，操作性实验提高了学生的数学思维能力，不仅帮助学生熟练掌握数学知识，而且提升了课堂的教学效果。［2］

（四）开放性实验，提高数学学习能力

数学在本质上是一门由人类的思维到知识形成的学科。新的课程标准指出教师在进行数学实验教学中要设计具有开放性的实验，把课堂还给学生，学生利用生活中积累的数学知识，积极在实验中求证，进一步巩固数学理论知识，挖掘教材的深意。教师要深刻了解学生的数学能力，适应课改的需求，潜心钻研教材内容，引导学生在理解基本的数学理论知识的基础上进行拓展实验。

例如，教师在教学《认识长度单位厘米》时，可以设计开放性的数学实验，引导学生发现我们手掌的一拃、迈出的一步都能够测量比较短小的身边物体的长度。但是对于比较大的物体，由于在测量的过程中出现的误差，只能粗略地感知物体有多长，因此，教师指导学生学习更准确的测量方法。教师为学生制定出测量标准，准备统一长度的纸条，进行开放性实验之前需要学生认识统一的长度单位，让学生观察自己准备的尺子。［3］学生会发现尺上有刻度线，教师引导学生认识刻度线以后，介绍尺子上的刻度及表示的意义。认识了“厘米”这一长度单位以后，选择身边的物体长度通过测量并记录下来。学生可以量课桌的长度和宽度，数学课本的长度和宽度。学生通过实验发现了长度为1 厘米的事物，人的食指的宽度、本子上田字格的宽度、图钉的长度都是1 厘米。学生在认识感知1 厘米以后增加难度，认识几厘米。学生利用课前准备好的纸条，先用手一拃量它的长度，猜想一下大概是几厘米，然后同桌合作进行具体的量一量，再汇报交流用尺量出来的长度。量一量文具盒的长度、铅笔的长度、橡皮的长度等。学生通过这种开放性的实验，学会了对所学的数学知识进行灵活运用，发现了数学知识与生活紧密相连。开放性的数学实验，使学生的实践能力得到进一步的提高，在发挥学生自主性的基础上，实现数学知识的迁移。认识厘米的过程是知识的形成过程，结合开放性的实验操作，教师引导学生提出疑问、探索知识、解决问题，让学生在小组交流合作、动手操作的过程中掌握数学知识。在实验过程中，培养了学生运用数学知识解决实际问题的能力。对数学知识提出疑问，是学生思考的表现，提高了学生数学思维能力。数学实验带给学生探究数学知识的欲望和乐趣，把枯燥的数学知识设计成开放性的动手操作实验，激发了学生对数学探索的兴趣，培养了学生综合的数学素养。［4］

四、结语

在开展数学课堂教学时，要保证课堂实验有效完成，教师就要熟知学生认知发展的特征。有效的实验教学活动，将数学知识与生活实际紧密相连；有趣味性的数学实验，激发学生参与学习的积极性；有探索性的实验提升学生的数学思维品质，学生能够主动参与到实验活动过程中。学生有了兴趣，在实验操作过程中才能积极探索数学的奥秘。课堂中的数学实验活动，不仅发展了学生的数学思维，而且促进了学生数学思维和动手实践之间有效的融合，让抽象的数学知识在学生动手实践中实现了理论思考与实践行动的有机结合。