实验教学提升学生数学素养的实践研究

【摘 要】在教学过程中，教师要遵循小学生心理发展的特点，有效提升学生的数学素养。教师可以根据具体的学习目标、教学内容，以及学生特点等创造性地设计不同组织形式的实验，在课堂上选择合适时机组织学生进行各种实验教学，能够有效的帮助学生收集、处理、分析和解决问题，优化学生的数学知识结构。在小学数学教学中展开实验教学，是贯彻新课程理念的具体要求。

【关键词】实验教学 组织形式 数学素养

《义务教育数学课程标准（2022年版）》指出，动手实践、自主探索是学习数学的重要方式，观察、实验、猜测、计算、推理、验证等活动应是学生学习数学必经的过程。小学生好奇、好动、好问、好学，正处于以形象思维为主，抽象思维开始发展的年龄阶段，他们对于新鲜事物充满好奇，实验探究是能调动学生积极性的一项活动。将实验和课堂相结合，依托实验放松学生的身心同时提升学生的数学思维能力，这可以激发学生的学习兴趣。教师可以根据具体的学习目标、教学内容，以及学生特点等创造性地设计不同形式的实验，让学生参与实验，自己动手体验，在自主探究的过程中让学生以更直观的方式去理解抽象的知识，通过动手、动脑、动嘴等多种感官参与学习，来有效地提升学习的数学素养。

一、实验教学，必要且高效

《义务教育数学课程标准（2022年版）》指出，学生的数学学习内容应当是现实的、有意义的、富有挑战性的，这些内容要有利于学生主动的进行观察、实验、猜测、验证、推理与交流等数学活动。这里所说的实验就是意味着在教学过程中可以引入实验，因此，实验教学是贯彻新课程理念的具体要求。中高年级学生智力发育已经比较完善，对知识的认知也相对明确，然而该阶段学生个性发展，自制力弱，活泼好动并且容易受到外界影响，教授数学方式不能只是按部就班的机械式教学，可以让学生体验实验教学的优势，通过新奇有趣的事物充分调动学生学习的积极性，手、口、脑等多种感官一起参与学习，能够帮助学生更好地掌握数学知识，发展自身的思维能力，提升自身的数学素养。

在很多学科的教学中，教师会通过实验达到教学目标，而在数学教学过程中是比较缺乏实验的，教学方式比较单一，教学难度增加。然而数学的产生和形成离不开抽象，但数学却起源于实践。在这样一个学生思维能力转化的阶段，一些抽象的内容并不易于学生理解，一味的灌输式教学，学生并不能真正的理解本质，这时实验在教学中的必要性就很明显的体现出来了，在小学开展数学实验教学，符合小学生的年龄特点和认知规律，能够让学生借助具体对象进行充足的认知操作，经历观察、猜想、归纳、验证等数学活动，可以使很多抽象的内容变得更加直观，并且实验教学所营造出来的轻松愉悦氛围可以让学生的注意力高度集中，从而对知识点的掌握也更加快捷高效，同时在这个过程中，学生的观察能力、探索能力、创造能力、实践能力等都能得到相应的发展。

二、实验教学，选择合适时机

让学生明确实验目标，自己设计实验方案，动手实验，充分尝试并且通过各种途径去思考、探索，这样所积累的知识比起靠教师讲解所获得的知识要深刻得多。教师要选择合适的时机开展教学实验，来更好的开展教学，促进学生知识掌握更加扎实。

（一）课前开展，激趣引入

数学教学中，有一些枯燥的或者比较抽象的内容，教师可以在课前开展一些简单易操作的实验，激发学生的学习兴趣。比如，在探寻圆的周长计算公式的时候，教师可以准备各种圆形物件，让学生在理解实验规则的基础上动手实验，量直径、测周长，计算每一个圆的周长除以直径的商，填入实验记录表。在操作、统计、计算、分析的过程中，发现“圆的周长总是直径的3倍多一些”，从而形成对圆的周长和直径关系的初步认知。学生通过自己动手操作，经历了知识的形成过程，印象会更加深刻。

（二）课中插入，保持氛围

除了可以在课前激趣，教师还可以在一节课的课中引导学生做实验，这能够让学生积极主动的去探究学习，帮助其保持学习的兴趣。比如，在教学“轴对称图形”的过程中，可以引导学生做一些剪纸和拼图的实验，实验一：以两个学生为一组，你来画，我来剪，一个学生先在纸上画出图形的一半，另一个学生根据第一个学生画的图画，利用轴对称图形的特点剪出一个轴对称图形。实验二：将学生们提前剪好的轴对称图形沿着对称轴剪开，每个小组将剪好的图形混合放在一起，小组接力到黑板上拼出一幅完整的轴对称图形。通过这些实验，让学生经历得出轴对称图形的过程，加深了学生们对于轴对称图形特点的体会。

（三）课尾组织，巩固提升

在课堂尾声，教师可以设计一些稍有难度的实验活动，帮助他们更好地拓展思维。在教学“认识黄金比”一课时，教师可以让学生在生活中找一找黄金比的例子，如舞台主持人的站位、拍照的构图等，还可以让学生根据妈妈的身材比例设计出一双适合妈妈穿的高跟鞋。在课堂40分钟的基础上进行有效拓展，可以让学生走出教室，走向生活，学生有多大的舞台，就有多大的发展可能性。

三、实验教学，组织形式丰富

实验组织形式有很多，根据不同的教学内容教师可以选择不同的组织结构，如个体型、小组型、全班型。

例如，在教学“认识周长”的时候，教师可以引导学生开展两人一组的拓叶实验，请每个小组同学拿出准备好的一片树叶，互相合作，量一量这片树叶的周长，把周长写下来。教师引导学生交流：你们小组树叶的周长是多少？为什么这样测量的长是树叶的周长？你认为测量时要注意什么？学生操作并说明：我们围一围、量一量得到的长度，就是围成树叶一周边线的长，是树叶的周长。以小组为单位进行实验，学生在有效参与课堂的同时能够提升合作交流能力。

在教学“大树有多高”的时候，教师可以带领全班学生走出教室，在阳光下，把几根同样长的竹竿直立在平坦的地面上，同时量出每根竹竿的影长。再把几根不同长度的竹竿直立在地面上，同时量出每根竹竿的影长，计算出竹竿长和影长的比值，记录在表格里。通过实验，学生能够发现在同一地点，同一时间测得的竹竿长与影长的比值相等。根据以上的结论，教师可以继续启发学生，你能应用上面发现的规律，通过测量和计算求出大树的高度吗？你还能测量出楼房的高度吗？通过全班一起参与实验，学生的凝聚力更强了，在探究出结论之后学生会获得更多的成就感，全班学生的思维碰撞出火花，能够获得更丰富的体验。

教师还可以引导和学生做探究平行四边形面积的实验。首先，教师可以带学生复习长方形和正方形面积的计算方法。再根据长方形面积公式“面积=长×宽”提出问题：平行四边形的面积与什么是有关的呢？学生先提出自己的观点，有人认为和底有关系，有人认为和高有关系，还有人认为和底和高都有关系。教师可以引导学生通过实验验证各自的猜想：给学生发网格纸，让他们在纸上画出不同的平行四边形，写出平行四边形底和高的长度，并且利用数小方格的方法数出不同的平行四边形的面积。通过沟通交流，学生很快的发现平行四边形的面积与底和宽都有关系，底和高越大，平行四边形的面积也就越大。学生发现数小方格的方法计算面积比较慢，还容易出现错误，教师便引入第二个问题：还有没有不同的方法去求出平行四边形的面积呢？部分学生利用割补的方法，把平行四边形拼成了长方形，通过转化的思想计算出了平行四边形的面积，不仅算的更快，结果也会更加准确。接着，教师提出了第三个问题：能否利用长方形的面积计算公式来计算平行四边形的面积呢？学生提出自己的猜想，教师让学生自己在网格纸上操作，并且把自己所测量出的数据在小组内进行交流，并汇总表格当中。

通过测量和计算等实验活动，学生们发现转化后的长方形的长就是平行四边形的底，长方形的宽就是平行四边形的高，它们的面积也是一样的。通过归纳总结，学生成功的推导出了平行四边形的面积是“底×高”。

在这个实验中，每个学生都能够很好的参与课堂，不仅帮助学生巩固了利用数小方格求图形面积的方法，还让他们体会到了这个过程中蕴含的转化思想，为后面学习梯形和三角形的面积做好了铺垫。学生在实验中，通过操作、测量、计算、类比、归纳等活动，能够更好的理解平行四边形面积公式的由来，更加深刻的感受“底×高”的过程。相较于以往的直接讲述公式的教学方法，通过实验教学能够让学生更具象的去理解公式，更好的帮助学生记忆公式，并熟练的运用到平时的学习中去。

通过实验教学，学生们的积极性得到了很大的调动，每个学生都能够参与到课堂中来，教学氛围融洽；学生通过动手操作，以及仔细观察，思维得到充分的锻炼，各方面的能力也得到有效提高，也为后的学习积累了经验；实验教学还可以激发学生的竞争意识，每一个任务都会给学生闯关的感觉，因此，每个学生都想做第一个完成任务的人，他们都会开动脑筋，尽力做到最好。

实验是一个很好的媒介，保持师生之间、课堂之间良好氛围的同时，将知识点灌输于学生的脑海之中，学生理解起来容易，对知识点的掌握也更透彻，学习少了很多负担，对学习的热情逐渐提升，思维能力也得到有效锻炼。开展实验教学，注重学生的操作与实践，可以有效地丰富和改进数学学习方式，变“听”数学为“做”数学，从抽象演绎到直观感知，以机械接受转变为主动探究，促进学生对于知识内容本质的理解，有效提升了学生的数学素养。

【参考文献】

李玉新，数之乐：玩着游戏学数学[M].北京：科学出版社，2017．