摘 要：小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)探索的過程，在實(shí)驗(yàn)中，教師不僅要帶領(lǐng)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，更要追根溯源探索其中的原理。數(shù)學(xué)是科學(xué)之王，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解釋科學(xué)現(xiàn)象，既深化了科學(xué)教學(xué)，又有助于提高學(xué)生的探索能力和創(chuàng)造能力。

關(guān)鍵詞：科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué);數(shù)學(xué)知識(shí);深化教學(xué);探索能力

小學(xué)科學(xué)是以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主的學(xué)科，小學(xué)生的年齡特點(diǎn)決定了靠單一的理論講解，難以達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)了解知識(shí)的運(yùn)作，往往更容易引發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)熱情。所以小學(xué)科學(xué)教學(xué)主要從實(shí)驗(yàn)課中汲取營養(yǎng)，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、動(dòng)手操作能力和思維能力的目的。但在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師更多的為學(xué)生展示一種現(xiàn)象，很少去探究實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)，這樣的過程學(xué)生難以有深刻的認(rèn)識(shí)和較大的興趣。因而教師在現(xiàn)象出現(xiàn)后組織學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)原理就顯得至關(guān)重要。數(shù)學(xué)是一門基礎(chǔ)學(xué)科，它是一切科學(xué)的基礎(chǔ)，達(dá).芬奇說過：在科學(xué)中，凡是用不上數(shù)學(xué)的地方，凡是和數(shù)學(xué)沒有聯(lián)系的地方，都是不可靠的。因而此時(shí)，用數(shù)學(xué)知識(shí)解釋科學(xué)原理就顯得畫龍點(diǎn)睛，更能激發(fā)學(xué)生探索真理的欲望。

以五年級(jí)下冊(cè)《杠桿》這一課為例，教學(xué)中，我首先通過在平衡木上演示，使學(xué)生體會(huì)到機(jī)械產(chǎn)生的效力和距離有關(guān)。進(jìn)而又在平衡木左側(cè)2格放4個(gè)砝碼，讓學(xué)生推測，右側(cè)該怎么放才能平衡？學(xué)生通過第一層次的實(shí)驗(yàn)對(duì)距離在杠桿中的正作用已經(jīng)有了初步認(rèn)識(shí)，進(jìn)而開始有根據(jù)的推測，這些推測雖不能全部準(zhǔn)確但都做到了近距離砝碼多，遠(yuǎn)距離砝碼少的原則，我根據(jù)學(xué)生的推測一一演示，最后集體發(fā)現(xiàn)了平衡條件，即：左2段掛4=右2段掛4=右4段掛2=右1段掛8。此時(shí)我趁熱打鐵讓學(xué)生在小組內(nèi)交流討論：為什么這些條件下就能平衡？學(xué)生內(nèi)心的探索興趣被激起，紛紛展開研究，終于部分小組有了答案并用乘法算式揭示出了關(guān)系：2ⅹ4=2ⅹ4=4ⅹ2=1ⅹ8，即左右兩邊重物與距離的乘積是相等的，所以才能保持平衡。其他學(xué)生此時(shí)恍然大悟紛紛說到：原來右側(cè)距離短用的砝碼多，距離長用的砝碼少，是因?yàn)樗鼈兊某朔e是一定的。驚喜之余我不得不為孩子們喝彩，用數(shù)學(xué)知識(shí)解釋了杠桿省力的原理，使得對(duì)杠桿的認(rèn)識(shí)更加深刻。

又比如在教學(xué)《動(dòng)滑輪與定滑輪》時(shí)，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，動(dòng)滑輪能省一半的力，定滑輪不省力，我及時(shí)追問為什么？學(xué)生積極動(dòng)腦思考，但還是心中惘然，這時(shí)我出示動(dòng)靜滑輪原理的圖片（下圖1），并標(biāo)出它們的支點(diǎn)和阻力點(diǎn)、動(dòng)力點(diǎn)，讓學(xué)生展開討論。因?yàn)橛辛饲懊娓軛U學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)很快有學(xué)生發(fā)現(xiàn)動(dòng)滑輪動(dòng)力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離是阻力點(diǎn)到支點(diǎn)距離的2倍，所以只需用一半的力，定滑輪動(dòng)力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離等于阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離，所以用的力一樣。教室里此時(shí)想起了雷鳴般的掌聲，其他學(xué)生紛紛說道：滑輪和杠桿一樣，必須兩邊的乘積相等才能平衡，所以距離越長用的力就越小。這又是一個(gè)用數(shù)學(xué)知識(shí)解釋科學(xué)原理的過程，我想這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)論學(xué)生更容易接受，印象也更深刻。

再比如在學(xué)習(xí)《齒輪》這一課時(shí)，學(xué)生通過轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪組的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：大齒輪轉(zhuǎn)的最慢，小齒輪轉(zhuǎn)的最快（上圖2）。大齒輪轉(zhuǎn)一圈時(shí)，中齒輪能轉(zhuǎn)1圈半，小齒輪能轉(zhuǎn)3圈。我及時(shí)拋出問題：為什么大齒輪轉(zhuǎn)一圈時(shí)，中齒輪能轉(zhuǎn)1圈半，小齒輪能轉(zhuǎn)3圈呢？學(xué)生積極思考，我提示他們數(shù)一數(shù)大中小齒輪的齒數(shù)看看有什么發(fā)現(xiàn)？不過一會(huì)兒大半個(gè)班的學(xué)生都舉起了手并揭示出其中原理：原來大中小三個(gè)齒輪分別有42個(gè)齒，28個(gè)齒，14個(gè)齒，因?yàn)?2÷28=1.5 ?42÷14=3所以會(huì)出現(xiàn)以上的圈數(shù)關(guān)系。更有的學(xué)生總結(jié)到：各個(gè)齒輪在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的總齒數(shù)是一樣的，只是它們每圈的齒數(shù)不同才導(dǎo)致了轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的不同等等。我想，實(shí)驗(yàn)研究到了這樣的深度，學(xué)生應(yīng)該心中了然，不僅看到了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，更明白了其中的原理，這些都和數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用密不可分。

高斯說：數(shù)學(xué)是科學(xué)之王。很多科學(xué)現(xiàn)象都可以用數(shù)學(xué)知識(shí)來解釋，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師多問幾個(gè)為什么，讓學(xué)生追根溯源用數(shù)學(xué)知識(shí)去解釋其中的原理，有助于學(xué)生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象邁向科學(xué)本質(zhì)，深化科學(xué)教學(xué)，同時(shí)提高他們的探索熱情、創(chuàng)新意識(shí)和勇于探究的能力。

作者簡介：

杭艷（1982--）女，陜西省西安市西北工業(yè)大學(xué)附屬小學(xué)數(shù)學(xué)高級(jí)教師。