曹桂芳

【摘要】數(shù)學(xué)知識的探究學(xué)習(xí)常常需要借助實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容。新課程背景下的小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，需要不斷優(yōu)化改進(jìn)，基于“五新”主張，優(yōu)化數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，以使數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)更有趣、方便、高效。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)數(shù)學(xué)；“五新”主張；核心素養(yǎng)

“五新”主張是小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化的指南。所謂“五新”主張，是指五種創(chuàng)新主張，即理念創(chuàng)新、視野創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、材料創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)新?！拔逍隆敝鲝埥柚吕砟睢⑿乱曇?、新技術(shù)、新材料、新實(shí)驗(yàn)裝置，對數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化，將其迭代更新，豐富數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方式，增添實(shí)驗(yàn)活力，提升實(shí)驗(yàn)效能。

一、創(chuàng)新理念，豐厚數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵

在小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，首先應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持理念創(chuàng)新，以新理念為教學(xué)指導(dǎo)思想，用新理念優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計，豐富數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵，彰顯數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)新價值。

在小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計中，我們要堅(jiān)持核心素養(yǎng)導(dǎo)向，要圍繞學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展設(shè)計實(shí)驗(yàn)、組織實(shí)驗(yàn)，要調(diào)動學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主動性，要引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，采取合作的方式開展實(shí)驗(yàn)操作活動。我們要堅(jiān)持跨學(xué)科教學(xué)理念，開展學(xué)科融合，打開數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)新格局。例如，“運(yùn)動與身體變化”一課是組織學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)研究運(yùn)動對脈搏的影響，從而培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的統(tǒng)計知識解決實(shí)際問題的能力。在該課教學(xué)中，我們可以實(shí)施跨學(xué)科教學(xué)，將數(shù)學(xué)與科學(xué)、體育等學(xué)科融為一體。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中搜集脈搏跳動的次數(shù)后，先引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)學(xué)角度進(jìn)行分析，總結(jié)出運(yùn)動前后脈搏跳動變化的規(guī)律。之后，我們可以引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)的角度、體育與健康的角度進(jìn)行思考與討論，了解運(yùn)動與身體變化中的科學(xué)知識，掌握科學(xué)運(yùn)動的方法和道理，促進(jìn)學(xué)生身心健康，提高數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的廣度與深度，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

二、創(chuàng)新視野，優(yōu)化數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)方式

開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的方式有多種，除了借助實(shí)驗(yàn)器材的操作實(shí)驗(yàn)之外，還有借助計算機(jī)輔助的模擬實(shí)驗(yàn)，通過想象推理的思維實(shí)驗(yàn)，借助數(shù)學(xué)情境的探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生獨(dú)立完成的個人實(shí)驗(yàn)，通過小組合作的分組實(shí)驗(yàn)等。

數(shù)學(xué)課程改革注重應(yīng)用性與實(shí)踐性，倡導(dǎo)以學(xué)生為主體的“做中學(xué)”。例如，“怎樣滾得遠(yuǎn)”一課中，開闊教學(xué)視野，讓學(xué)生手腦雙揮，自主探究實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷完整的“做數(shù)學(xué)”過程。首先引導(dǎo)學(xué)生在生活場景中提出問題：“斜坡與地面呈什么角度時，物體滾得遠(yuǎn)一些？”接著，組織學(xué)生小組討論，自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，在此基礎(chǔ)上，帶領(lǐng)學(xué)生走出教室，來到空曠平整的操場上，讓學(xué)生利用木板、膠帶、卷尺等材料，分小組開展實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生親密合作，動手操作，認(rèn)真觀察，細(xì)心測量，準(zhǔn)確記錄。最后，組織學(xué)生回到教室，整理分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)規(guī)律，得出“斜坡角度為45°時物體滾得遠(yuǎn)”的結(jié)論。

三、創(chuàng)新技術(shù)，增添數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)活力

小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要借助新技術(shù)，讓數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)字化，創(chuàng)新數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)手段，為數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)增添活力，提升數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的效能，讓數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)變得易操作，觀察更直接，結(jié)果更清晰。

傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)動手實(shí)驗(yàn)有利有弊，學(xué)生借助具體事物的操作、觀察、感知，有些數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)生操作起來比較麻煩，而且容易出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，也不利于學(xué)生展示交流，譬如在教學(xué)“三角形的三邊關(guān)系”中，多數(shù)教師會設(shè)計用小棒圍三角形的實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生提供若干根同樣長的小棒，讓他們動手圍一圍。有的學(xué)生用6根小棒也圍出一個三角形，從而得出“三角形的兩邊之和等于第三邊”的結(jié)論。此時，教師可以借助數(shù)字化新技術(shù)，設(shè)計數(shù)字模擬實(shí)驗(yàn)，利用GeoGebra制作的小工具，讓學(xué)生直接在電腦或平板上操作，進(jìn)行直觀的演示，這種實(shí)驗(yàn)方式既形象生動，又避免了實(shí)物操作帶來的誤差，既能激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，又能幫助學(xué)生正確地認(rèn)知表象，從而懂得“三角形的兩邊之和不可能等于第三邊”的道理。

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)依托新技術(shù)，融合聲光電等元素，實(shí)現(xiàn)動靜的結(jié)合，有效刺激視聽感官，吸引學(xué)生注意，激發(fā)學(xué)生興趣，而且增強(qiáng)了直觀感知效果，有助于學(xué)生感知理解，甚至可以超越時空局限，變不可能為可能，讓一些實(shí)物操作無法完成的實(shí)驗(yàn)成為可能。譬如，在教學(xué)“圓的面積”一課中，先讓學(xué)生借助模型進(jìn)行操作，把一個圓平均分成8份、16份拼成一個近似的長方形，為了幫助學(xué)生更好地理解體會轉(zhuǎn)化思想，利用多媒體課件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，將圓平均分成32份、64份、128份……多媒體技術(shù)較好地解決了一些傳統(tǒng)動手操作實(shí)驗(yàn)的難題，較好地幫助學(xué)生體驗(yàn)理解了“把圓平均分的份數(shù)越多，拼成的圖形就越接近長方形”。

實(shí)驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)越多，越有助于學(xué)生探尋發(fā)現(xiàn)規(guī)律。再譬如，在教學(xué)“釘子板上的多邊形”一課中，為了幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)多邊形邊上的釘子數(shù)與多邊形的面積之間的關(guān)系，先讓學(xué)生動手操作實(shí)驗(yàn)，用皮筋在釘子板上圍成多邊形內(nèi)只有1枚釘子、2枚釘子的多邊形，通過觀察比較，分析推導(dǎo)出多邊形面積計算公式模型的建構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，借助新技術(shù)，利用計算機(jī)輔助模擬實(shí)驗(yàn)，演示多邊形內(nèi)有3枚、4枚……釘子的圍法，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)直觀演示，解決了傳統(tǒng)手工操作麻煩的問題，同時又給傳統(tǒng)操作實(shí)驗(yàn)增添了新活力，增強(qiáng)了學(xué)生的表象認(rèn)知，助推了學(xué)生的分析推理。

四、創(chuàng)新材料，提升數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)效能

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，離不開材料的支撐。同一個實(shí)驗(yàn)可以采用不同的材料，自然也會產(chǎn)生不同的效果。有些舊材料已然適應(yīng)不了新形勢，滿足不了現(xiàn)今數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求。因此，在小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們需要不斷創(chuàng)新材料，通過替換和更迭傳統(tǒng)材料，以提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)動能，方便學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作，激活學(xué)生數(shù)學(xué)思維，促進(jìn)學(xué)生思考理解，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效能。

創(chuàng)新數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)材料遵循生活化原則，即立足生活源泉，從生活中選取隨手可得的材料，用于實(shí)驗(yàn)活動的開展。創(chuàng)新數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)材料還可以堅(jiān)持現(xiàn)代化原則，即在實(shí)驗(yàn)中與時俱進(jìn)，充分利用高科技的新型材料，替代傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)材料，如傳統(tǒng)的測量距離用的是米尺、卷尺等工具，我們還可以使用現(xiàn)代化的激光測距儀等工具。例如，在“圓的周長”一課中，探索圓的周長與直徑的關(guān)系是教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，在教學(xué)該內(nèi)容時，教師一般都會給學(xué)生提供材料，讓學(xué)生親手測量圓的周長和直徑，在操作實(shí)踐中感悟“化曲為直”“轉(zhuǎn)化”等數(shù)學(xué)思想，通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計算、分析、歸納，從而發(fā)現(xiàn)圓周長與直徑的關(guān)系，推導(dǎo)出圓的周長計算公式。教師常常給學(xué)生一元錢硬幣、棉線、直尺、三角尺等材料，讓他們用一元硬幣在直尺上滾動，測量出圓形硬幣的周長，這樣設(shè)計的弊端是在滾動硬幣的過程中，容易出現(xiàn)打滑問題，從而影響數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確性。我們可以將滾動法改為線繞法：用棉線纏繞硬幣一圈，然后拉直用直尺測量出長度。我們還可以將繞線法進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)行材料替換，提高實(shí)驗(yàn)的可操作性。譬如，把棉線換成寬紙條，因?yàn)橛矌诺暮穸缺?，棉線不容易纏住，寬紙條就能避免這種問題。我們還可以把硬幣換成學(xué)生常用的圓形膠帶，因?yàn)槟z帶的厚度比較大，便于棉線的纏繞。在測量圓的直徑時，教師一般讓學(xué)生用直尺和三角尺卡住硬幣進(jìn)行測量，其實(shí)，我們還可以給學(xué)生提供游標(biāo)卡尺，讓他們借助游標(biāo)卡尺去測量硬幣的直徑，這樣測量又快又精準(zhǔn)。

五、創(chuàng)新裝置，凸顯數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)效果

實(shí)驗(yàn)裝置是否具有結(jié)構(gòu)性與科學(xué)性，會對數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)造成一定的誤差，會影響實(shí)驗(yàn)操作的便利性、實(shí)效性，好的實(shí)驗(yàn)裝置能夠起到事半功倍的效果，學(xué)生操作容易，實(shí)驗(yàn)效果明顯。

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置不同于科學(xué)、物理、化學(xué)等實(shí)驗(yàn)裝置，數(shù)學(xué)專用儀器設(shè)備較少，裝置的要求沒有那么高。目前，學(xué)校有一些現(xiàn)成的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器裝置，如“圓周率計算公式推導(dǎo)演示模型”“圓面積計算公式推導(dǎo)演示模型”“分?jǐn)?shù)計算演示器”等，我們可以直接拿來使用，也有些數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)沒有現(xiàn)成的裝置，這就需要數(shù)學(xué)教師自己想辦法，自己創(chuàng)新制作實(shí)驗(yàn)裝置，作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教具和學(xué)生學(xué)習(xí)的學(xué)具。例如，在教學(xué)“圖形的旋轉(zhuǎn)”一課中，設(shè)計制作了“三角形旋轉(zhuǎn)裝置”：一張畫有格子的長方形硬紙板，用圖釘將一個直角三角形的頂點(diǎn)釘在硬紙板上。學(xué)生通過該裝置的簡單操作，增強(qiáng)了體驗(yàn)理解，化模糊為清晰，對圖形順時針旋轉(zhuǎn)、逆時針旋轉(zhuǎn)有了形象的感知，對圖形旋轉(zhuǎn)前后的變化以及對應(yīng)邊的位置有了清晰的認(rèn)識。

小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，基于“五新”主張，優(yōu)化數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，提高教學(xué)質(zhì)效，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。建立完善的數(shù)學(xué)思維體系，為今后學(xué)習(xí)提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，這是優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的根本目的與最終效果。

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