浅谈小学数学实验设计的开发策略
浅谈小学数学实验设计的开发策略 [摘要]在小学数学课堂中，数学实验是一个常见的环 节，也是教师常用的教学模式。将数学实验融入课堂，用数 学实验的方式思考、设计课堂教学，这对于课堂教学而言， 是一种崭新的视界，也是有效的课堂开发策略。教师应从教 学实践入手，将实验操作引入课堂，给学生一个能玩的空间， 尽情尽兴地“做”数学。[中图分类号]G623.5 [文献标识码]A [文章编号]2095-3712（2015）26-0087-02[ZW（N] 数学教育家弗赖登塔尔认为，采用实验的方式来组织教 学将会大大提升课堂教学的效率。在小学教学中，实验能够 将数学关系显性化，生活问题数学化，对学生的数学思维发 展有极大的推动作用。很多数学规律的生成，并不是通过严 格的数学推理来实现的，而是通过学生动手之后的动脑得到 的，学生合情推理能力的发展，正是借助了数学实验的效力。
教师带领学生徜徉在数学实验室，通过观察探究和思考，培养学生发现问题、探究问题和解决问题的能力，从而获得数 学的力量。那么，如何在教学中开发设计实验测量呢？以下 笔者根据实践简要谈谈自己的思考和体会。
一、化解教学难点，激发学生兴趣 著名学习心理学家布鲁纳认为，学生的思维发展是从动 手展开的，并且遵循“动手—图像—符号—思维”的过程。
在小学数学教学中，数学实验不但能帮学生建立关于数学的 “动作”表征，而且能够突破难点，使思维能力得到充分培 养，从而激发学生的学习兴趣。
例如，在教学《行程问题》时，很多学生由于缺乏认知 基础，因而在理解数量关系时存在一定的困难。如何帮助学 生突破这一难点？教学中笔者特意设计了数学实验来进行 引导：先让学生准备一部分玩具小车，而后模拟生活中的追 击和相遇问题。这一实验设计很快激发了学生的探究兴趣， 通过直观形象的数学演绎，学生的思维中有了丰富的数学表 征，建立了丰富的思维材料。接着，笔者让学生根据模拟的 行程，将行程问题与数学实验结合起来，整个过程中，学生 兴致勃勃，通过探究之后，对行程问题有了深入理解，由此 化解了行程问题的学习难度。又如，在教学《分数乘分数》这一知识时，传统的教学 思路只注重对数学规律的引导，而忽视了对学生思维的引导， 导致学生对算理模糊不清。为此，笔者设计了数学实验让学 生动手创作分数来突破这一难点：先让学生自己确定一个分 数，然后不停对折一张纸并涂上不同的颜色，在这个过程中， 引导学生思考：“如果在涂上颜色的地方再对折，这个分数 是多少？” 通过这样简单的实验，学生的思维从直观形象的纸转向 抽象的分数，由此使数学符号和数学思维密切关联起来，更 加符合小学生的认知特点，对分数与分数相乘的规则记忆得 更加深刻。
二、探寻实验方案，提升创新思维 《义务教育数学课程标准（2011年版）》（以下简称《标 准》）明确指出，要培养学生创新思维，发展创新能力。在 小学数学教学中，数学实验可以有效激活学生的创新思维， 培养学生的创新能力。教师要善加引导激活，探寻实验方案， 设计有效的实验环节，帮助学生激发认知冲突，展开课堂探 究。
（一）缩小主题范围根据小学生的认知心理和认知规律，想要在整节课上探 索一个较大的实验主题，并让学生独立完成，显然是不现实 的。因此，在教学中，教师要缩小主题范围，将一个大的主 题分解为几个小的子课题，通过几个小的实验完成大主题探 究。
例如，教学《圆的认识》时，显然，让学生认识圆这一 主题需要两个步骤：其一，探究圆和长方形、三角形、多边 形等图形相比有什么不同之处；
其二，进一步探究圆还有哪 些特征。通过这样分步进行的方式，学生一步步深入，就能 够由点到面，逐步拓展，获得对整体概念的认知。
（二）充分发挥学生主体 《标准》明确指出，教师要发挥学生的个体作用，让学 生展开充分探究。因而，在设计实验方案时，教师要基于学 生的主体作用，带领学生深入其中，有效激发学生的认知冲 突。
例如，在教学《面积单位》这一内容时，很多教师往往 会设计一些繁琐的环节，一边让学生动手操作，一边耳提面 命，给人的感觉就像是被教师牵着鼻子走。鉴于此，笔者设计了实验形式来进行交流。首先创设了有趣的数学实验情境， 激发学生的认知冲突：1平分厘米和1平方分米有什么区别？ 你能动手展开实验吗？学生认为，可以用剪刀剪出来一个1 平方厘米和1平方分米。基于此，学生展开动手实验，用剪 刀剪一个面积是1平方分米和1平方厘米的正方形，用米尺围 一个面积为1平方米的正方形等，此时有学生提出，可以用 10个平方厘米的正方形拼起来，变成一个面积为1平方分米 的正方形。
再如，在《认识除法》的教学中，当教师给学生较多的 物体（如超过30根的小竹棒），要求学生平均分配时，有学 生认为可以先分为两队，再去分别数，最后再进行调节。这 样的思路较之以数完总数之后再均分的思路，就有了创新。
以上几个教学环节，教师从实验入手，通过动手操作活 动，让学生初步建立实际大小的表象，与此同时激发起创新 思维，有效突破教学难点，帮助学生拓展想象和创新的空间。
三、全面设计推进，促进数学认知 数学是一门基础性学科，为学生在其他范畴内的学习提 供基础，发展灵活的思维，促进学生的数学认知。在小学数 学教学中，数学实验是一个重要部分，要放在课堂教学方案的大背景下去整体设计，那么，该如何进行设计才能发挥有 效的作用呢？ （一）创设数学情境，明确实验所需 良好的数学情境能够激发学生的认知思维，也能够为数 学实验打好基础。教学中，教师要通过数学情境创设，突出 实验所需，让学生对实验有一定的心理预期。
例如，在教学《圆的认识》时，教师先让学生从生活 中寻找圆，并根据生活中的圆展开分析和研究，感受圆在生 活中的广泛应用，引发学生思考：圆有什么特殊的地方呢？ 学生由此被激发了兴趣，想要进一步通过实验来证明猜测， 能够为实验的探究做好准备。
（二）提出实验任务，明确实验方向 在小学数学教学中，数学实验的目的和方向应该是透明 的，不光是教师要十分明确，还要让学生都非常清晰，了解 其中每一个步骤的意义所在。这就需要教师在设计实验任务 时让学生参与其中，掌握知识的来龙去脉，知其然并能知其 所以然。
例如，在教学《圆的认识》时，学生通过对生活中的圆的观察，对这个平面图形有了初步感知，由此展开思考：怎 样才能研究一个新的平面图形？学生综合以往的经验，经过 讨论和探究，认为要通过摸一摸、画一画的方式，和以前的 平面展开比较。
值得注意的是，数学实验的本质，是让静态的数学规律 变为动态的数学形象，使抽象的数学思维变为直观的数学表 征，因而，教师一定要把握实验的火候，给学生留下想象和 思维的空间，在该操作的时候让学生操作，但在需要思考的 地方一定要留下空白，这样动手和动脑有机结合，相得益彰。
比如，有的时候需要先提供表象，而后展开实验操作，有的 时候则先要从操作入手，引导学生想象再通过实验验证想象。
例如，教学《长方体和正方体的认识》一课时，在引导 学生认识长方体和正方体的侧面展开图的过程中，笔者先让 学生通过动手操作建立展开图的表象，而后引导学生想象：
侧面展开之后是什么样的？学生根据这一想象，动手展开实 践操作，进行想象的验证，从而获得有效的认知。
（三）加强数学认知，促进知识应用 数学实验的目的，是要强化学生对数学概念的认知，促 进学生的知识应用。教学中，教师在设计实验方案时，要立足这个基本目的，并从这个目的出发，而不是随心所欲。
例如，在《乘法口诀表》的记忆中，有学生提出，可以 将整个口诀表剪成81份，然后两个同学互相抽一张进行背诵 记忆。这种方法其实就是一种实验方法，一方面能够提升学 生对乘法口诀的认知，另一方面则能够强化学生的数学认知， 促进学生对数学知识应用能力的提升。
总之，在小学数学教学中，数学实验设计开发是一个宏 大的课题，也是数学教学中一个值得探究和深入的崭新课题。
笔者认为，只要教师多加探究，一定能够为有效的数学课堂 提供参考，带来良好的数学效益。
参考文献：
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