小學數(shù)學“實驗與探究”教學實踐與策略

“實驗與探究”教學策略是指通過實際情境創(chuàng)設(shè)和鼓勵學生自主探索研究知識，進而幫助學生理解實驗概念，提高教學質(zhì)量的一種新型教學方式。在實驗中，引導學生學會動手實際操作，在重復的操作流程中觀察并總結(jié)出數(shù)學規(guī)律，并在實驗的基礎(chǔ)上對數(shù)學進行變式拓展，讓學生意識到數(shù)學的本質(zhì)是邏輯的層層深入。同時，在實驗課程中，通過向?qū)W生講述人文歷史，讓學生產(chǎn)生情感共鳴，進而引發(fā)對數(shù)學強烈的興趣愛好。一、創(chuàng)設(shè)情境，引入實驗主題小學數(shù)學實驗課程應盡量滿足小學生好動、好奇的行為特征。而創(chuàng)設(shè)情境的學習方法能把嚴謹?shù)臄?shù)學邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)榭刹僮鞯臄?shù)學實驗，將生活揉入數(shù)學，在數(shù)學中展示生活，使教學活動變成生活實驗下的課堂，以此幫助學生更容易理解并且掌握數(shù)學知識［1］。例如，在學習“比”的知識后，老師在教學中可以將20個蘋果和一籃子草莓作為教學輔具，并將學生分成十組，每個小組分兩個蘋果，并提出問題要求學生根據(jù)老師題目進行蘋果分割，回答全部正確的小組獎勵草莓。問題1，要求學生按照小組成員個數(shù)把蘋果平均分配，如三個學生一組的怎么分配兩個蘋果的？四個學生一組的怎么分配蘋果？問題2，如果每個小組給老師半個蘋果，剩下的蘋果如何按小組成員個數(shù)進行平均分配？問題3，如果要照顧小組中超級喜歡吃蘋果的同學，并分給他一個人一個蘋果后，這個同學獲得的蘋果占蘋果總數(shù)的比例是多少？而如果給他1/3個蘋果后，其他同學又能分到多少蘋果？通過這種實際操作的方式，有利于培養(yǎng)學生的實驗概念，把數(shù)學學習融入生活，引導并提升學生在生活中靈活應用數(shù)學知識的能力。通過這樣一系列的問題和實際實驗，學生普遍能夠很好地掌握比例的概念。同時，通過實驗教學的方式，也向?qū)W生展示了生活處處是數(shù)學，數(shù)學處處是實驗的理念，并以此借助“比”的實驗主題幫助學生更好理解數(shù)學概念。二、動手操作，發(fā)現(xiàn)隱性規(guī)律例如，學習《熱鬧的民俗節(jié)——對稱》。首先，向?qū)W生分發(fā)和展示不同的對稱圖形（包括軸對稱和中心對稱），要求學生分析這些對稱圖形有什么異同？同時給學生分發(fā)紙張要求學生通過折紙觀察并思考圖形圍繞什么進行的對稱。以下圖1和圖2為例，分析觀察兩個圖形。圖1軸對稱圖形圖2對稱圖形通過教學實驗，學生發(fā)現(xiàn)圖1是左右對稱，對折左右兩邊完全重合。圖2不僅左右重合，同時上下重合，全部圍繞中心點形成的對稱圖形。教師進一步引導，圖1圍繞中間的一條線對稱，這條線稱為對稱軸，那么圖2是中心點怎么稱呼？學生回答對稱點或者對稱中心。教師接著提問，那么是否可以自己做個對稱的圖形？如果以人臉為例怎么制作？這時學生會有很多不同的想法，有的學生在紙上畫出全部圖形再剪紙，有的學生對折紙后減一半，使用折紙再剪的學生利用軸對稱圖形的規(guī)律進行圖形剪輯……不管學生采用哪種方式，都證明學生對對軸對稱圖已經(jīng)有了一定的理解，證明學生對數(shù)學邏輯思維已經(jīng)進行了初步探索。所以，在教學過程中，教師應鼓勵學生動手操作，并通過實驗實踐的方式強化學生對數(shù)學知識的學習。數(shù)學實驗，本身就是對知識探究和思考提升的過程，只有加強數(shù)學實驗的開發(fā)和實踐，才能激發(fā)學生主動探究的欲望，也才能在欲望的刺激下激發(fā)學生主動思考的本領(lǐng)［2］。實踐證明，通過教學實驗的方式教學，能夠引導學生在思考過程中發(fā)現(xiàn)數(shù)學規(guī)律并利用數(shù)學規(guī)律，幫助學生體會到數(shù)學邏輯思維的快樂，從而促使學生建立數(shù)學成就感和數(shù)學自信，并積極主動開發(fā)自己的數(shù)學思維和能力，為后期進行數(shù)學題目和實驗深入探索提供源源不斷的思維源泉。三、變式拓展，滲透學科思想例如在學習《圓柱和圓錐》中進行圓柱的拓展練習。學生通過實驗已經(jīng)知道圓柱是由兩個圓形底面和一個方形側(cè)面組成的，且明白了底面和側(cè)面的關(guān)系。這時教師向?qū)W生出示條件，底面圓的半徑為5厘米，不要測量，猜想測量長方形的長是多少？學生通過觀察思考，手動卷長方形并思考長方形的長和圓之間的關(guān)系。學生通過動手實驗發(fā)現(xiàn)長方形的長卷起來正好可以和底面圓相匹配，也意味著二者半徑相等、直徑相等、周長相等、面積也相等，這也說明長方形的寬就是圓柱體的高。教師可以繼續(xù)引導學生拓展研究，要求學生用猜想計算的數(shù)據(jù)和實際測量數(shù)據(jù)進行比對以驗證拓展變式實驗的正確性。同時提出新的問題，如果僅知道底面圓大小求圓柱的高，這個數(shù)值是否固定？學生通過思考認為該圓柱長不固定，可以任意增大或者減小。教師再次引導，現(xiàn)在大家手中有兩個不同直徑的圓，使用什么圖形可以將它們連接起？對于一個圓柱體側(cè)面是長方形，那是否可以配正方形？是否可以配平行四邊形？學生通過進行剪輯、粘貼實驗發(fā)現(xiàn)平行四邊形和圓也可以組成一個圓柱，通過這個實驗可以引導學生探究平行四邊形和圓柱的高有什么關(guān)系？圖3側(cè)面為平行四邊形教學中，以變式教學為基礎(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上進行拓展延伸，帶領(lǐng)學生從不同角度認識課程內(nèi)容，不僅提升學生解決數(shù)學問題的靈活性，也夯實了學生數(shù)學基本技能，幫助其掌握了基礎(chǔ)知識。變式拓展教學方式幫助學生對數(shù)學圖形的本質(zhì)有了深刻理解和認知，拓展了思維模式和學習方向，也極大地豐富了知識容量。四、融合史實，升華人文情懷融合歷史知識的數(shù)學教學，不是單純地給學生講關(guān)于數(shù)學的歷史知識，而是通過引入數(shù)學歷史故事的方式引導和提升學生探索和研究的動力。結(jié)合數(shù)學史講授數(shù)學知識，可以激發(fā)學生對學習數(shù)學的興趣，培養(yǎng)學生的探索精神，而且故事中很多數(shù)學問題的解決方法都有助于學生開拓視野、掌握知識。這種教學方式對數(shù)學教師個人教學能力和素養(yǎng)提出更高的要求，要求教師結(jié)合教材實際，用數(shù)學歷史故事點綴教學課堂，進而引導和激發(fā)學生思考和動手實驗的積極性。例如在學習除法運算之后，教師可以給學生講述我國歷史上經(jīng)典的數(shù)學故事。如1500年前《孫子算經(jīng)》中記載的雞兔同籠的數(shù)學問題，“今有雉兔同籠，上有三十五頭，下有九十四足，問雉兔各幾何？”教師在讀完這段文字后向?qū)W生解釋文字的大意是：有若干只雞兔同在一個籠子里，從上面數(shù)，有35個頭，從下面數(shù)，有94只腳，問籠中各有多少只雞和兔？其后，教師再向?qū)W生講解雞兔同籠的解題方法：讓兔子和雞同時抬起兩只腳，這樣籠子里的腳就減少了總頭數(shù)×2只，由于雞只有2只腳，所以籠子里只剩下兔子的兩只腳，再÷2就是兔子數(shù)。（總腳數(shù)-總頭數(shù)×雞的腳數(shù)）÷（兔的腳數(shù)-雞的腳數(shù)）=兔的只數(shù)，也就是（94-35×2）÷2=12（兔子數(shù)）總頭數(shù)（35）-兔子數(shù)（12）=雞數(shù)（23）。這時候，再要求學生使用不同的方法進行演算解答，學生則通過手工模擬雞兔同籠，并使用不同的方法進行計算。有的學生說題目中給出雉兔共有35只，如果把兔子的兩只前腳用繩子捆起來，看作是一只腳，兩只后腳也用繩子捆起來，看作是一只腳，那么兔子就成了2只腳，即把兔子都先當作兩只腳的雞，而雞兔總的腳數(shù)是35×2=70（只），比題中所說的94只