数学实验教学的价值及家庭数学实验的实施

印丽华

摘 要：传统的数学课堂教学多以理论灌输或教师演绎的形式为主，学生很少真正地参与到数学实验之中，虽然在新课改的背景下，广大教师逐渐认识到学生参与数学实验学习活动的重要性，但是也仅仅是在课堂教学中组织数学实验，并未将数学实验渗透到学生的日常生活中，从而阻碍了小学生的发展与进步。基于此，本文以小学数学实验教学为例，分析了数学实验教学的价值，并进一步阐述了家庭数学实验的有效实施方法，以供相关的教育工作者参考。

关键词：小学数学;数学实验;家庭数学实验

新课改以来，不断地提倡“自主合作探究”的学习方式，希望可以让学生树立自主学习、自主思考的意识，并在主动探究中获得更好地发展。苏教版小学数学教材在编写中结合了新课程标准的要求，考虑到了小学生在数学实验学习中的操作能力与学习情感需求，设置了课堂数学实验与家庭数学实验内容，让学生在数学实验的“动手做”中抓住数学本质，在家庭数学实验中认识到数学与生活之间的关系，学会从生活现象中抽象出数学知识，也能够利用所学的数学知识解决实际的生活问题，从而达到学以致用的目的，升华小学数学实验教学的效果。[1]

一、数学实验教学的价值

（一）转变了学习方式

在以往的數学学习中，学生因为受到教师传统教学方法的影响，逐渐形成了固定化的学习思维，并认为数学学习就是记住数学概念、定理、公式，养成了死记硬背的学习习惯，影响了小学生今后的数学学习与发展。而数学实验教学活动的组织，是现实中的思维训练，也是学生思维发展的源泉，在数学实验中学生们不仅经历了亲手操作，同时也会利用已经积累的数学知识经验创造性地完成实验，在实验操作中总结数学方法，形成数学思想，实现了知识再利用、再创造的过程，激活了学生的主动学习意识，并转变了小学生的死记硬背学习方式，学会有方法地学习、有目的性地探索。

（二）响应了教育改革需要

实验作为数学教学中的一项重要内容，不仅承担着数学知识传递的作用，更加肩负着综合素质培养的重任，数学实验活动的组织进一步奠定了学生在学科学习中的主体地位，发挥了学生在数学学习中的主观能动性。[2]在数学实验中学生始终处于一种积极的学习状态，并努力地把前人的数学知识发现过程再现一遍，甚至于创造地完成了数学实验，让学生成为数学知识的发现者与研究者，满足了学生在学习中的精神需求，符合教育改革的发展需要，可以促进数学教学的良性循环。

（三）彰显了教育的价值

从教学的角度来看，数学实验是让学生在具备一定的已知条件下通过“数学研究”，形成数学经验的过程，在数学实验中学生们经历了观察、探究、操作，获得了感知、理解与体验，不仅让学生学会了数学，更加知道了如何学习数学，这才是教育的最终目的。此外，数学实验作为数学思想方法的一种，具有方法论的价值，由此可见，数学实验的组织对于学生在数学学习中的检验命题、发现规律、论证解析、实践运用都有着独特的价值，其不仅是一种学习的方法，同时还彰显着方法论的意义，有助于实现教育的价值。

二、家庭数学实验的有效实施策略

家庭数学实验是数学课程实验教学中的一部分，与以往的数学实验教学不同的是家庭数学实验更加贴近于学生的生活，可以让学生在真实的生活情境中利用常见的物品设计数学实验，在数学实验的参与中培养学生在生活中发现数学的思维，形成主动探索的兴趣，

（一）帮助学生建立家庭小实验室

“家庭数学实验室”是指学生们在教师的指导下，在家或在校搜集到一些生活物品，用这些生活物品代替实验材料，在配置一些实验的材料，以方便学生完成数学实验。家庭小实验室是学生自己的“实验包”“资源包”，学生们不仅可以在自己建立的家庭小实验室中完成数学实验，同时也可以在这个实验室中制作学具，为学生在“做中学”做好了铺垫。[3]家庭数学实验一般与生活紧密相关，且对实验的器材要求不高，那么在建立家庭小实验室的过程中教师就可以鼓励学生们从生活中搜集“实验材料”“实验用具”，在实验室的建立与实验材料的搜集中，学生们会对接下来即将要参加的家庭数学小实验产生强烈的期待。通过家庭小实验室的建立，可以为小学生的数学实验学习营造出一个更加感性、真实的环境，学生可以在家庭数学实验中通过独立思考建立数学概念、探索数学规律。除此之外，教师在家庭数学小实验室的建立中，需要遵循开放性、灵活性的特点，鼓励学生们在数学实验中创新，帮助小学生在家庭数学实验中打破定势思维。

（二）在家庭数学实验中生成猜想

在家庭数学实验的设计中，需要结合小学生的认知发展规律与知识储备情况，教师在家庭数学实验的组织中，需要考虑到学生现有的最近发展区，准确地掌握知识的链接点，并可以通过家庭数学实验的组织，让学生主动地发现问题、生成猜想，让小学生在家庭数学实验中的质疑思维有了“抓手”，学会更加合理地猜想。[4]如在“搭火车”一课中，教师要求学生们在家庭实验室中完成此实验，并给学生推送了一个导学案，以避免学生们盲目地操作家庭数学实验。首先，要求学生们估计一下30cm的火车可能会有几节，此时学生们脑海中并没有什么概念，只能是大致地猜测一下，有说5节的，有说4节的，还有说3节的，大家众说纷纭，那么，接下来，教师要求学生们用尺子测量一下一节车厢的长度有多少？在根据测量的长度数值计算得出30cm的火车到底有几节车厢。在这个过程中，学生们经历了从“猜想”到“验证”的过程，对于低年级的学生而言，是一种独特的学习体验，既可以让学生熟悉数学实验材料，也让学生更好地进入到学习的状态中，引导小学生在刚刚接触数学的时候，就能够学会有方向性地思考，有目的性地生成猜想。

（三）凸显出家庭实验的数学属性

在家庭数学实验的组织与实施中，教师淡化了其自身的指挥作用，让学生成为主要的参与者、实践者，但是在这个过程中，并非完全不需要教师的参与，倘若教师完全地置身事外，很容易让家庭数学实验变成活动课，学生在家庭实验中虽然参与度很高，却并未发挥其应有的教育价值。因此，需要在家庭数学实验中适当地发挥教师的启发与引导作用，帮助学生在家庭的数学实验设计与实施中，更好地凸显出数学属性，从而促进家庭数学实验教学的深化与升华，让家庭数学实验更加精彩。[5]如在“图形的设计”一课中，一名学生设计了这样一个图形，他将自己设计的图形拿出来展示给学生们观看、讨论，此时有的学生问“这样的三角形需要占几个格？你是怎么画出来的？”在其中一名学生提出问题之后，同学们纷纷观察分析图形的特征，有的提出用旋转法计算面积，有的说用割补法也能计算出面积，甚至还有的同学表示通过找出长方形的方式，计算出长方形面积的一半，同样可以得到正确的结果。学生们在讨论中纷纷打开了思路，众说纷纭，促使学生在家庭数学实验中通过与同伴之间的沟通与交流，积累了推导三角形面积的活动经验。

（四）鼓励学生们创造性地设计家庭实验

数学实验的设计包含了具体的实验目标、实验内容、实验方法以及实验操作过程，需要经过周密的设计与安排，在以往的数学课堂中实验设计者都是教师，学生们都是围绕着教师设计的数学实验转，难以锻炼小学生的创造性思维与严谨性思维。那么，针对这种情况教师可以给学生创作自行设计家庭实验的机会，让数学实验教学实现从“教”到“学”的转变。学生自行设计的家庭数学实验主要有三种：

第一种是学生个体独立设计的数学家庭实验，在个体独立设计数学实验中，学生們会脱离教师这个“拐棍”，根据自己的想法、假设进行数学实验的设计，根据自己设计的实验寻找实验材料，选择合适的实验方法，反复推敲实验步骤是否合理，独立完成数学实验的测量与处理。如在“圆的直径越大，其周长是否越大？圆的直径与周长存在哪种关系？”的问题中，教师给学生布置了一个家庭数学实验任务，要求学生通过数学实验的方式解决这一问题，并实践操作数学实验，记录实验处理，从中总结出实验的结果。在本次数学实验设计中，大部分学生是这样设计的，随便找到一个圆，测量其直径与周长，用周长除以直径，得出二者之间存在倍数关系，这就是一种十分简单的数学实验方法。

第二种是学生们以小组为单位合作完成的家庭数学实验设计，参与合作性的家庭实验设计成员一般为一个小区或相邻小区的同学。因为个体在家庭实验设计中难免会遇到凭借自身能力无法解决的问题，那么此时的合作设计优势更为突出。如在上述中提到的圆的周长与直径关系的数学实验中，一名同学仅仅选择了一个圆进行测量与计算，获得的结果缺乏信服度，而通过合作设计的方式，小组成员所测量的数据更多，计算结果也会更加趋于准确，与个体的家庭数学实验设计相比，小组合作的家庭数学实验设计更加科学。在小组合作设计家庭数学实验之后，教师可以组织设计小组之间的设计方案共享，在数学实验设计方案共享中达到“互教”的效果，促使学生们相互吸取经验，发现他人的优点，以弥补自身的不足，助力全体学生的共同成长。

综上所述可知，数学实验开展对于数学教学质量提升以及小学生综合能力发展所起到的作用，可以有效地弥补传统理论灌输式教学模式的不足，作为小学数学教师应在基础教育阶段注重家庭数学实验的开展，充分地认识到家庭数学实验的开展是对课堂教学的补充与拓展，让小学生在经历数学实验中获得新知，发展新能力，形成良好的科学探究品质，助力小学生的全面发展。

参考文献：

[1]荣兰香.数学实验在小学数学教学中的应用[J].家长，2021（09）：135-136.

[2]刘如鹤.从“教动手”到“学探究”——小学数学实验教学的价值追求及实施策略[J].名师在线，2021（05）：43-44.

[3]房小红.关于小学数学实验教学的探索——以苏教版为例[J].小学生（中旬刊），2021（02）：18.

[4]余小静.利用数学实验提高小学数学教学效率的策略分析[J].考试周刊，2021（04）：81-82.

[5]王文正.家庭数学实验，拓宽学习数学的边界[J].数学教学通讯，2019（07）：47-48.