谈起实验,人们往往联想到“科学实验”、“物理实验”,“化学实验”。 说到数学实验,大多数人都会表现出茫然和困惑,很少有人想到过做“数学实验”,所以平时我们的数学实验课也是上得比较少的。
新课标中指出:“学生学习应当是一个生动活泼的、主动的和富有个性的过程。除接受学习外,动手实践、自主探索与合作交流同样是学习数学的重要方式。学生应当有足够的时间和空间经历观察、实验、猜测、计算、推理、验证等活动过程。”
那什么是数学实验呢?记得曾经在泰州实验小学,特级教师邵虹老师给我们展示了一节数学实验课《小球去哪儿了》。她倡导学生数学学习在“玩中学 学中悟”。课后邵老师对为什么开发数学实验,什么是数学实验进行了说明。她认为数学实验是在典型实验环境下,借助一定的工具,通过一定的方法,运用一定的手段,从而促进学生的深度思维。
学生学习只有通过自身的操作和主动参与地做,才有可能是有效的。学生学习数学只有通过自身的情感体验,树立坚定的自信心,才有可能是成功的。只有让学生在认识过程中感受自己的智力,体会到创造的愉快,才能激发高昂持久的兴趣。所以数学实验教学是让学生根据预定的实验方案,自己动手操作,进行探究、发现、思考、分析、归纳等思维活动,最后理解概念,掌握解决问题策略的一种教学方式。数学实验教学是再现数学发现过程的有效途径,它为师生提供了主体参与、积极探索、大胆实践、勇于创新的学习环境,为学生理解数学知识拓宽了空间。
数学实验教学如何促进学生的深度学习呢?
(一)借助数学实验教学,加深学生对概念的深度理解
数学是一门抽象的学科。小学生学习数学,感觉往往是单调乏味的,特别是对概念的理解。心理学研究表明,儿童认识规律是“感知——表象——概念”,而动手实验符合这一规律,能变学生被动地听为主动地学,充分调动学生的各种感官参与教学活动,去感知大量直观形象的事物,获得感性知识,形成知识的表象,并诱发学生积极探索,从事物的表象中概括出事物的本质特征,从而形成科学的概念。 如体积的概念教学,我们可以设计如下实验:
实验准备:课前准备两个量杯,一个小石块。
实验演示:
1、比较两个量杯的大小,让学生明确两个量杯是一样大的;
2、将一个量杯装满水,另一个量杯里装上小石头;
3、将第一个量杯里的水往装有小石头的量杯里倒,同时让学生猜测第二个量杯能否装下第一个量杯里的所有水;
4、学生很容易看出第二个量杯装不下第一个量杯里的所有水;
5、提出问题:同样大小的杯子,为什么第二个杯子装不下第一个杯子里的所有水?
6、学生说出原因:小石头占去了第二个杯子里的一部分空间,所以有一部分水装不下;
7、教师归纳总结:像小石头这样,物体所占空间的大小叫做物体的体积。
考虑到本节课的特点,空间的概念较抽象,有些学生不好衡量,因此,将无法衡量的空间转化成具体的一部分水,学生就比较容易的理解“所占空间”的含义,进而深入的理解了体积的概念。
(二)利用数学实验教学,深化学生的数学认识
实验教学让学生亲身体验,自主探究,培养学生学习兴趣。在教学中尽可能多的提供机会让学生动手操作,使学生在动手操作的活动中发展学习兴趣,积极参与课堂学习,进而深化学生的数学认识。如教学“长方体的认识”时,可以设计两次实验活动。第一次,给每组学生提供6个长方形硬纸板,让每一组学生糊一个长方体纸盒。学生在挑选纸板糊纸盒的时候,就会体验到只有相对的两个长方形硬纸板大小相等、形状相同,才能糊成长方体纸盒,从而对长方体面的特征产生感性认识。第二次,让学生利用细木条和橡皮泥,做一个长方体框架,让学生在插框架的过程中,体验到只有把12根木条分成3组,在相同方向上有4根长短相等的木条才能插成长方体框架。从而对长方体棱的特征产生了感性认识。再通过同学之间的交流和教师的提炼,学生对长方体的特征就有了深刻的认识。学生在操作活动中,手脑达到有机的结合,活跃了学生的思维,深化了学生对数学知识的深度认识。
(三)运用数学实验教学,培养学生发现数学规律的能力
数学规律的抽象性通常都有某种“直观”的东西。作为教师,就应该通过实验,把这种“直观”给显现出来,帮助学生抓住其数学本质。新课标提倡重视过程教学,在揭示知识生成规律上,让学生自己动手实验,自己去发现数学规律,从而理解更深刻。
如教学“钉子板上的多边形”,我们就要不停地通过实验找出规律。
首先指导学生围出多边形内只有1枚钉子的情况,引导学生观察多边形的面积与它边上的钉子数的关系;
然后指导学生围出多边形内有2枚钉子的情况,引导学生观察多边形的面积与它边上的钉子数与里面钉子数的关系;
接下来可能就不需要老师指导了,学生会自然而然想到围出多边形内有3枚、4枚等钉子数的情况,而且会主动去观察多边形的面积与它边上钉子数与里面钉子数的关系;
这时有些孩子可能已经找出了规律:边上的钉子数除以2的商加上里面钉子数减1的差所得的和就是多边形的面积。但是还不敢确定,于是他们会继续实验来验证这个规律对不对。得出的规律是很抽象的,我们就通过实验把这些抽象的规律给直观的表现出来了,这大概就是数学实验的魅力所在了。
数学实验教学打破了以往知识的直接呈现,融知识于活动之中。在平等参与的前提下,通过亲手操作,亲身体验来理解、验证数学知识,这种教学方式以学生动手实践,自主探索为特征,从而培养学生学会学习的能力和探索合作的创新精神。让我们在今后的教学中巧用数学实验教学促进学生的深度学习。