小学数学课堂实验学习模式的有效构建

数学是小学阶段一门基础学科，重在培养学生的数理逻辑能力、想象力和创造力，形成独特的思维方式，为其后续学习和生活助力。当下，很多教师一味追求“节奏快”“容量大”的数学课堂，致使学生忙于应付，思维的主动性不强，对知识缺少内化、顿悟的过程，无法构建起良好的知识体系，影响着学习效率的提升。显然，这样的教学方式，与数学课程标准的要求是不相符的。作为新时代的数学教师，应以培养“全面发展的人”为目标，变革传统的学习方式，释放学生的学习能动性，挖掘他们的潜能，展现学生的思维过程，提升数学课堂教学成效。而实验学习模式便是重要的学习方式之一，它能调动学生多重感官融入学习活动，变被动学习为主动学习，让学生实现从“看客”到“创客”的转变，历练数学思维，促进学习力的形成。一、趣味性实验，诱发学习欲望数学是抽象的、复杂的，学生对其直接产生学习兴趣颇有难度。在很多小学生的心中，数学成了“枯燥”“单调”的代名词，在内心甚至有些排斥情绪。在这样的心理状态下，想提升数学学习效率，显得非常困难。如何激发学生的学习兴趣，是广大教师首要解决的问题，而小学生的思维活跃，想法千奇百怪，这就要求教师在数学教学的过程中，充分尊重学生的这一特性，设计各种各样的趣味教学活动，给学生的数学学习带来全新的体验［1］。而趣味性实验便是有效的方式之一，有助于拉近学生与数学的距离，让他们趣味盎然地探索数学知识，获取有意义的学习过程。在教学“圆”的知识时，学生感受到在一切平面图形之中，圆是最美的。教师在教学中抛出了这样的一个问题：“如果用同样长的绳子围成长方形、正方形或者圆，是围成长方形、正方形的面积大，还是围城圆形的面积大？”这样的问题，立即诱发了学生思考的兴趣，学生纷纷说出了自己的猜想。对待学生的猜想，教师并没有急于评价，也没有告诉学生最终的结果，而是为每个学生提供了一根细绳，让学生动手围一围，然后测量出相应的数据，并记录下来，最后算出它们的面积进行比较，看看有什么发现。这样的趣味性实验，学生热情高涨，纷纷投入其中，主动地进行实验，去寻找相应的结论。以往教师机械灌输下的课堂，显得枯燥、无趣，而这样的数学课堂趣味横生，取得了寓教于乐的教学效果。数学是深奥的，如何给复杂的数学知识披上趣味的“外衣”，数学教师应该进行积极的尝试。而趣味性实验的运用，就可以实现这一点，它可以诱发学生学习的“灵感”，让学生带着好奇心进行数学学习，使数学学习过程变得丰富多彩。二、冲突性实验，升华学生认知数学知识具有连续性和系统性，很多知识点联系紧密，学生借助旧知就可以完成新知突破，实现有效的迁移。但是，有时学生已经拥有的知识经验和将要探索的知识会形成矛盾或差别，形成困惑，这就是人们常说的“认知冲突”。教学实践证明，“认知冲突”是学生求知过程中经常所面对的情况，出现“认知冲突”并不是什么坏事情，有人认为是学生前进道路中的“绊脚石”，其实不然，“认知冲突”尽管打破了学生原有的认知平衡，但必定驱动学生努力探寻知识的平衡点，更好地升华学生的认识［2］。所以，在小学数学教学中，教师可以引入冲突性实验，让学生产生“认知失衡”，使其产生重新寻找认识平衡的内在需求，一探究竟，构建起更加完善的知识结构。在教学“三角形的三边关系”时，学生通过先前的学习，只知道三角形是由不在同一直线上的三条线段首尾连接而成，但是，并不知道三角形三边之间的关系。在课前，教师准备了不同长度的小棒，新课伊始，教师提出问题：“老师打算用不同长度的小棒围一个三角形，你认为需要几根？”“3根。”学生们脱口而出。教师追问：“是不是任意抽取3根，都可以围成一个三角形？”“是。”学生都确信无疑。教师顺势让学生拿出课前准备的小棒，任意抽取不同长度的3根小棒，然后动手围，看有什么发现。这样的操作活动，对四年级的学生来说，难度不大。在围的过程中，学生发现了问题，因为有的学生顺利地围成了三角形，有的学生虽然也抽取了3根小棒，但是，无论怎样围，都围不了三角形。学生很是吃惊，怎么会出现这样的情况呢？眼前的事实和原先的想法产生了强烈反差，形成了认知冲突。原因在哪呢？学生心中产生了疑问，并驱动学生探索其中的缘由。这时教师引导学生，将能围成三角形的3根小棒的长度和不能围成三角形的3根小棒的长度进行分类记录，然后比一比，看有怎样的发现？最终发现了三角形三边关系的奥秘。在上述教学中，教师从学生已有的知识经验出发，巧妙地激起学生的认知冲突，产生欲答不能、欲罢不能的渴求新知的心理，促进学生积极思维，碰撞出智慧的火花，提升学生的认知力和判断力，让他们形成科学、严谨的学习态度。三、探究性实验，实现新知内化随着时代的发展，传统的学习方式已经无法满足小学生的学习需求，教育部印发的《数学课程标准》倡导“自主、探究、合作”的学习方式，“探究性学习”已被广泛运用。这就要求广大数学教师应充分放手，将探索数学知识的主动权交给学生，让学生积极探索数学知识，让学生在收获数学知识的同时，还能收获良好的学习习惯和有效的思维方式。所以，在数学课堂教学中，教师可以为学生设计探索性实验，并为他们提供探索的时间和空间，使学生的思维慢慢苏醒，教师则要适当“隐身”，在关键处做好引导便可，让学生突破思考“瓶颈”，收获“柳暗花明”的快乐，更好地提升思维品质，真正成为学习的主人［3］。解决问题的策略是苏教版数学课本中的特色性教学内容，重在培养学生的策略意识，提升解决问题的能力。在这个过程中，要让学生去感悟，而不是简单告知。在教学中一一列举策略时，教师在屏幕上出示问题：“王大叔用22根1米长的木头，围成长方形花圃，怎样围面积才会最大？”很多学生都一筹莫展，觉得无从下手。教师让学生拿出22根1厘米长的小棒动手摆一摆，丰富学生的感性认知，然后组织学生进行汇报。在汇报中，学生们发现不管围成怎样的长方形，长和宽的和是相等的，也就是都是11米。在此基础上，让学生进行有效的整理，并分别计算出它们的面积。在比较后，学生们发现在周长相等的情况下，宽与长的长度最接近时，面积最大。可见，学生在探究性实验的过程中，实现了知识的自我构建。当前，探究学习已经成为数学课堂的“主旋律”，在探索中学生才会加深对所学知识的理解，实现认知能力的升华。探究性实验的有效运用，有助于提升学生自主学习能力，使他们从以往的“教会”走向“会学”“学会”。四、理解性实验，掌握知识本质理解力是学习数学的前提，理解力强的学生，才能在课堂有限的时间内，深刻地理解和掌握相应的数学知识，而理解力不强的学生，只能停滞于知识的表面，属于浅层次的学习，所以，培养学生的理解力是小学数学课堂的重要目标之一。而理解性实验的引入，可以引领学生的思维步步逼近知识的本质，触及其内涵。但是，在以往的教学中，很多数学教师采用大包大揽的方式，将教学内容逐步分解，然后面面俱到地传授给学生，学生只要竖着耳朵听便可，无法深入其中，缺少深刻理解的过程［4］。所以，在数学课堂中，教师可以针对相应的知识点，为学生设计理解性实验，让学生借助实验走向知识的更深处，使他们对所学知识的印象更加深刻，顺利完成理解力的进阶。概念是小学数学课堂的重要教学内容，也是学习的难点所在。在教学概念知识时，教师可以引入实验，帮助学生降低理解的难度。在教学“体积”的概念时，教师准备了2个完全一样的水杯，小石块，桃子，一个水桶，以及适量的水。教师请学生代表到前面做实验，先将一个水杯倒满水，然后将小石块放入另一个水杯中，这时将第一个杯子中的水向第二个杯子中倒，第二个杯子满了，第一个杯子中的水还有剩余，什么原因？因为小石块占了一定的空间，可见，学生此时对体积的意义形成了感性认知，但还不清晰。紧接着，教师让学生继续做实验，一个杯子里放小石块，另一个杯子放桃子，然后都注满水，再取出小石块和桃子，这时学生们发现两个杯子中的水不一样多，这是什么原因？因为石块占的空间比桃子占的空间小。通过这样的实验过程，学生最终理解了体积的意义：物体所占空间的大小叫做体积。实验作为促进学生理解的有效途径，可以将遥不可及的知识变得生动、具体，也可以弥补传统教学课堂中存在的诸多不足，让学生的数学学习过程自然发生，有效地提高了数学课堂效率，培养了学生的理解力，使他们获得对数学本真的感悟。五、应用性实验，提升应用能力教育的最终目的是生活，联系生活进行教学是必须的。现实生活是学生成长的环境，也是学生熟悉的事物。将数学课堂与学生现实生活联系起来，设计应用实验，彰显生活中的主题，引起学生的关注和思考，让学生产生参与活动、主动探讨的意识，为学生创造学习交流的机会，提升学生的应用意识，促进学生数学能力的提升，发展思维的灵活性和深刻性［5］。因此，在数学教学中，教师应注意应用性实验的使用，为学生思维的发展提供“爬坡平台”，进一步提升学生的参与度，丰富学生的学习体验，领略数学学习的价值。在教学“复式条形统计图”后，为了促进学生对知识的理解和应用，教师为学生设计了应用性的实验。实验的内容是这样的：四大名著是很受学生欢迎的课外阅读内容，分别调查出已经阅读过《水浒传》《西游记》《三国演义》《红楼梦》的男、女生人数，然后记录下来，并制作成复式条形统计图。这样的实验内容，学生非常感兴趣，自然会投入其中。学生们在完成这样的实验过程中，需要经历收集数据、整理数据的过程，然后根据数据制作出相应的统计图。在制作好后，教师可以引导学生进行观察、思考：四大名著中的哪一部书最受大家欢迎？哪一部书阅读的人最少？学生在完成这样的实验过程中，可以感受到统计的现实意义，体验数学的活力，提升学生的实践能力，真正让学生学有所思，思有所得。课堂是教学活动开展的主阵地，但学习活动不能局限于课堂，而应该延伸到课堂之外。传统教学受到了教室场地的限制，在一定程度上制约了学习效果的提升。因此，在平时的教学中，教师可以为学生引入应用性实验，帮助学生建立学习数学的信心，让学生突破自我，学会从多元化的角度思考、解决问题，实现做思结合，领略数学学习的价值。数学家欧拉认为：“数学这