数学实验教学中的问题及对策
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【摘要】小学数学学科知识逻辑性很强，而且主要涉及公式、定理，欠缺趣味性和丰富性，学生理解难度较大，这便导致学生数学学习积极性不高、课堂效率低下，从而影响学生数学学习。所以，在数学课堂教学时，应把数学和其他趣味性教学内容结合起来，设计数学实验，以调动学生学习兴趣，让学生主动参与到数学学习中来，从而使学生数学学习更加有效。鉴于此，本文结合数学教学经验，对小学数学实验教学进行了深入分析与探讨，提出了几点有效展开数学实验的策略。
众所周知，数学是一门逻辑性很强的学科，对学生综合素质有较高要求。近年来，在小学数学中应用实验教学，既有利于培养学生独立思考和解决问题的能力，也有利于提高课堂教学质量。为了提高数学教学有效性，在小学数学教学中，教师应该把实验与理论教学结合起来，驱使学生在实践中了解相关理论知识，以促进学生全面发展。
一、小学数学实验教学重要意义分析
（一）有利于增强学生学习兴趣
兴趣是学生数学学习时的“良师”，若想提高小学数学课堂教学有效性，关键在于增强小学生学习兴趣。由于小学生好动，所以利用数学实验可以让其更好地融入到课堂中，不仅可以提升学习兴趣，而且还可以增强学生动手能力。在进行数学实验时，注重对小学生学习兴趣展开培养，并积极探索更为高效的数学实验方式。例如，在“圆柱和圆锥”教学时，为了让小学生对“圆锥”性质、面积、体积等各方面知识有更深层次的了解，教师可以带领学生参加数学手工小实验，要求学生亲自动手做圆柱、圆锥模型，让学生通过实践和试验，对圆锥和圆柱原理产生更深的认识，并进一步提高小学生实际动手能力及知识运用能力，实现了“从现象到实质”的跨越式发展。
（二）有利于强化学生理解记忆
众所周知，数学学科非常抽象。在课堂教学中，如果仅依靠灌输式方式进行理论教学，并用大量练习来加强学生领悟能力，虽然学生能够记住一些抽象数学公式，但依旧无法从根本上解决学生数学知识理解与记忆难题。为此，若想真正促使学生了解和记住数学知识，就必须遵循“感觉—形象—概念”的知识法则，运用数学实验逐渐加深学生由知觉到表象再到观念的认知，使学生在心灵中逐渐形成科学的数学学习观念，最后实现灵活运用数学知识的目标。在此基础上，教师在实施小学数学课堂教学工作时，要注重系统性、全面性、针对性地培养学生，借助数学实验增强学生记忆力，不断创新数学实验方法，在加强学生自主实验的同时，充分利用多媒体技术展开科学设计，加强实验的“反复利用”。例如，在实施讲解“比例”知识时，采用多媒体PPT动态设计，使学生充分认识到比例的特性，尤其是“放大和缩小”的知识点本质，从而收获更好的教学效果。
（三）有利于锻炼学生数学思维
在小学数学教学中，教师必须确立科学化教学目的，而且要注重实施“立德树人”，加强小学生数学思维的培养。由于数学实验的直观性、操作性、融合性等特性，使得学生对数学各个领域知识之间的相互关系有了更深了解。在小学数学课堂上，把数学实验与小学生数学思考有机结合起来，在提问后，让学生自己去做，去“验证”与之有关的数学理论，而并非像既往学习时死记硬背，而是要不断积累学习经验。如在讲解“圆柱和圆锥”时，因为其涉及众多知识点，所以可以通过数学实验，让小学生对所学知识有更深刻的理解，在实验中验证数学概念、定理，促进小学生逻辑思维发展。
二、数学实验教学问题分析
（一）小学数学实验范围较小
小学数学教科书包含了大量实验资料，有些资料已被教育人员编写和应用，但仍有许多内容未被充分重视和利用。由于数学实验范围狭窄，缺乏实验资源，学生错过了对数学知识深入理解的机会。此外，教师并未指导学生充分利用各种教学资源，系统地开展数学实验，无法将抽象、静态的知识解释转化为直观、动态的知识，影响学生数学自主探究学习能力的提升。
（二）实验目标定位欠缺延展性思考
数学实验是为了解决数学问题的数学学习行为，目的是解决特定数学问题。通过对数学知识和数学方法的探究，得到解决问题的方法和结果并非数学实验的唯一目标，主要目标在于通过对数学实验的体验，培养和提高学生数学思维、探究和创造能力。当前，许多数学教师在指导学生做实验时，往往只追求效果，而忽视了其中所蕴涵的教育意义，特别是不重视提高思维素质，导致数学实验功能弱化。
（三）实验过程缺乏最优化规划
充分利用好数学实验资源，即可发挥其教育作用。然而，目前学生思维发展与数学实验“契合度”并不高，探索时间缩短，活动不集中，没有为学生打开思维空间。实验中是否能充分发挥受主、客观因素的影响，如选择实验材料、选择实验路径、反思实验结果等，都需要教师进行深思熟虑、系统地计划，否则便会严重影响实验效果。
（四）实验方法缺乏多样化表达
数学实验和其他理科实验，如生物、化学、科学实验相似，自带丰富性和多样性，只有学生掌握基本实验方法和原理，才能灵活解决实验中出现的问题，提高其实验水准。然而，目前众多数学教师并不重视提高学生数学实验能力，往往采取“见招拆招”办法，不能提供多种教学方法，也不能对学生进行系统教学。因而，在解决问题时，学生往往会遇到“只知道实验，却不知道怎么做实验”的尴尬局面。
三、小学数学实验教学的有效策略
（一）验证性实验，深度探究知识
“猜想·证实”既是一种很好的数学学习手段，也是一种良好的数学思维方法。在小学数学课堂中，教师要引导学生对已学知识进行猜测，再通过验证性实验，让学生对情感材料进行思考、分析、加工，由知识的感性认识上升为理性认知。比如，在讲解“3的倍数特征”时，教师让学生猜测“3的倍数”特点，学生根据“2”“5”倍数的特点，猜测到如果一个数个位数上是“3”的倍数，那这个数则是“3”的倍数。教师在数学课堂上并没有对学生的猜测做出判断，而是让学生按照自身猜测，随便写几个数字进行检验，看看是否为“3”的倍数。学生经过测试，很快就找到了答案，有些数字确实是“3”的倍数，比如“63”“1089”等，但也有一些数字不是“3”的倍数，比如“169”“1003”等。教师抓住机会，把学生注意力转移到了“1089”等“3”的倍数上，引导学生继续猜测，学生则会质疑会不会和个位数上的数字总和有关系？这一点被全班同学认同，学生又开始了新一轮的实验。通过以上例子，教师将学生数学知识基础和生活体验结合起来，让学生去猜测“3”的倍数特性，通过“猜测—验证—猜测—再次确认”的学习方法，体验到了学习数学的乐趣。
（二）理解性实验，内化数学概念
在教学过程中，教师要根据学生认知特征，带领学生进行理性的、直观的实验体验，使学生由已知领域逐渐进入到新领域，并把直观的体验转化为认知和数学模型，形成完整的知识系统。在“体积的意义”教学中，教师为学生设计了一个用玻璃器皿装东西的实验，以便更好地了解其含义。试验条件是将沙粒倒入玻璃瓶中，在玻璃瓶中放置一根长方形木头，再将之前的沙子倒入其中。此时还有好多沙子没有倒入玻璃瓶，教师让学生就为什么会出现这种情况进行交流。这时，学生对“量”的含义有了一定的感性认识，但是大多数学生思想仍然混乱，不清楚其中内涵。教师让学生向烧杯里倒上水，又往里面加了一块石头，顿时水就流了出来。很明显，石头占据了杯子的一部分，水就流了出来。在这个实验过程中，学生了解到了“容积”的含义，“物体所占据的空间”即“容积”。在以上实验中，教师并未直接向学生表明容积含义，而是指导学生参加理解性实验，在实验过程中使得学生逐步认知容积，激活学生思考能力。
（三）探索性实验，建构数学知识
小学时期的孩子好奇心较强，对未知事物具有强烈的探索心理。为此，在具体教学实践过程中，教师就应改变固有的教学思想和方式，尝试把数学知识融入到学习活动中，为学生预留更多时间和空间去探究。在探索式实验中，学生能够积累更多实验经验，参与到知识生成和发展过程，从而达到会学、会用的状态，真正理解数学的真正意义和价值。比如，在学习“长方形的面积”时，教师组织学生参加制作正方形的实验，每一个正方形的边长均为1cm，再用小正方形摆成长方形。在新课程开始前，教师让学生拿出一个小方块，引导学生根据自身喜好，画出一个矩形。在完成动手实验后，各个小组分别展示本组成果。有些小组选择用10个小方块，制作成宽度为2cm、长度为5cm的长方形，有小组则选择用12个小方块，制作成宽度为3cm、长度为4cm的长方形。根据这一点，教师要求学生考虑矩形面积与长、宽之间的联系。通过提问“如何计算矩形面积”，使得学生成功归纳出矩形面积计算公式。在此基础上，教师设计探索性实验，让学生参与到推导矩形面积的公式中去，从而构建数学模型，增强学生对所学知识的理解。
（四）生活性实验，提升应用能力
数学和日常生活息息相关，生活就是其发展源泉，学生在课堂上所学的东西，都会被应用到日常解决实际问题的过程中。在课堂上，教师可以带领学生做一些生活类实验，把生活事例融入到数学实验课堂中，把数学和学生生活联系起来，使学生能够从生活角度思考问题，并把所学东西运用到实际中去，这样才能提高学生数学知识的实际运用能力。比如，结合校园绿化面积这一生活问题，要求学生测量校内绿化面积，学生经过思考和交流，最终制定出初步活动计划。教师为学生配备测量卷尺、长绳等测量工具，并引导学生走出教室，根据学校草坪、花圃、树林形状，采集相关资料。学校花园为长方形，但在花园中间位置却存在一条直线，大多数学生在测量花园绿化面积时，普遍认为要先计算花园宽度和长度，再用长方形花园减去道路长度。还有一些学生则认为，直接测量长方形花坛长度和宽度，再用花坛宽减去小路宽，乘以花坛高度，即可获得花园绿地面积。通过对所学知识的运用，使问题得到了切实解答，使课本的数学知识真正地进入到了生活中，增强学生数学知识应用能力。
四、结束语
综上所述，在小学数学教学中，实验是非常重要的一部分知识，对学生综合素质的提升有很大帮助。为此，在数学教学时教师要加强对数学实验的研究，充分利用数学实验，探索数学规律，通过大胆想象及动手操作激发学生潜能，达到最大限度地提高学生数学学习能力的目标。
【参考文献】
[1]陈希文.小学数学实验教学的问题及对策———以图形与几何领域为例[J].全国优秀作文选（教师教育），2021（6）：53.
[2]薛燕萍.“数学实验”在小学数学教学中存在的问题及对策[J].新课程（小学），2018（5）：65.
[3]吴静.小学数学实验教学的问题与对策———以“图形与几何”领域为例[J].教育研究与评论（小学教育教学），2017（2）：58-62.
作者:杨俊平 单位:甘肃省定西市临洮县南屏镇岚林寺小学
