[摘"要]在數(shù)學小實驗實施過程中，教師應確保實驗活動的材料和工具適合學生的年齡和認知水平;設計和開發(fā)一系列多樣化且富有教育意義的實驗主題和內(nèi)容;制訂周密的活動計劃，包括目標設定、步驟安排、資源配置和預期成果;重視對實驗活動全過程的反思，不斷提升學生的學習成效。[關鍵詞]數(shù)學小實驗;概念;意義;流程隨著教育模式的不斷革新，數(shù)學小實驗作為一種新興的教學手段逐漸受到教師的廣泛關注。這種模式突破以教師為核心的傳統(tǒng)教學模式，強調(diào)以學生的興趣和需求為出發(fā)點，通過多元化的教學形式激發(fā)學生的科學探索欲望。下面，筆者探討數(shù)學小實驗的概念、意義以及實施流程，并分析其在現(xiàn)代教育體系中的重要作用。一、數(shù)學小實驗的科學概念數(shù)學小實驗是一種以學生為中心的教育方法，旨在通過使用各種簡易實驗工具（如紙張、磁鐵棒、七巧板、測量工具和繪圖工具）來引發(fā)學生開展探究性學習。開展數(shù)學小實驗時，學生在問題情境的引導下能積極探索數(shù)學概念，從而實現(xiàn)對數(shù)學知識的深入理解和應用。與傳統(tǒng)的教師主導式教學模式不同，數(shù)學小實驗強調(diào)以學生的興趣和需求為出發(fā)點，并采用多種實驗形式（包括同伴協(xié)作、集體探究、家庭實踐和社區(qū)互動等）來促進學生的學習。設計數(shù)學小實驗時，教師要充分考慮學生的年齡特征和認知能力，要有效融合學生內(nèi)在的數(shù)學思維和想象力。數(shù)學小實驗教學突破了以知識傳授為核心的傳統(tǒng)教學模式，在探究活動中能培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神。二、數(shù)學小實驗的學科價值在數(shù)學教學中，問題意識被視為學生學習過程的核心要素。問題意識是指學生在面對多樣化的情境與條件時，能夠識別并提取關鍵信息，進而發(fā)現(xiàn)并提出問題，并通過深入思考以及實際操作解決這些問題。數(shù)學小實驗作為一種有效的教學手段，能夠顯著增強學生的問題意識，提升學生主動探索和解決問題的能力。在數(shù)學教學中，讓學生積累活動經(jīng)驗是一項核心教學任務。教師不僅要引導學生構(gòu)建顯性的操作技能，還要促進學生積累內(nèi)在的思維經(jīng)驗。在數(shù)學小實驗中，教師要引導學生對具體物品進行操作、觀察與思考，這有助于學生形成關于數(shù)學的感性認識、情感體驗以及應用意識。個性化表達能力涉及學生在特定情境下對知識內(nèi)容的理解，并通過識別、解讀與重構(gòu)過程，利用多樣化的證據(jù)和多元化的表征形式來展現(xiàn)其認知成果。這種能力主要體現(xiàn)在文字、符號以及圖形三種語言表達上。數(shù)學小實驗設計旨在促進這三種語言形式之間的轉(zhuǎn)化，其核心活動包括實踐性的“數(shù)學操作”、視覺化的“數(shù)學繪圖”及口頭化的“數(shù)學表述”。在數(shù)學教育領域，培養(yǎng)學生的理性思維、探究精神和批判性思考能力被視為比單純掌握數(shù)學知識和技能更為重要的目標。這些品格不僅是數(shù)學教育的核心，也是其出發(fā)點。數(shù)學小實驗的價值在于能促使學生從不同的視角、不同的層次和不同的維度去觀察、分析和解決問題，鼓勵學生勇于面對挑戰(zhàn)，實現(xiàn)跨學科的整合與深入探究。三、數(shù)學小實驗的操作流程1.精選載體在小學教學中，數(shù)學小實驗作為一種靈活的學習方式，被廣泛應用于課堂教學中。通過在班級設立專門的數(shù)學實驗區(qū)，教師能夠有效促進學生的自主探索和合作學習。該實驗區(qū)配備適合當前學段的數(shù)學實驗工具，確保學生能隨時進行實驗操作，不受特定時間或?qū)W生群體的限制。此外，教師要鼓勵學生利用廢舊材料進行創(chuàng)新設計，自制各種教學輔助工具，如量角器、計算題目生成器、多功能圓規(guī)和透視組合體等。這些自制工具的開發(fā)過程和最終成果均體現(xiàn)了學生的智慧和設計才能，對于激發(fā)他們的學習興趣和科學探究精神具有重要作用。比如，教學“升和毫升”時，筆者設計了一系列探究活動，讓學生使用量杯、滴管和水槽等實驗器材，對日常生活中的各種容器進行容積估算。通過實際操作和測量，學生能夠驗證自己的假設，從而建立對升和毫升單位的直觀認識。此外，學生通過推理，能推斷其他未知容器的容量。比如，在“可能性”這一課程單元中，筆者利用教材中拋硬幣的活動，引導學生進行實踐操作，讓每個學生拋擲20次硬幣，并記錄正面朝上和反面朝上的次數(shù);然后，教師引導學生將全班的數(shù)據(jù)匯總，繪制成統(tǒng)計圖表，并進行展示。通過這個活動，學生發(fā)現(xiàn)正面和反面出現(xiàn)的次數(shù)大致相同，從而理解在大量重復試驗中事件發(fā)生的概率相對均衡，這驗證了可能性的基本性質(zhì)。家庭實驗室為學生提供了一個自由、靈活且資源豐富多樣的探索空間，不僅適合學生個人獨立研究，也適宜親子合作學習。在這樣的環(huán)境下，家庭成員之間的和諧互動有助于營造一個積極的教育氛圍。比如，在綜合實踐課程“怎樣滾得遠”教學后，教師建議具備相應條件的學生在家中搭建一條標準直線滑道以及兩條不同傾斜角度的滑道。通過這一實踐活動，學生可以探究在相同起始條件下，三種不同坡度滑道上滾動的鋼珠的運動特性，并預測哪一條滑道上的鋼珠最先到達終點。盡管學生無法得出絕對精確的結(jié)論，但此項實驗能夠引導他們主動收集相關數(shù)據(jù)，并比較分析所獲得信息。這種基于實證的探究過程有助于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，強化他們嚴謹求實的科學態(tài)度。2.開發(fā)內(nèi)容數(shù)學小實驗的有效實施依賴于對傳統(tǒng)實驗內(nèi)容的科學編排。教師應以現(xiàn)行教材為基礎，并針對“現(xiàn)象探究、原理解釋、方法探索、問題解決”等關鍵教學目標，系統(tǒng)地設計和開發(fā)數(shù)學實驗項目。考慮到學生的心理和生理發(fā)展特點，實驗內(nèi)容應根據(jù)不同學段進行合理規(guī)劃。比如，第一學段學生主要關注知識的積累，對知識間的聯(lián)系及其應用缺乏深入理解，因此這一階段的數(shù)學實驗時教師應側(cè)重于觀察、實踐和發(fā)現(xiàn)，引導學生在真實情境中體驗知識的實際價值，并初步培養(yǎng)其分析和解決問題的能力。第二學段學生開始關注問題背后的數(shù)學思想，并能在一定程度上進行思考和感悟，因此這一階段的數(shù)學實驗時教師應著重開展假設、實驗、驗證和反思等活動，旨在提升學生的方法意識和思維能力。比如，在“有余數(shù)的除法”一課中，通過“搶占終點”小實驗，學生不僅能夠加深對除法運算的理解，還能在游戲中鍛煉自己的反應能力和團隊協(xié)作精神;在“認識萬以內(nèi)的數(shù)”一課中，“神奇的記數(shù)方法”小實驗引導學生穿越時空，了解古代人們的記數(shù)方式及其背后所蘊含的數(shù)學思想方法;在“兩、三位數(shù)的加法和減法”一課中的“有趣的加法”游戲旨在培養(yǎng)學生的歸納推理能力，讓他們在分析操作結(jié)果的過程中，逐漸發(fā)現(xiàn)加法運算的規(guī)律;“認識方向”一課的“測定方向”主題活動有助于培養(yǎng)學生的空間觀念，讓他們學會如何確定自己的位置和方向;在“分米和毫米”一課中，“我來測量”小實驗讓學生親手進行測量活動，從而掌握基本的測量方法，并對相應長度單位形成直觀的量感;在“數(shù)據(jù)的收集和整理（一）”一課的“探尋豌豆莢里的秘密”小實驗教會學生如何運用科學方法收集和整理數(shù)據(jù)，并通過繪制“正”字圖等形式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果。這些數(shù)學小實驗不僅豐富了教學內(nèi)容，提高了學生的學習興趣，還有助于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和實踐能力。通過參與這些活動，學生能夠?qū)⒊橄蟮臄?shù)學知識轉(zhuǎn)化為具體的操作實踐，從而更好地理解和掌握所學內(nèi)容。3.設計預案（1）發(fā)現(xiàn)問題問題的發(fā)現(xiàn)與提出是教學過程中促進學生創(chuàng)新思維的關鍵步驟。在數(shù)學教學中，教師要引導學生觀察日常生活中的現(xiàn)象，激發(fā)他們的數(shù)學探究欲望，進而培養(yǎng)他們的批判性思維能力。比如，一名三年級學生在大型超市門口觀察與水平面平行的自動人行道時，產(chǎn)生一個關于相對速度的問題：“當個體在自動人行道上行走時，其相對于地面的行走速度是如何變化的？”在小組討論環(huán)節(jié)，學生提出了不同的觀點：有的學生認為，由于自動人行道的速度與個人行走速度的疊加效應，人走在自動人行道上的速度將會更快;有的學生認為，在自動人行道上行走實際上可能會更慢，因為它可能影響步行的自然節(jié)奏和效率;還有的學生認為，考慮到安全因素，自動人行道的運行速度被設計為適中，因此在自動人行道上行走的速度與平地上行走的速度可能相差無幾。這些討論表明，“自動人行道的動力學原理”是一個值得探究的問題，它不僅能夠吸引學生的興趣，還能促使他們運用數(shù)學知識去分析和解決實際問題。通過這樣的實踐活動，學生可以深刻理解速度、加速度等概念，并學會將理論知識應用于現(xiàn)實世界中。（2）設計與實踐①設計方案，活動準備為了確保實驗活動的有效性，在筆者的指導下，學生成立了名為“自動人行道的奧秘”的研究小組，并進行分工合作。小組成員負責收集相關資料、設計實驗方案、記錄實驗數(shù)據(jù)以及撰寫最終的實驗報告（如表1）。在實驗開始前，筆者對研究方案進行嚴格審查，確保其科學性和可行性，并對實驗準備工作提供了指導。通過以上的實驗設計和準備，學生能夠系統(tǒng)地探究并理解自動人行道的動力學特性及其對行人行為的影響。②現(xiàn)場實驗，驗證猜想在家長志愿者的陪同下，研究小組成員在周末時間內(nèi)前往自動人行道進行實地實驗。實驗流程如下：a.使用視覺估算法確定自動人行道的大致長度;b.使用皮尺對自動人行道的實際長度進行精確測量;c.在保持與自動人行道相同的起始位置，記錄三種不同行走方式所需的時間：站立于自動人行道上，直至到達終點的時間;在非自動人行道區(qū)域以常規(guī)步行速度行走至相同終點的時間;在自動人行道上以常規(guī)步行速度行走至相同終點的時間。d.實驗結(jié)束后，匯總整理所有收集的數(shù)據(jù)（如表2）。通過對比不同行走方式下的時間數(shù)據(jù)，研究小組分析了自動人行道對行人行進效率的具體影響。實驗有助于學生深入