【摘要】数学实验作为一种研究性的学习方式，可以通过让学生自主地“做”数学，将“学习”数学变为“研究”数学。把数学实验融入小学数学课堂，研究、探寻数学实验的开发与设计，推动数学实验的有效开展，有助于培养学生的数学思维，提升学生的数学素养。

【关键词】小学教学;数学实验;开发设计;新视界

【中图分类号】G623.5【文献标识码】A【文章编号】1005-6009（2015）17-0036-02

【作者简介】张辉，江苏省洪泽县高良涧镇中心小学（江苏洪泽，223100）校长，高级教师，江苏省数学特级教师，江苏省基础教育改革先进个人。

把数学实验融入小学数学课堂，用数学实验的思维方式去思考、设计课堂教学，是小学数学教学的新视界。例如，学习“面积单位”，内容琐碎，学生动手操作的次数较多。按照以往的思路，无论怎么设计、安排教学环节，学生个体动手操作和师生集体交流研讨都会频繁交替，总感觉教师在“牵”着学生走。如果用数学实验的思路去思考这节课，就会觉得眼前一亮，思维豁然开朗，数学课原来还可以这么上：首先是创设情境环节，通过创设情境使学生产生统一面积计量单位的心理需求，引出他们对面积单位的认识;其次是认识面积单位“平方厘米”“平方分米”和“平方米”环节，可以直接告诉学生有这样三个常用的面积单位，让学生一边看书了解其含义，一边操作实验，在用剪刀剪一个面积为1平方厘米和1平方分米的正方形、用米尺围一个面积为1平方米的正方形等操作活动中，自己去理解这些面积单位的含义，初步建立实际大小的表象;最后是实验汇报环节，学生在交流研讨中进一步加深对面积单位的理解，修正并正确建立实际大小的表象。整节课，无需教师多次组织学生进行反馈交流或滔滔不绝地引导、讲解，学生便会全身心地投入数学实验，积极主动地学习。

一、数学实验的意蕴和价值

数学实验是指为了获得某种数学结论，检验某个数学猜想，解决某类数学问题，实验者运用一定的物质手段，在数学思维活动的参与下，在特定的实验环境中进行的探索和研究活动。以往数学教学中的观察测量、手工操作、制作模型或教具演示等，都可以看作数学实验的形式，但更多的是一种操作演示实验——或是教师的操作演示，或是小组内个别学生的操作演示，绝大部分学生仍是“看客”，并没有真正动脑、动手参与其中，因此，并不是严格意义上的数学实验。当下所提出的数学实验应该是以学生个别学习为基础的一种研究性的学习方式。面对一个数学问题，学生全员、全程参与到探索和研究活动中，可以独立实验，也可以分组实验。但这里的分组最好是两人一组，其目的是“逼”着学生人人参与，人人成为学习的主人，避免“看客”的存在。

弗赖登塔尔说：“数学知识既不是教出来的，也不是学出来的，而是研究出来的。”数学实验，作为研究性学习的一种重要的实践方式应运而生，它的教育价值正在逐渐被人们所认识。在小学开展数学实验教学，能使学生置身于一个“数学实验室”之中，学生可以通过动手实验提出、解决数学问题，以更好地建构自己的知识体系，实现数学的“再创造”。

二、数学实验设计探寻

根据小学生的心理特点和认知规律，我们提出的数学教学中的数学实验，并非数学实验课。如果整节课以一个大的探究问题作为实验的主题，完全由学生独立探索，难度很大。我们可以把一个大的主题分解成几个子课题，通过几个小的实验去完成大主题的探究，把动手实验和交流研讨间隔安排，以保证实验的顺利进行。例如：教学苏教版五下《圆的认识》，我们可以通过两个主题实验来引导学生完成对圆的完整认识：一是探究“圆和三角形、长方形等多边形相比，有什么相同之处，有什么不同之处”;二是进一步探究“圆还有哪些特征”。

实验方案的设计和学习方案的设计完全不同。传统的学习方案通常采用“自上而下”的设计方式，按照知识的层次结构从低级到高级逐渐展开，学习过程比较简单。数学实验教学采用的是“自下而上”的设计方式，实验前首先要告诉学生实验的目的与任务，让学生带着明确的目的和具体的任务进行探索活动，学生在任务的驱动下进行数学实验，这样做是为了使学生不迷失实验的方向。

数学实验是课堂教学的一个部分，因此，实验方案要放在课堂教学方案的大背景下去整体设计。在设计具体方案时，主要从以下几个方面来考虑：

1.创设情境，让实验成为需要。

良好的问题情境能引发学生的思维冲突，激发学生的学习兴趣，使他们产生实验的需要。教学《圆的认识》，可以先引导学生寻找、回忆生活中的圆，让学生感受到圆在生活中的广泛应用，引发学生思考：圆为什么会在生活中有着广泛的应用？它是不是有什么特殊的地方呢？这有利于激发学生的好奇心，为接下来通过实验研究圆的特征奠定基础。

2.提出任务，明确实验方向。

数学实验应该有明确的目的，这是完成实验的保证。实验的目的和任务不只是教师应该清楚，更应该让学生明白。在设计具体的实验步骤时要尽可能地让学生参与，不仅要让学生知道怎么做实验，还要让他们知道为什么要这么做，这样就能掌握知识的来龙去脉，更好地建构知识体系。教学《圆的认识》，在学生交流生活中的圆时，可以通过多媒体首先让学生认识到圆是平面图形，这时再次引发学生思考：我们可以怎样去研究一个新的平面图形？学生根据以往学习平面图形的经验，在大家发表意见的基础上达成共识：要通过摸一摸、画一画和以前的平面图形进行比较。

数学实验的特点是能使静态变为动态、使抽象变为形象，但是如果把一切抽象问题都形象化，学生抽象概括的能力就有可能下降，从而不利于他们抽象思维能力的培养。而数学又是一门特别需要抽象思维能力的学科，因此，要注意把握实验的火候，给学生留有想象的空间，该动手时才动手，使形象思维和抽象思维相辅相成，相得益彰。有时要先用实验提供表象，再根据表象引导学生去想象;而有时要先引导学生想象，再通过实验去验证想象。例如：教学苏教版六上《长方体和正方体的认识》一课的侧面展开图，开始要通过动手操作使学生建立展开图的表象，后面的练习则要先引导学生想象再通过动手实验来验证想象。

3.指导活动，让实验顺利进行。

好玩是儿童的天性，但进行数学实验需要有一种科学的态度，因此，学生实验过程中一定离不开教师的适当指导。教师要特别引导学生在实验过程中不断进行思考，因为实验往往看到的只是现象，而从现象到本质、从事实到规律需要经过思考和推理。教师还要关注那些动手能力差、实验有困难的学生，要及时加以个别指导。只有这样，实验才能顺利进行，从而增强学生自主探究的兴趣。

4.组织交流，让实验凸现成效。

交流讨论是数学实验教学必不可少的环节。教师应鼓励学生在积极参与小组或全班讨论的过程中，整理自己的数学思维并明确表达出来，这也有利于进一步培养学生的语言表达能力。

三、展望数学实验的明天

此前，由于数学实验费时费力、实验材料匮乏等原因，数学实验开展的情况并不乐观，数学实验的功能得不到应有的发挥和重视。值得高兴的是，随着数学实验价值的逐步显现，教师对数学实验的认识不断深入，数学实验正一步一步走进我们的数学课堂;学生对数学实验也由陌生变为熟悉，进而产生了强烈的兴趣，学生的数学实验能力也在不断提高，数学实验正呈现出蓬勃发展的态势。特别是计算机及其网络技术的迅猛发展，为“数学实验室”的创建提供了更为便利的基础条件。可以说，数学实验教学的前景非常广阔。当然，小学开展数学实验教学还刚刚起步，还有很多课题亟待我们进一步深入研究。只要我们共同担负起数学教学创新的责任，在教学中给学生提供数学实验的时间和空间，就一定会迎来小学数学实验教学的美好春天。