融入数学实验　发展核心素养

    

    

    

    摘 要 从小学数学实验“种子的发芽率”说起，论述融入数学实验、发展核心素养的方法，以期为小学数学教学改革提供借鉴和参考。

    关键词 小学数学;数学实验;核心素养;种子的发芽率

    中图分类号：G623.5? ? 文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2020）15-0109-03

    1 前言

    核心素养是学生学科学习的必备品格和关键能力，学生只有具备学科核心素养，才能获得更好的终身学习发展。而数学实验在小学数学教学中的应用，有利于帮助学生建构知识，对发展学生核心素养大有裨益。因此，在大力提倡培养学生核心素养的时代背景下，教师应积极探索小学数学实验教学。

    2 数学实验与核心素养之间的关系

    关于数学实验可从两个方面做出解释：一是数学研究领域的实验，多是运用信息技术进行数学实验研究;二是教学领域的实验，是采用自然实验科学方法，以探究某一数学知识为目的，并借助相关实验器材操作，帮助学生更好地构建知识、理解知识。本课题研究中所指的数学实验为后者。

    而核心素养是2014年教育部颁布的《关于全面深化课程改革 落实立德树人根本任务的意见》中对现代教育所提出的要求，强调学生学科学习的必备品格与关键能力，是推动学生长远学习发展的重要保障[1]。

    实验教学与核心素养两者之间是存在内在关联的，因为数学实验是“思”与“做”相互作用的过程，天然存在核心素养所最为关注的两点要素，即必备品格与关键能力。从数学概念的角度去理解核心素养，可以发现数学实验中蕴藏着丰富的空间观念、模型思想、应用意识及创新意识，这也是数学核心素养的关键所在。由此看出，实验教学与核心素养之间是存在内在关联的，在小学数学教学中融入数学实验，有助于学生核心素养的发展。

    “种子的发芽率”是小学数学“百分数”这节课中“探究与实践”环节提出的实验，具体如图1所示。由于其属于非知识传授范围，加之实验耗时较长，以往易被教师所忽略。而在核心素养教学背景下，实验教学成为发展学生核心素养的重要手段，因此，“种子的发芽率”这一实验也受到关注和重视。下面笔者将从“种子的发芽率”说起，对发展核心素养的小学数学实验融入提出相关建议。

    3 发展核心素养的小学数学实验：从“种子的发芽率”说起

    在自主开放中生成实验活动? 在“种子的发芽率”这节小学数学实验课程中，考虑到实验耗时较长的问题，笔者选择采用课外实验的方式开展实验活动。相对于常见的课内数学实验，课外实验对学生束缚较少，学生更能体验到新鲜和刺激。同时由于缺少教师的组织和干预，学生的自主性可以得到更好的发挥，而这无疑是有助于学生主体知识构建的，可促使学生的核心素养得到更好的发展。

    但在实验开展前，将具体的活动任务要求详细地讲给学生还是十分必要的。如在执教过程中，笔者就为学生布置了这样几项任务：

    1）实验在课后家中自主完成，可由家长帮忙提供相应的实验材料;

    2）建议使用两种种子做实验，以此做出对比，猜测哪类种子发芽率更高，并在实验结束后验证猜想结论;

    3）学生自主设计表格，记录相关实验数据，并将得出成果制作成PPT，在班级中进行展示;

    4）若是实验过程中出现困难，不要“硬挺”，可从网络中搜集答案或向同学、父母、教师求助。

    在实验任务要求布置结束后，教师就可以让学生自主开展实验，在开放的实验环境下推动学生的核心素养发展。

    在互动分享中绽放精彩对话? 在“种子的发芽率”这一数学实验教学活动中，实验开展两周后，大多数学生的种子已经发芽，并记录了一些实验结果。此时教师就可以统一组织时间，让学生对实验过程及实验结果进行交流汇报，从而在互动分享中绽放精彩对话，在思维碰撞中发展学生的核心素养。在本次实验过程中，学生展示多种多样的活动，下面笔者对此做出详细介绍。

    形式一：白描日记，真切体验生命成长。即通过日记撰写的方式，以时间作为分界线，将种子发芽的成长过程记录下来。如下为笔者执教班级某学生撰写的白描日记PPT展示内容：

    2019年11月10日? 我选取了40颗黄豆种子作为实验材料，将其分为A组和B组，每组各20粒，分别装入不同的盆中等待发芽。我内心非常地期待。

    2019年11月12日? 今天放学回家后，我迫不及待地查看放在盆中的黄豆种子，令人惊讶的是，两组黄豆种子都已经发芽，这让我感到非常的惊喜。

    2019年11月24日? 这是本次实验活动的最后一天，我选取的实验种子，该发芽的都已经发芽完毕，其中A组发芽黄豆15粒，发芽率为75.00%;B组发芽黄豆18粒，发芽率为90.00%，B组胜出。

    在学生白描日记展示结束后，教师可以引导班级中的学生对此做出交流，如：“你觉得这名同学的实验过程中有哪些值得大家学习的品质？”而在学生交流结束后，教师还可以对此做出点评，如：“你的实验记录得非常认真，可以看出你非常重视本次实验，若是能将不同时间种子发芽的照片拍摄下来就更好了。”通过这样真实客观的点评，可更好地激发学生的数学实验学习信心，促使学生的实验能力和核心素养得到更好发展[2]。

    形式二：拟人记叙，展现生命律动。在笔者执教的班級中，还有一名学生文笔功力非常好，他对于实验过程采用了拟人记叙的方式，将种子发芽的生命律动过程淋漓尽致地描绘出来：

    第1天“种子入水”，我将一群等待被唤醒的黄豆种子放在水池之中。

    第2天“纹丝未动”，这群酣睡不醒的黄豆宝宝到底要何时醒来？

    第3天“见证奇迹”，已经有13粒黄豆宝宝从睡梦中苏醒！

    第4天“半梦半醒”，外面虽然天寒地冻，但是又有两粒黄豆宝宝从睡梦中醒来。

    第5天“争先恐后”，外面的世界很精彩，又有一粒黄豆宝宝醒来！

    第6天“脱去外壳”，黄豆宝宝们都争着要长大、褪去原有的外衣，一共有18粒黄豆宝宝发芽了！

    对于该学生这样的实验记录展示，笔者给出这样的评价：“你如此生动地描述，让老师好像亲眼看见了种子发芽的过程。你的文字就像是一首优美的诗歌，在这样的数学实验中，老师看到了语文、数学、科学的完美结合，为你感到骄傲。”

    形式三：表格记录，数字直观显示分析。在班级之中还有一些学生选择直接通过图表记录展示的方式，将实验过程呈现出来。这种实验方式显然是十分理性客观的，具体如表1所示。在该名学生展示后，笔者引导班级之中的学生进行分享交流。对此有学生表示，该名同学设计的表格非常清晰，显示出了每天种子发芽的百分率，非常方便直观。而对此笔者也给出评价：该同学在进行实验设计时，严格按照老师的要求，先猜想，再去验证，通过表格可以清晰地看出每天发芽的种子数和对应的发芽率，非常具有参考借鉴意义。

    形式四：借助图示，科学展现实验结果。在笔者执教的班级中，还有学生将自己得到的数据结果通过Excel软件进行整理，并绘制成折线统计图。在学生之间的交流过程中，有学生表示该名同学设计的折线统计图能清楚地看见每天种子的发芽数量和变化趋势，这样就可以清晰了解黄豆种子和绿豆种子的发芽速度，使数学实验更具科学性。具体如图2所示。

    类似于这样的展示形式还有很多，由于文章篇幅限制，笔者不能一一展示。但通过上述几种类型的实验过程展示，足以证明本次数学实验研究是非常成功的，多数学生全身心地参与到数学实验探究中，在这个过程中不仅对“百分率”有了更深刻的认识与了解，而且数学核心素养也得到更好的发展。

    在综合融通中发展核心素养? 在小学阶段的数学实验教学中，“种子的发芽率”是历时较长的一个数学实验，需要经历课前准备、实验验证、结果反馈三个过程。同时，实验从课内到课外，学生亲身参与全部实验过程，并实现多学科知识之间的融合，在融会贯通的过程中可以有效促进学生核心素养的发展。笔者从以下几个方面做出阐述。

    1）主动分享差异资源。通过上文介绍可以知道，在“种子的发芽率”这节数学实验课程中，不同的学生采用的实验记录方式有所不同。在分享汇报展示课程中，学生结合自身的实验情况进行展示分享，在这个过程中，学生的智慧火花实现了碰撞。虽然实验有成功、有失败，但是学生的实践创新能力素养得到发展。

    2）主动提升研究能力。在小学数学教学过程中，数学实验为学生提供了亲手实践的机会。如在“种子的发芽率”这节实验课程中，学生可以自主设计实验方案，自主选择种子材料，并进行数据记录、照片拍摄、课件制作、表格整理等。学生有了更多学习自主权，在“做”的过程中获得更多数学学习经验，这对于他们而言无疑是一种成长的蜕变，是核心素养得到发展的一种体现。

    3）主动进行学科整合。在本次数学实验教学开展过程中，笔者发现学生可以主动地进行不同学科知识的整合，如有的学生运用诗情画意的语言对实验过程进行记录，有的学生尝试从网络中搜寻一些可促进种子发芽的科学妙招……在数学实验过程中，语文、数学、科学有效地整合在一起，这种综合素质的发展无疑也是学生核心素养得到培养的一种体现。

    4 总结

    在小学数学教学中，实验是不可或缺的环节，教师应不断对实验课程体系进行深化研究，积极引领学生开展数学实验，使学生的核心素养得到良好发展，推动学生的数学学习之路走得更加长远。

    参考文献

    [1]管爱民.精心设计数学实验，培养数学核心素養：以小学数学教学为例[J].数学教学通讯，2018（7）：41-42.

    [2]陈美华.融入数学实验 发展核心素养：从数学实验“种子的发芽率”说起[J].小学数学教育，2017（20）：35-37

    作者：张瑜，淄博市周村区南郊镇李家小学（255318）。