运用数学实验教学培养小学生推理能力

摘要：随着教学改革的持续推进，在小学数学教学中，教师应该重视情境的应用，以情境启思，配合实验教学，引导学生在动手操作的过程中了解数学知识的形成过程，提高学生的实践能力、探究能力，促进学生深度学习。数学在小学阶段至关重要，教师应重视提升学生的数学能力，尤其是提升学生的数学推理能力，为学生后续的学习奠定基础。在新课标实施的背景下，小学数学教师应当采取科学的教学方法，有效训练学生的数学推理能力，促进学生全面发展。因此，本文分析运用数学实验教学培养小学生推理能力，注重引导学生树立推理意识，掌握基本的推理技巧，锻炼和发展数学思维。

关键词：数学实验；小学生；推理能力

引言：小学数学实验情境教学法是以情境为引导、以实验为抓手的一种教学模式，倡导教师结合学生的认知规律和学习特点为学生创设合适的课堂情境，在启发学生思考的同时指导学生展开课堂实验，对课程知识进行探究，从而加深学生的理解，锻炼学生的实验能力、推理能力，从而促进学生数学思维能力和创造能力的提升。笔者依据多年的小学数学教学经验，提出在小学数学实验情境教学法的应用过程中，教师应该从情境出发，明确学习目标，同时做好实验任务设计，激发学生的学习兴趣，从而推动教学的有效实施。

一、遵循教学规律，明确实验教学要点

（一）基础认知阶段

在基础认知阶段的教学中，教师要有意识地融入了“分数条模型”与“分数盘模型”的实验活动，让学生亲身参与到实物材料的操作过程中，以实现学生对分数加减概念的具象化认知。学生们通过亲手进行分数条的合并、分数盘区域的剪切等直观动作，逐步建立起对分数加减过程的立体感知，使原本抽象的数学概念变得生动易于理解。这样的实验设计，旨在引导学生在亲历分数加减实际操作的过程中，自然而然地建立起对分数加减法则的直观理解，为他们后续在更复杂的数学情境中运用分数知识、解决相关问题奠定坚实的基础，推动他们在数学学习道路上的稳健前行。

（二）技能训练阶段

在技能训练阶段，教师可以策划一系列兼具趣味性和互动性的实验活动，如“分数运算卡片游戏”“分数运算板书挑战”，以便在轻松愉快的氛围中，高效提升学生的分数加减法运算技能。“分数运算卡片游戏”巧妙地将分数加减法则融入游戏中，学生们在抽取、组合卡片的过程中，需快速识别并应用相应的计算规则，这不仅锻炼了他们的反应速度与判断力，更在一次次游戏互动中，潜移默化地巩固了对分数加减法则的记忆。游戏化的学习方式，打破了传统教学的单调格局，激发了学生的学习兴趣，使他们在快乐的竞技中，不知不觉提升了对分数加减法则的理解与掌握程度。“分数运算板书挑战”则是一项富有竞争性的实战演练。学生们被鼓励在限定时间内准确、迅速地完成一系列分数加减题目，并将运算过程清晰地呈现在黑板上。这种方式既考验了学生的运算精度与速度，又培养了他们规范书写、逻辑展示的能力。在你追我赶的氛围中，学生们不断挑战自我，力争上游，这种良性的竞争环境无疑极大地刺激了他们提升分数加减运算能力的积极性。这两类实验活动，皆以寓教于乐的方式，将枯燥的分数加减训练转化为生动有趣的实战演练。它们不仅强化了学生对分数加减法则的记忆，更通过大量的、有针对性的反复实践，实实在在地提升了学生的运算精确度与速度，确保他们能够熟练、灵活地运用分数加减法解决各类数学问题。如此，便成功地在技能训练阶段实现了知识巩固与技能提升的双重目标，为学生后续更深层次的数学学习铺平了道路。

（三）实际应用阶段

在实际应用阶段，教师可以精心创设一系列模拟真实生活场景的实践活动，使学生在解决实际问题的过程中，将所学分数加减知识与现实生活紧密联系起来，深化对分数加减法的理解，同时锻炼和提升他们在实际情境中发现、分析与解决问题的能力。例如，可以开展名为“生活中的分数加减”的情境模拟活动。该活动以烹饪、测量等日常生活场景为背景，精心设计一系列与分数加减密切相关的任务。如，在模拟烹饪环节，学生可能需要依据菜谱要求，精准计算并调配食材的比例，如将 1/4杯糖与 3/8 杯牛奶进行混合；在测量活动中，他们或许会被要求利用分数计算，确定家具的理想摆放位置，或是裁剪布料至合适的尺寸。这类任务的设定，旨在鼓励学生在具体情境中主动运用所学分数加减知识，让他们切身感受到分数加减法在日常生活中的广泛应用，以此增强理论知识与实际生活的紧密联系，进一步加深对分数加减概念及其运算规则的理解。

二、做好实验导入环节

以情境启思，需要教师从数学课堂情境出发，通过情境问题、情境任务等启发学生思考，激发学生的创造性思维，同时拓宽学生的学习视野，以此提升学生的学习兴趣。如在教学“平行四边形的面积”时，这一节课是在学生己经掌握并能灵活运用长方形、正方形面积计算公式，理解平行四边形特征的基础上进行教学的。基于此，教师可以为学生创设如下情境：学校为了迎接国庆节，准备在学校门口以及各个教学楼前的花坛中种上植物。己知学校门口的花坛是长方形的，长为12米，宽为4米；教学楼前的花坛是平行四边形的，底是10米，高是4米。若１平方米的面积可以栽种３棵植物，学校门口和教学楼前的花坛各需要栽种多少棵植物呢？这一生活情境能够很好地调动学生的学习兴趣，启发学生思考，同时将平行四边形的面积计算式引入课堂，突出学习重点，由此导入课堂实验，提升课堂教学效率。在实验情境教学法的应用过程中，教师应该为学生明确实验的目标，让学生了解“学什么”“怎么学”。为此，在情境启思后，教师可以联系学生以往的学习经验，鼓励学生对实验情境中的问题展开猜想和探宄，同时引出本次课程学习的目标，提高学生对课堂实验的兴趣。如在教学“平行四边形的面积”时，教材在编排上非常重视让学生经历知识的探索过程，使其不仅能掌握面积计算的方法，同时在面积计算公式的推导过程中能积累基本的数学思想方法和活动经验，完成对新知的建构。五年级的学生已经具有了面积守恒意识，即知道从图形中移出一块，再移入等积的一块，面积不变，同时图形面积等于它各部分面积之和。同时，学生在学习长方形的面积及运算规律等知识的过程中积累了猜想、验证等数学活动经验，并具有了一定的分析、比较、推理的能力。基于此，教师可以为学生呈现如下学习目标。第一，能运用数方格、割补等方法，探索平行四边形的面积计算公式，能够运用公式正确计算平行四边形的面积。第二，通过操作、观察、比较发展空间观念，培养运用转化的思想方法解决问题的能力。第三，在差异化的学习活动中，通过数学活动，自我展示，自我激励，体验成功，在不断尝试中激发求知欲、陶冶情操。由此，以情境启发学生思考，以目标提高学生兴趣，能够实现有效的课程导入，促进学生学习能力提升。

三、设计与实际生活相关的实验任务

设计与实际生活相关的实验任务是将数学知识与学生生活紧密联系、激发学习兴趣的有效途径。以教学为例，教师采取以下策略。教师要引导学生观察家中或教室内的长方体、正方体实物，如书本、纸箱、魔方等，让他们通过触摸、测量，直观感受这两种立体图形的特征。另外，安排学生使用硬纸板、木棒、胶水等材料制作长方体和正方体模型，通过亲手操作，深入理解长方体的长、宽、高、棱、面、对角线等概念，以及正方体各部分之间的等长关系。1. 体积探究实验设计实验让学生用沙子或水填充自制的长方体与正方体模型，通过实际测量与计算，探究并验证长方体和正方体体积的计算公式。在此过程中学生不仅能锻炼测量与计算技能，还能培养观察、对比、归纳的科学探究精神。2. 表面积计算实验布置任务，让学生测量并计算自己制作的长方体或正方体模型的表面积。通过实际操作，学生能更好地理解并掌握长方体六个面的面积计算方法（包括特殊情况下的贴纸问题），以及正方体表面积的简便计算公式。同时，通过实例让学生认识到表面积计算在解决实际问题（如包装、涂漆、贴瓷砖等）中的实用价值。为了加强《长方体和正方体》知识点在现实生活中的应用拓展，教师可以精心创设一系列生活化场景，如，设计储物柜布局、计算家具占地面积、规划室内装饰材料用量等，引导学生运用所学知识解决实际问题。此类实践活动旨在双管齐下，巩固学生对长方体与正方体相关知识的理解与掌握，提升其空间观念与问题解决的实际能力。这样的教学实践实现了数学知识与现实生活的深度交融，充分彰显了核心素养教育重视知识应用、强调实践能力培养的理念，使数学学习更有意义与价值。

数学教学中，教师需要引导学生学会逆向思考。这样学生才可以从容应对各种各样的数学问题。教师可以联系学生的现实生活，将生活中的具体案例融入推理过程中，让学生根据条件预测问题的答案，再根据结果逆向推理出问题的条件，从而逐步形成逆向推理能力。以苏教版小学数学五年级下册“倍数与因数”的教学为例。教师可以联系生活实例，从而有效促进学生发展演绎推理能力。因为学生的生活中经常会出现分发物品的要求，所以教师提出分鸡蛋的问题。教师问：“同学们，如果我们要将一篮鸡蛋（60个）平均分给班上的每一名同学，每个人能得到几个鸡蛋呢？”学生说：“我们一共有30人，如果篮子里有60个鸡蛋，那每个人能分到2个鸡蛋。”教师说：“很好！那如果我们再增加一倍的鸡蛋，每人又能分到多少个鸡蛋呢？”学生基于已知条件进行推理：“如果鸡蛋数量翻倍，那么每个人分到的鸡蛋数量也应该翻倍，所以是4个！”教师表扬学生：“很棒的推理！现在，假设我们不知道篮子里有多少个鸡蛋，只知道每个人分到了4个鸡蛋，那么篮子里至少有多少个鸡蛋呢？”学生进行逆向思考，得出答案：“如果我们每个人分到了4个鸡蛋，那么篮子里至少有‘30乘以4’个鸡蛋，也就是120个鸡蛋。”通过联系生活案例的方式，教师降低了数学问题的难度，有助于学生逐渐掌握逆向推理的方法，并感受到数学学习的趣味性和实用性。教师从简单的生活问题出发，逐渐引导学生的思维，让学生厘清思路，明确答案，在培养了学生逆向推理能力的同时还增强了学生推理的信心。

四、优化实验过程，丰富实验经验

在实验开展之前，教师需要加强实验准备，提供必要的物质保障。例如在圆柱和圆锥相关知识的教学中，具体包括以下方面：（1）确保教具的质量和数量。教师要确保手中的圆柱和圆锥教具质量过关，避免学生在实验过程中因教具质量问题而影响实验结果。同时，教师要根据班级人数和分组情况，准备足够的教具，确保每个学生都能参与实验操作。（2）选择合适的测量工具。在测量圆柱和圆锥的相关数据时，教师要根据实际情况选择合适的测量工具。例如，对圆柱体的高，可以选择直尺进行测量；对于圆锥体的底面半径，可以选择圆规进行测量。（3）准备备用器材。为了避免实验过程中出现器材损坏等其他情况，教师可以准备一些备用器材，以应对突发状况。2．制定实验计划在加强实验准备的基础之上，教师需要制定详细的实验计划。具体而言，主要包括以下方面：（1）明确实验目的。即在实验过程中，学生需要掌握哪些知识点、提高哪些能力。（2）设计实验步骤。教师需要根据实验目的，设计合理的实验步骤。在实验过程中，教师应尽可能让学生独立操作，提高他们的动手实践能力。（3）准备实验记录表格。教师需要设计实验记录表格，让学生清晰、准确地记录实验数据。实验记录表格应包括实验名称、日期、小组成员、实验器材、实验数据、实验结果等栏目。

五、小组合作，提升类比推理能力

类比是一种重要的推理方式。小学数学教师运用小组合作的方式，引导学生共同探讨交流，从而通过类比已知推理出未知，这既能够提升学生的逻辑思维水平，又有助于他们在合作中学会沟通、分享和协作，从而更全面地发展数学核心素养。以“倍数与因数”中的“倍数”教学为例。教师首先向全班学生介绍倍数的概念，接着将学生分成几个小组，并为每个小组准备了一些数字卡片，卡片上写有不同的数字。教师提出任务：“大家先选出一张特定数字的卡片，然后再找出是其倍数的数字卡片。例如，选出的特定数字卡片是3，那么就要找出数字是3的倍数的卡片，不能有遗漏。”学生在小组内合作，教师则在教室中巡视，适时提问小组中的学生，听听他们的想法。如教师看到A组选出特定数字为2的卡片，A组的一个学生说：“我们发现8是2的倍数，因为8除以2等于4，没有余数。”A组内的另一个学生补充道：“对，我们还可以找其他的。比如10也是2的倍数，因为10除以2等于5。”教师对A组说：“很好，你们已经找到了2的两个倍数。那么，你们能试着用类比的方法找出3的倍数吗？”A组的学生尝试找出3的倍数。一个学生说：“9是3的倍数，因为9除以3等于3。”另一个学生受到启发，说：“那12也是3的倍数，因为12除以3等于4。”在小组展示环节，A组代表总结分享道：“我们可以用乘法和除法的方式找倍数。如果遇到较大的数，我们就用除法去思考；如果遇到较小的数，我们就用乘法去思考。所有卡片上的数字都可以运用这一类方法找到自己的倍数。”通过小组合作学习，学生可以学会运用类比推理的方法，从已知出发，寻找规律，推导结论，从而在提升自身数学推理能力的同时，形成合作精神和探究意识。

结论：总之，在小学数学推理教学中，教师应摒弃单一的教学模式，以基础知识构建推理支架，结合学生的思维特点，开展多样化的教学活动，激发学生的推理兴趣，引导学生从低阶思维走向高阶思维，使学生通过自己的努力一步步接近答案，让学生在掌握多种推理方法的同时获得数学思维能力的进阶。

参考文献：

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