小学数学开放性实验课教学设计

小学数学开放性实验课教学设计引言：数学不止于书，更在于动手与发现传统的小学数学教学往往侧重于知识的单向传授与技能的反复操练，学生在被动接受中有时难以真正理解数学的本质与趣味。开放性实验课作为一种强调学生主体参与、鼓励自主探究的教学模式，正逐渐成为激活课堂、培养学生数学核心素养的有效途径。它打破了“教师讲，学生听”的固有模式，将数学学习从抽象的符号世界拉回到生动的实践探索中，让学生在“做数学”的过程中体验发现的喜悦，发展思维能力，提升数学素养。本文旨在探讨小学数学开放性实验课的教学设计理念、关键要素与实施策略，以期为一线教师提供有益的参考。一、小学数学开放性实验课的内涵与特征小学数学开放性实验课，是指在教师的精心设计和引导下，学生运用一定的材料和工具，通过自主操作、观察、猜想、验证、推理与交流等方式，探究数学现象、发现数学规律、解决数学问题的一种教学活动。其核心在于“开放性”与“实验性”。“开放性”体现在多个层面：目标的开放性，不仅关注知识技能的达成，更重视过程方法、情感态度价值观的培养；内容的开放性，问题情境可以来源于生活，探究主题可以适度拓展；过程的开放性，鼓励学生采用不同的探究方法和路径；结果的开放性，允许学生有不同的发现和表达方式，甚至可能产生多种合理的结论。“实验性”则强调学生的亲身体验，通过“动手做”来“学数学”。这里的“实验”并非严格意义上的科学实验，更多的是一种基于数学思维的操作性探究活动，它可以是实物操作、模拟操作，也可以是借助画图、列表等方式进行的思维实验。二、开放性实验课的核心理念1.学生为本，主体性凸显：将学生置于教学活动的中心，充分尊重学生的认知起点、兴趣爱好和思维方式，为学生提供充足的自主探究时间和空间。2.探究导向，过程重于结果：强调学生经历探究的全过程，鼓励他们大胆猜想、积极尝试、不怕犯错，在“试错-调整-再试”的循环中深化对数学知识的理解。3.联系生活，应用性拓展：选取与学生生活经验密切相关的素材，引导学生发现生活中的数学问题，通过实验探究解决问题，感受数学的实用价值。4.鼓励创新，思维多元化：尊重学生的个性化表达，鼓励不同的探究方法和解题思路，培养学生的创新意识和批判性思维。三、开放性实验课教学设计的关键要素与实施策略（一）课前准备：精心预设，为开放探究奠基1.深入分析学情：教师需充分了解学生已有的知识基础、认知特点、兴趣点及可能存在的困难，以便设计出既具挑战性又在学生“最近发展区”内的实验主题。2.确定实验主题与目标：*主题选择：应具有一定的探究空间和趣味性，可以是教材知识点的延伸与拓展，也可以是生活中的数学现象。例如，“图形的密铺”、“怎样滚得更远”、“一杯水里能溶解多少盐”（与比例、极限思想相关）、“设计我们的校园”（综合应用）等。*目标设定：除了知识与技能目标外，更要注重过程与方法目标（如学会观察、提出问题、设计方案、合作交流等）和情感态度目标（如激发探究热情、培养坚持性、体验成功感等）。目标设定应具有一定的弹性，以适应不同学生的发展需求。3.准备实验材料：材料是学生进行实验探究的物质基础。应提供丰富、安全、易于操作且具有结构性的材料，如积木、棋子、纸条、绳子、量杯、天平、计算器，以及生活中常见的瓶瓶罐罐、废旧物品等。鼓励学生利用身边材料自制学具。4.创设问题情境：设计一个引人入胜的问题情境，激发学生的探究欲望。情境可以是一个有趣的故事、一个真实的生活难题，或是一个具有挑战性的任务。（二）课中实施：引导探究，让思维自然生长1.明确要求，激发兴趣：清晰介绍实验任务和基本规则，鼓励学生大胆猜想，提出自己想探究的问题。教师应营造民主、宽松、安全的课堂氛围。2.自主探究，合作互助：*独立思考与尝试：给予学生充足的时间独立思考，尝试设计实验步骤，动手操作，记录观察到的现象和数据。*小组合作与交流：鼓励学生在小组内分工合作，分享想法，讨论方案，共同解决探究过程中遇到的问题。教师要关注各组的进展，适时介入指导，但避免直接告知答案，而是通过提问、启发引导学生自主解决。例如，“你们是怎样想的？”“为什么会出现这种情况？”“能不能换一种方法试试？”3.观察记录，收集证据：引导学生学会用文字、图画、表格、符号等多种方式记录实验过程、现象和数据。记录应真实、规范，培养学生的科学态度。4.交流研讨，思维碰撞：*成果展示：组织学生以小组或个人形式展示探究成果，可以是实物、报告、演示等。*质疑辨析：鼓励学生对展示的成果进行提问、质疑和补充，引导学生在辨析中深化理解，修正错误，达成共识或保留不同意见。教师要捕捉学生发言中的闪光点，引导学生进行深度思考。*提炼升华：在学生充分交流的基础上，教师进行适时点拨和总结，帮助学生梳理探究过程，提炼数学思想方法，形成规律性认识。但对于一些开放性的结论，不应强求统一。（三）课后延伸：拓展应用，让探究走向深入1.总结反思：引导学生回顾整个实验过程，反思自己的收获、不足以及可以改进的地方，培养元认知能力。2.拓展探究：根据课堂探究情况，布置一些拓展性的探究任务，鼓励学生将探究活动延伸到课外。例如，“回家后尝试用不同的材料做这个实验，看看结果是否一样？”“关于这个问题，你还有什么新的想法可以去研究？”3.实践应用：鼓励学生将所学知识和方法应用于解决实际生活中的问题，感受数学的价值。四、教学设计案例片段：“怎样滚得更远”年级：小学中年级核心知识点：斜面、距离、变量控制实验目标：*初步感知斜面角度与物体滚动距离之间的关系。*学习通过控制变量（如斜面高度、物体重量、接触面光滑度等）进行简单的对比实验。*培养观察、记录、分析数据及合作交流能力。*激发对科学探究的兴趣。实验材料：*斜面材料（如木板、书本、硬纸板）*滚动物体（如小球、圆柱形铅笔、易拉罐）*测量工具（如直尺、卷尺）*记录纸、笔*垫物（如积木、文具盒，用于调整斜面高度）课中实施要点：1.情境导入：“同学们，我们玩过滑滑梯吗？为什么从高处滑下来比从低处滑下来更远更快？今天我们就来研究一个有趣的问题：怎样让物体滚得更远？”2.提出猜想：“如果我们让一个小球从斜面上滚下来，你觉得哪些因素会影响它滚动的距离呢？”（引导学生提出斜面高度、斜面长度、斜面光滑程度、物体轻重、物体形状等猜想）3.设计实验：“我们先来研究‘斜面高度是否会影响滚动距离’这个问题。怎样做才能知道呢？”引导学生讨论，明确要改变的因素（斜面高度）和需要保持不变的因素（斜面长度、斜面材料、小球等）。4.动手实验：学生分组，利用提供的材料搭建不同高度的斜面，进行多次实验并记录数据。教师巡视指导，提醒学生注意安全，规范操作，准确记录。5.交流研讨：各小组汇报实验数据和发现。“从数据中你们发现了什么？”“是不是斜面越高，小球就一定滚得越远呢？”（引导学生发现一般情况下的趋势，但也要考虑极端情况或其他变量的干扰）6.拓展探究：“除了高度，刚才大家还提到了其他因素，课后大家可以选择一个自己感兴趣的因素，设计实验继续研究。”五、教师在开放性实验课中的角色定位在开放性实验课中，教师不再是知识的唯一传授者，而是：*情境的创设者：营造探究氛围，激发学习兴趣。*活动的组织者：设计合理流程，保证探究有序进行。*学生的引导者：适时点拨启发，引导学生深入思考。*学习的合作者：参与学生探究，与学生共同学习。*错误的包容者：允许学生犯错，将错误作为学习资源。*发展的评价者：关注学生过程表现，实施多元化评价。结语：让数学实验成为学生爱上数学的桥梁小学数学开放性实验课，以其独特的魅力，为学生打开了一扇通往数学世界的新大门。它不仅能够帮助学生更好地理解和掌握数学