探討小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)工具的開發(fā)與應(yīng)用

【摘要】小學(xué)數(shù)學(xué)是一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，可以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，提高學(xué)生解決生活問題的能力，但小學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中存在一定的困難。而將數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)工具引入教學(xué)，可以有效降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，深化學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的認(rèn)知。對(duì)此，文章從數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)工具的開發(fā)和應(yīng)用著手，闡述數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)工具開發(fā)的策略及原則，從而探討數(shù)學(xué)工具應(yīng)用的策略，以期提高數(shù)學(xué)課堂的趣味性和學(xué)生參與課堂的活躍度，增強(qiáng)小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)數(shù)學(xué);數(shù)學(xué)教學(xué);實(shí)驗(yàn)工具

作者簡(jiǎn)介：王悅（1990—），女，江蘇省溧陽市實(shí)驗(yàn)小學(xué)。

小學(xué)數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)性學(xué)科，在整個(gè)學(xué)科教學(xué)體系中具有不可小覷的地位。它具有工具性的學(xué)科屬性，靈活性較強(qiáng)。因此，數(shù)學(xué)教師要科學(xué)利用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)工具，確保小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)能夠順利開展，有效培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)綜合素養(yǎng)。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)工具有無形和有形兩種，無形工具如多媒體展示的圖片、教師畫的圖形等，有形工具如卡片、方格紙等。這些工具的有效利用都可以促進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)的順利開展，增強(qiáng)數(shù)學(xué)教學(xué)的效果。

一、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)工具開發(fā)的策略

（一）基于信息技術(shù)開發(fā)實(shí)驗(yàn)工具

信息技術(shù)現(xiàn)已成為教學(xué)現(xiàn)代化的重要推動(dòng)力，因此，在開展小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中，教師要基于信息技術(shù)開發(fā)實(shí)驗(yàn)工具，幫助學(xué)生更快地突破教學(xué)重難點(diǎn)，強(qiáng)化數(shù)學(xué)教學(xué)效果。以蘇教版數(shù)學(xué)教材為例，教師在開展“10以內(nèi)的加法和減法”的教學(xué)活動(dòng)時(shí)，可以利用信息技術(shù)，通過課件向?qū)W生展示3個(gè)魚缸，其中有2個(gè)魚缸內(nèi)分別裝有5條魚，最后1個(gè)魚缸為空魚缸。這時(shí)將裝有魚的兩個(gè)魚缸的水共同倒入空魚缸，這樣所有的魚都集中到1個(gè)魚缸。然后，教師再將對(duì)應(yīng)的加法計(jì)算式投放到屏幕，幫助學(xué)生梳理加法運(yùn)算思路，使學(xué)生更好地掌握數(shù)學(xué)計(jì)算知識(shí)。教師基于信息技術(shù)開發(fā)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)工具，將其應(yīng)用到數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，可有效強(qiáng)化小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)效果，讓學(xué)生更好地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，掌握數(shù)學(xué)知識(shí)，充實(shí)知識(shí)儲(chǔ)備，從而提升小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)效果[1]。

（二）基于生活實(shí)踐開發(fā)實(shí)驗(yàn)工具

小學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)基本都源自生活實(shí)踐，因此教師要基于生活實(shí)踐開發(fā)實(shí)驗(yàn)工具，利用生活中常見的卡片等材料，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的積極性。例如，教師根據(jù)教材內(nèi)容開展“平均分”的教學(xué)活動(dòng)時(shí)，可以利用實(shí)驗(yàn)工具如卡紙等代替香蕉，并提出問題：要將1個(gè)香蕉分給大家，如何平均分呢？教師讓學(xué)生將卡紙當(dāng)成香蕉進(jìn)行剪切，并將其分給其他學(xué)生，使學(xué)生將抽象化的數(shù)學(xué)概念和具體的實(shí)物工具結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)“平均分”知識(shí)的理解和掌握，強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)綜合素養(yǎng)[2]。

（三）結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)開發(fā)實(shí)驗(yàn)工具

小學(xué)生年齡普遍較小，身心發(fā)育尚未成熟，活潑好動(dòng)。因此，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要有功能性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)工具作為支撐。教師要結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)開發(fā)實(shí)驗(yàn)工具，如使用方格紙、幾何畫板等。例如，教師在開展“觀察物體”的教學(xué)活動(dòng)時(shí)，可以根據(jù)小學(xué)生的特點(diǎn)，選用小學(xué)生比較感興趣的方格紙，讓學(xué)生充分觀察到正方體和長(zhǎng)方體在不同角度的形狀，從而理解正方體和長(zhǎng)方體的概念與基礎(chǔ)知識(shí)，使學(xué)生更牢固地掌握數(shù)學(xué)知識(shí)[3]。

二、小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)工具開發(fā)的注意事項(xiàng)

（一）遵循基本的科學(xué)開發(fā)原則

小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)工具在課堂中的科學(xué)使用能夠?qū)μ岣呓虒W(xué)質(zhì)量起到一定的積極作用[4]，教師在開發(fā)實(shí)驗(yàn)工具期間遵循相應(yīng)的科學(xué)原則，能夠有針對(duì)性選擇合適的工具，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)工具的實(shí)效性。首先，對(duì)于小學(xué)數(shù)學(xué)而言，任何實(shí)驗(yàn)都要有明確的、科學(xué)的指導(dǎo)目標(biāo)，所以實(shí)驗(yàn)工具必須要緊貼教學(xué)主題。實(shí)驗(yàn)工具要以課堂數(shù)學(xué)重點(diǎn)知識(shí)作為核心，促使學(xué)生掌握與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。其次，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)工具的選用要具有啟發(fā)性特點(diǎn)，這樣才能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性，使學(xué)生轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的刻板思維。最后，實(shí)驗(yàn)工具的開發(fā)要符合當(dāng)前時(shí)代發(fā)展情況，教師要對(duì)工具進(jìn)行實(shí)時(shí)的創(chuàng)新和升級(jí)，為學(xué)生打造與生活實(shí)際緊密相關(guān)的實(shí)驗(yàn)工具，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中更有代入感。

（二）突出數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味性

一般來看，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)相比于其他科目的學(xué)習(xí)，需要學(xué)生具有較強(qiáng)的抽象思維，這是由數(shù)學(xué)的本質(zhì)特征決定的。但在實(shí)際數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，小學(xué)生在腦中建立抽象思維的過程并不容易，他們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中容易感到枯燥，因此教師要以學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的掌握程度為參考，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)工具的趣味性，讓數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)過程更有趣。具有趣味性特征的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)工具不僅能夠吸引小學(xué)生的注意力，也能夠在很大程度上培養(yǎng)學(xué)生的空間思維，包括對(duì)抽象模型的想象能力以及空間意識(shí)。基于此，教師可充分結(jié)合趣味性的要求開發(fā)實(shí)驗(yàn)工具，開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使得學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)期間能夠鍛煉自身的空間想象能力與數(shù)學(xué)邏輯思維能力，從而幫助學(xué)生建立解決問題的方法庫，讓學(xué)生學(xué)會(huì)多角度思考解決問題的方式。此外，還可以通過模擬實(shí)驗(yàn)突出數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味性。如今的計(jì)算機(jī)功能非常強(qiáng)大，教師可充分利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生呈現(xiàn)更加豐富多彩的實(shí)驗(yàn)，促使學(xué)生面對(duì)數(shù)學(xué)問題時(shí)具有更加開闊的思路。

（三）注重激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性與合作意識(shí)

從當(dāng)前教學(xué)改革的視角出發(fā)，在小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)過程中教師需著重加強(qiáng)對(duì)學(xué)生合作意識(shí)的培養(yǎng)，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作與互相幫助的意識(shí)，這也是提高學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力的一種有效方式。所以，在開發(fā)實(shí)驗(yàn)工具時(shí)，教師應(yīng)選用有助于學(xué)生合作實(shí)驗(yàn)的工具，并在開展實(shí)驗(yàn)的過程中積極營(yíng)造良好的合作與討論環(huán)境，在提高學(xué)生表達(dá)能力與邏輯能力的同時(shí)，提高學(xué)生的交流合作能力。但由于學(xué)生合作過程中的不可控因素較多、因此教師在開發(fā)選用實(shí)驗(yàn)工具，進(jìn)行試驗(yàn)教學(xué)時(shí)應(yīng)注意這兩個(gè)問題。第一，合理控制實(shí)驗(yàn)工具的操作難度，保證實(shí)驗(yàn)的難度適中，過于簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)工具無法激發(fā)學(xué)生的探索意識(shí)，但是操作難度過大的實(shí)驗(yàn)工具也會(huì)打擊學(xué)生的探索積極性。因此教師一定要合理掌握，通常需以中上水平學(xué)生的能力為參考標(biāo)準(zhǔn)，這樣才有利于更多學(xué)生參與討論課堂。第二，選擇最為合適的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健：线m的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ侥軌蚺c當(dāng)節(jié)課堂的知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行有效銜接，選擇實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ揭浞謪⒖紝W(xué)生的主觀感受，尊重學(xué)生的意見，只有這樣才能營(yíng)造積極的實(shí)驗(yàn)氛圍。6816A859-14DE-4471-AE49-F887F905D427

三、小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中具體的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)工具的應(yīng)用介紹

小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)工具的運(yùn)用有利于營(yíng)造課堂積極的學(xué)習(xí)氛圍和探索氛圍，幫助學(xué)生在腦內(nèi)形成符合自身探索、思考習(xí)慣的邏輯方式，極大突破了傳統(tǒng)的教材教學(xué)的局限性[5]。教師可通過開放式問題的提出，與學(xué)生建立交流渠道，在科學(xué)引導(dǎo)下，將實(shí)驗(yàn)工具與當(dāng)節(jié)課的內(nèi)容相結(jié)合，充分引發(fā)學(xué)生思考，逐步引導(dǎo)學(xué)生使用實(shí)驗(yàn)工具，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中明白數(shù)學(xué)問題是如何被解決的，加深對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的印象，鞏固基礎(chǔ)知識(shí)。在課堂學(xué)習(xí)中遇到數(shù)學(xué)問題時(shí)，教師可豐富解答方案，促使學(xué)生通過多種實(shí)驗(yàn)工具的使用來處理數(shù)學(xué)問題，開發(fā)學(xué)生的邏輯思維，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)。在這一過程中，實(shí)驗(yàn)工具能夠起到一定的點(diǎn)撥作用，使學(xué)生在操作思考后感到豁然開朗。下面，筆者就提出幾種實(shí)驗(yàn)工具在數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，供各位同行參考。

（一）數(shù)軸在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

數(shù)軸是數(shù)學(xué)中數(shù)形結(jié)合的重要體現(xiàn)，數(shù)軸能幫助學(xué)生理解抽象的問題，使學(xué)生更好、更快地理解數(shù)學(xué)知識(shí)，掌握數(shù)學(xué)重難點(diǎn)。數(shù)軸在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：一是教師可以利用數(shù)軸幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單的數(shù)字。數(shù)軸上的數(shù)字具有從小到大分布排列的特點(diǎn)，排列方式很規(guī)律，能幫助學(xué)生構(gòu)建順序觀念。教師借助數(shù)軸能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)字的順序，并能夠歸納和總結(jié)數(shù)字排列的規(guī)律。例如，教師在開展“分?jǐn)?shù)的初步認(rèn)識(shí)”教學(xué)時(shí)，可利用數(shù)軸讓學(xué)生知曉1/2、1/4、1/8等數(shù)的順序和它們之間的關(guān)系。二是教師可利用數(shù)軸幫助學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)計(jì)算。例如，教師在開展“10以內(nèi)的加法和減法”教學(xué)活動(dòng)時(shí)，需要完成“1+3=4”的教學(xué)目標(biāo)，這時(shí)教師應(yīng)先在黑板上將數(shù)軸畫好，指導(dǎo)學(xué)生快速找到數(shù)字1的位置，然后找到數(shù)字3的位置，觀察兩者相加的結(jié)果，通過直觀式教學(xué)法，讓學(xué)生更快地掌握數(shù)字相加的知識(shí)，理解數(shù)學(xué)知識(shí)重難點(diǎn)。三是利用數(shù)軸幫助學(xué)生進(jìn)行數(shù)字比較。教師可以利用數(shù)軸讓學(xué)生對(duì)已知數(shù)字進(jìn)行比較，從而掌握數(shù)字大小的比較方法，如分?jǐn)?shù)比較、小數(shù)比較等。四是可以利用數(shù)軸幫助學(xué)生快速識(shí)別方向。數(shù)軸上的橫豎線構(gòu)成了一個(gè)坐標(biāo)軸，教師可以利用這一特點(diǎn)，幫助學(xué)生掌握“平行”和“垂直”的方向和特征，為學(xué)生未來學(xué)習(xí)平行四邊形和其他圖形知識(shí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（二）方格紙?jiān)谛W(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

方格紙作為小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)工具，其特點(diǎn)和數(shù)軸相似但不完全一致。數(shù)軸屬于圖形范疇內(nèi)的工具，而方格則是屬于空間范疇內(nèi)的工具。教師通過利用方格紙可以幫助學(xué)生樹立正確的空間觀念，這對(duì)學(xué)生形成發(fā)散性思維具有重要的作用。方格紙上的直線能相互構(gòu)成水平和垂直的關(guān)系，教師可利用這一特點(diǎn)幫助學(xué)生建立方位感，有效強(qiáng)化學(xué)生的空間觀念。方格紙上的線條還有很強(qiáng)的方向性，教師可以借此引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)方向感，讓學(xué)生跟隨自己的引導(dǎo)確定相應(yīng)的位置。此外，方格紙?jiān)趯W(xué)生認(rèn)識(shí)圖形特征時(shí)，能夠發(fā)揮重要作用。教師可以借此幫助學(xué)生學(xué)習(xí)周長(zhǎng)和面積概念，學(xué)習(xí)點(diǎn)和點(diǎn)、線和線之間的關(guān)系。在實(shí)際測(cè)量圖形時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)誤差而影響最終的結(jié)果，從而影響學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，教師可利用方格紙引導(dǎo)學(xué)生測(cè)量，有利于避免誤差。此外，排列整齊的方格還有利于培養(yǎng)學(xué)生的距離觀念。教師可以利用方格紙上面自然構(gòu)建出的距離感，直達(dá)距離概念核心，培養(yǎng)學(xué)生距離觀念。例如，教師在開展“垂線與平行線”的教學(xué)時(shí)，能利用方格紙，讓學(xué)生通過觀察方格紙上的線段掌握“兩點(diǎn)間的距離”，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)“距離”和“空間”的認(rèn)知。在小學(xué)階段，教師主要通過直觀手段，完成幾何初步認(rèn)識(shí)的教學(xué)任務(wù)，為學(xué)生提供需要的學(xué)習(xí)條件，讓學(xué)生在觀察和操作中，獲得對(duì)幾何體和平面圖形的直觀經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生學(xué)習(xí)空間和圖形知識(shí)時(shí)，一般要通過觀察和感知獲取經(jīng)驗(yàn)，可若長(zhǎng)期停留在觀察層面，同樣不利于對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的掌握。學(xué)生的思維從具體轉(zhuǎn)變?yōu)槌橄笫潜匾模礁窦堅(jiān)趯W(xué)生轉(zhuǎn)變思維的過程中，起著促進(jìn)學(xué)生思維由模糊到清晰、由粗略到精確、由現(xiàn)象到本質(zhì)的過渡作用。學(xué)生在思維過渡過程中，空間想象力能得到系統(tǒng)的訓(xùn)練和強(qiáng)化。方格紙是學(xué)生建立空間觀念的主要途徑，對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng)具有很大的作用，教師要利用好方格紙，為學(xué)生未來學(xué)習(xí)高難度的數(shù)學(xué)知識(shí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（三）幾何畫板在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

幾何課程具有較強(qiáng)的抽象性，需要教師耗費(fèi)大量時(shí)間和精力向?qū)W生傳授知識(shí)。但小學(xué)生身心發(fā)展尚未成熟，遇到難度較高或過于抽象的知識(shí)時(shí)，無法全面理解，因此學(xué)生學(xué)習(xí)幾何知識(shí)的效果往往不明顯。而以直尺、粉筆等教具為實(shí)驗(yàn)工具的傳統(tǒng)教學(xué)模式，已無法適應(yīng)數(shù)學(xué)教學(xué)發(fā)展的步伐。因此，教師要及時(shí)引入新型教學(xué)工具，比如幾何畫板，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)工具的不足。幾何畫板是伴隨多媒體技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的，既能為小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)增添活力，又能豐富數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)效果[6]。幾何畫板在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中發(fā)揮著重要作用，其應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩方面。一方面是教師憑借幾何畫板，能幫助學(xué)生將模糊的數(shù)學(xué)概念清晰化，將數(shù)學(xué)知識(shí)和概念進(jìn)行系統(tǒng)化梳理，以鞏固學(xué)生掌握幾何知識(shí)的效果。例如，教師在開展“圖形與幾何”的教學(xué)活動(dòng)時(shí)，可利用幾何畫板幫助學(xué)生畫出各種圖形，展現(xiàn)各種圖形的變化過程，突出其幾何關(guān)系。另一方面是教師可以利用幾何畫板培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。教師利用幾何畫板演示教學(xué)時(shí)，畫板中的“軌跡”可以對(duì)學(xué)生發(fā)散思維的形成起到促進(jìn)的作用。教師要根據(jù)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)水平，將幾何畫板科學(xué)地融入數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，以保證學(xué)生能在數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，掌握數(shù)學(xué)幾何知識(shí)，豐富學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備，有效強(qiáng)化數(shù)學(xué)教學(xué)效果。

結(jié)語

綜上所述，數(shù)學(xué)教師在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中引入數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)工具，既可以引導(dǎo)和幫助學(xué)生解開數(shù)學(xué)難題，提升學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效率，又能強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，對(duì)學(xué)生未來的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

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