巧妙融入實驗體會小學數學之趣

2023-09-07 08:36:50蔡晨燕

小學生 2023年23期

☉蔡晨燕

小學數學具有較強的邏輯性，需要學生通過認真聽講、大量練習牢固掌握教材知識，這樣容易形成機械式數學教學模式。被動的學習方式弱化了學生自主探究的能力，學生會覺得數學學習十分枯燥乏味，進而喪失學習數學知識的動力。生動有趣的小學數學實驗，是治愈學生“厭學癥”的“靈丹妙藥”，教師可以在日常教學工作中靈活利用操作實驗、思想實驗、模擬實驗、模型實驗，激發學生學習的好奇心，讓學生在實驗中探索、驗證教材知識，幫助學生培養活躍的數學思維，給學生留下親身經歷、動手操作的美好回憶，讓學生愛上數學學習過程，最終實現提升小學數學教學效果的教育目標。

一、開展動手操作實驗，提升學生自主探究學習能力

動手操作實驗可以幫助學生快速提升數學核心素養，加深學生對教材理論知識的理解，有利于學生在實踐生活中靈活運用數學知識解決問題。由于小學生思維尚未發展成熟，理論知識、生活閱歷相對有限，教師在開展學生動手實驗時，應當選擇操作難度小、實驗器材簡單、實驗現象直觀明顯、與教材知識緊密聯系的實驗。以“角的度量”相關理論知識為例，教師可以讓學生先拿出自己的量角器認識量角器的度數，掌握量角器的使用方法。其次，教師可以利用“拋磚引玉”的教學策略引發學生的好奇心，讓學生從最簡單的測量實驗做起。如“一條直線的度數為多少呢？”，教師可以引導學生在草稿紙上畫一條橫線，讓學生通過量角器動手測量，然后，讓學生和同桌交換量角器、草稿紙進行互相驗證，最終得出正確的結論。最后，老師可以鼓勵學生進行特殊圖形的角度測量實驗，如等邊三角形的內角度數、等腰直角三角形的內角度數、正方形的內角度數等，讓學生通過動手測量加深對角的度數相關知識的理解與認識。此外，教師還可以通過動手實驗幫助學生理解圖形的特點，給學生最直觀的視覺體驗。例如，在學生學習《平行四邊形和梯形》相關理論知識內容時，教師可以帶領學生開展“圖形的變化”趣味動手操作實驗［1］。教師可以事先準備一些橡皮泥、小木條，引導學生按照教材上的平行四邊形、梯形進行實驗。以小木條平行四邊形為例，教師引導學生利用量角器、刻度尺驗證教材上的理論知識，如“平行四邊形兩組對邊長度相等”“平行四邊形的兩組對角分別相等”……學生可以通過實驗數據驗證以上結論。此外，教師還可以引導學生借助圖形變換實驗進行擴展學習，不斷開闊學生的知識面，提高數學實驗含金量。例如，教師可以由小木條制成的平行四邊形進行圖形演變，將平行四邊形變換成正方形、菱形、矩形等特殊平行四邊形，然后讓學生利用手中的工具測量正方形、菱形、矩形的邊長、角度，進而幫助學生掌握其他圖形的特點，讓數學實驗成為學生擴展知識學習的一條重要途徑。

建立數學實驗激勵機制，不斷提升學生數學實驗參與熱情。進行實驗時，有的小學生擔心在實驗中會出現失誤而引起別人嘲笑，有的學生擔心自身的理論知識不足難以完成實驗……教師要充分利用激勵機制提升學生數學實驗參與積極性，讓學生通過數學動手實驗獲得知識和快樂的雙豐收。例如，在學生學習《位置和方向》相關知識內容時，教師可以在班里舉行“識別方向小達人”比賽，讓學生以小組為單位開展團隊數學實驗。教師可以在黑板或多媒體設備上規定東南西北方向，然后清除規定的指示，讓學生提問，A 組學生可以向B組學生進行提問，如“請指出你的東南方向”“請指出你同桌的西北方向”……這種交換式提問可以最大限度激發學生的競爭熱情，又能幫助學生在數學小實驗中掌握方向和位置知識。然后，教師可以和學習小組長共同組成實驗評審團隊，選出識別位置和方向速度最快、正確率最高的小組作為冠軍團隊，并把事先準備好的糖果、文具用品、水果等獎品頒發給冠軍小組，并向冠軍團隊頒發榮譽證書。這樣既可以提升學生參與數學實驗的熱情，又能活躍課堂氛圍，提升數學教學效果。

二、開展腦洞大開的思想數學實驗，幫助學生培養靈活的數學思維

小學生具有天真活潑的性格特點，想象力豐富，教師可以開展數學猜想實驗，讓學生在已有的知識基礎上進行大膽猜想，進而充分激發學生主動思考學習積極性，幫助學生培養靈活的創新思維和自主探索能力。數學思想實驗不需要任何實驗器材，實驗步驟簡單，有利于點燃學生的智慧火炬，讓學生充分享受奇思妙想的樂趣。例如，在學生學習“角的度量”相關知識內容時，有些學生便產生了許多腦洞大開的想法。如“放大鏡可以放大角的度數”“一個角的兩邊邊長與角的度數密切相關”“角的開口大小與角的度數大小有關”……一系列稀奇古怪的數學猜想不僅可以引發學生的學習興趣，也能幫助學生糾正錯誤的知識認知。以“放大鏡可以放大角的度數”為例，教師可以讓學生先在腦海中想象通過放大鏡觀察到的角的大小、形狀，然后讓學生在草稿紙上任意畫一個角，再用放大鏡進行觀察，讓學生通過自主探究發現知識的奧秘。同時，教師可以利用數學思想實驗幫助學生提升運算能力，如“10－2 ＝8，100 － 20 ＝80，1000 － 200 ＝800”，以此類推，幫助學生快速掌握口算知識。

利用多媒體設備向學生展現世界著名數學思想實驗成果，點燃學生對數學思想實驗的熱情。部分小學生感覺數學思想實驗就是瞎想，對自己的數學學習沒有任何幫助，還有的學生懶于動腦思考，不愿意主動參加教師開展的數學思想實驗，教師可以通過書籍、互聯網向學生展現數學思考的著名結果、成就。如“古希臘著名數學家、物理學家阿基米德的杠桿撬動地球理論”“愛因斯坦的狹義相對論”“經典的地心說猜想”……各種各樣的猜想結果不一定正確，但卻是古今中外學者不懈追求的［2］。教師可以列舉以上中外數學名家通過思考獲得的結論來激勵學生勤奮思考，鍛煉學生的數學思維，使學生充分享受數學思考的樂趣。

三、利用模型實驗傳授教材知識，給學生最直觀的學習體驗

傳統的語言授課模式不能給學生帶來最直觀的體驗，學生缺乏驗證教材理論知識的對象，這便導致數學教育理論與學生實踐活動脫鉤，學生掌握的教材知識也容易遺忘。因此，教師可以利用數學模型開展各種數學小實驗，讓學生根據數學模型驗證知識。例如，在學生學習《統計》相關知識內容時，教師可以利用多媒體教學設備構建統計圖模型，讓學生根據統計模型解決相應的數學問題。教師還可以鼓勵學生根據生活實際構建統計模型，并利用多媒體設備向學生提供必要的數據，如“新冠肺炎核酸檢測統計模型”“自己每月的零花錢統計模型”“數學作業得優統計模型”等，讓學生在模型實驗中收獲快樂，讓學生真正認識到模型實驗帶來的巨大好處。在學生學習“乘法估算”相關知識內容時，教師可以先利用路程模型（路程＝時間×速度）開展模型實驗。首先，教師可以讓學生在上學、放學的過程中，先數數自己每分鐘走多少步，然后利用手表看著自己走路用的時間，最終利用路程模型計算出學校與家之間的大致距離。這樣不僅豐富了學生的日常生活經歷，還能幫助學生利用數學模型解決生活中的實際問題。此外，教師還可以通過數學模型實驗解釋生活中常見的“抽獎問題”。小學生大多存在一定的僥幸心理，特別喜歡參加機械抓娃娃、摸球抽獎等活動。但是，最終只有很少一部分學生獲得了豐厚的獎勵。許多小學生對此并不理解，并把沒有能夠中獎歸結為是自己的運氣不好。教師可以鼓勵學生動手制作抽獎模型，在抽獎箱中放入十個乒乓球或玻璃球，并在其中一個用畫筆做上標記［3］。然后，教師可以讓學生進行十次模擬抽獎，并記錄下自己中獎的次數。這樣可以讓學生通過自己制作的抽獎模型認識到生活中中獎的概率為什么那么低，讓學生在收獲快樂的同時，又增加了生活閱歷，有效促進學生的全面成長。

四、充分利用信息技術開展虛擬實驗，幫助學生高效掌握數學知識

傳統的黑板數學教學，有些時候難以展現抽象的數學知識，缺乏相應的教學用具，限制了數學實驗的范圍和類型。平面教學模式也會限制學生想象的空間，例如，復雜圖形展現、應用問題背景知識介紹、課外知識擴展等。針對這一系列問題，我們可以借助互聯網信息化教學設備豐富的教學資源輕松化解。此外，隨著電腦、手機的日益普及，學生在家使用電子設備學習的頻率不斷提升，眾多的計算機模擬軟件也為數學虛擬實驗提供了必要的條件，利用信息化教學設備，可以讓學生快速適應學習節奏，提升學習的效率。因此，廣大小學數學教師要善用互聯網設備，將更多的優質的教育資源分享給學生，并借助智能教學設備開展豐富多彩的數學虛擬實驗［4］。例如，在學生學習《位置和方向》相關知識內容時，教師可以利用多媒體虛擬動畫開展數學實驗活動，讓學生按照教師的方向指令操作虛擬人物進行原地轉向、前進、拐彎等活動，鼓勵學生在游戲化的數學實驗中掌握辨別方向的技巧，筑牢所學的教材理論知識。

借助計算機軟件開展數學虛擬實驗，讓數學實驗不再局限于時空限制。小學四年級數學教材許多內容比較抽象，學生對知識整體也沒有較為深刻的認識。例如，在學習《大數的認識》相關知識內容時，學生對百萬、千萬、億并沒有深刻的認識，這也容易造成學生記得住教材知識，但在現實生活中不會靈活應用。因此，數學教師要充分利用信息化教學設備開展數學虛擬實驗，幫助學生加深對大數的認識。有條件的學校可以利用VR 技術進行數學實驗，讓學生帶上VR 眼鏡環繞地球兩圈半去感知1 億米的長度。此外，在學生學習《角度的測量》相關知識內容時，教師可以讓學生利用數學軟件任意改變角的大小和角的兩邊邊長的長度，幫助學生牢固掌握平角、直角、銳角、鈍角的特點。同時，學生可以對角任意拉伸，觀察角度變化。學生還可以借助數學軟件進行擴展學習。學生通過拉伸、旋轉、折疊將平行四邊形轉化成正方形、梯形、矩形等眾多特殊平行四邊形，充分感受數學虛擬實驗的樂趣，并伴隨著愉悅的心情快速掌握數學知識。

五、做好數學實驗反思總結工作，讓學生的合作探究活動保持“青春活力”

在開展《角的測量》相關數學實驗后，首先，教師要積極收集學生的上課反饋信息，例如學生對實驗的滿意程度、學生通過實驗掌握的知識情況、學生合理化的建議等，然后可以根據學生反饋的信息深入分析隱含的教學問題，例如，“學生是否會用量角器進行數學實驗？”“學生參與數學實驗的熱情高不高？”“數學實驗是否幫助學生提高了數學成績？”“數學實驗有無存在知識漏洞？”……通過一系列的問題分析，教師才能找到數學實驗的不足之處，進而創新更合理的實驗教學模式，提升學生的學習效率。其次，數學教師可以積極地向其他優秀教師借鑒教學經驗，取其所長，補己所短。數學老師還可以定期開展數學實驗公開課，邀請其他數學老師進行現場觀看，并給出合理化的建議，進而幫助任課老師找出數學實驗存在的問題，并積極尋找解決問題的辦法。