數(shù)學(xué)實驗在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

【摘要】新課標強調(diào)應(yīng)通過實驗活動提高學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力，加深對數(shù)學(xué)知識本質(zhì)的理解，促進學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)形成發(fā)展。傳統(tǒng)教學(xué)多以理論教學(xué)為主，對于充滿智慧性和趣味性的數(shù)學(xué)實驗應(yīng)用頻次很少，本文從研究數(shù)學(xué)實驗在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用原則入手，探究數(shù)學(xué)實驗在教學(xué)中的應(yīng)用策略，借此通過有效的教學(xué)措施指導(dǎo)學(xué)生，通過數(shù)學(xué)實驗提高學(xué)生對數(shù)學(xué)的探究深度，提高教學(xué)質(zhì)量，發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)實驗" 小學(xué)數(shù)學(xué)" 教學(xué)" 應(yīng)用

【中圖分類號】G623.5 " 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2024）12-0100-03

一、引言

數(shù)學(xué)實驗是一種理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)方法，強調(diào)學(xué)生通過操作、探究和實踐的方式學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，這種教學(xué)方法目的是讓學(xué)生更加深入地理解數(shù)學(xué)概念，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和解決問題的能力。數(shù)學(xué)實驗通常會使用一些數(shù)學(xué)軟件、工具或者實物模型等解決實際問題。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)實驗，不僅可以激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣和好奇心，同時能夠有效提高學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力，加深對數(shù)學(xué)知識本質(zhì)的理解。因此，小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)重視研究數(shù)學(xué)實驗在教學(xué)中的運用原則及應(yīng)用策略，穩(wěn)步提高教學(xué)質(zhì)量和效率，促進學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)形成發(fā)展。

二、數(shù)學(xué)實驗在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用原則

小學(xué)數(shù)學(xué)是一門抽象性很強，以理論知識教學(xué)為主，對小學(xué)生而言很難學(xué)的理論學(xué)科。數(shù)學(xué)實驗則具有智慧性、趣味性和直觀性等多個特點和優(yōu)勢，可以幫助學(xué)生更直觀地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)本質(zhì)，提高學(xué)習(xí)效果。現(xiàn)在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)實驗，必須要明確以學(xué)生為中心原則，應(yīng)以學(xué)生的內(nèi)在需求為出發(fā)點，將數(shù)學(xué)實驗滲透到課堂教學(xué)中，讓學(xué)生因數(shù)學(xué)實驗而發(fā)揮個性，提高學(xué)習(xí)效果。數(shù)學(xué)實驗遵循探究性原則，便于學(xué)生因數(shù)學(xué)實驗主動探究，可以吸引學(xué)生較為深入地分析數(shù)學(xué)知識及相關(guān)聯(lián)系，從而構(gòu)建系統(tǒng)的知識體系。可視化原則也是需要注意的原則，數(shù)學(xué)實驗活動應(yīng)該是可視化的，以便學(xué)生在可視的實驗環(huán)境中深度理解核心概念、數(shù)學(xué)法則與原理，使數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)更加生動、直觀、具象。學(xué)生本身是存在個體差異的，不僅僅表現(xiàn)在具體的學(xué)習(xí)需求上，在學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)興趣等方面也有很大差異，因此，數(shù)學(xué)實驗應(yīng)該尊重學(xué)生的個體差異，提供不同難度及類型的實驗活動，助力學(xué)生個性發(fā)展，主動探究，在不同的學(xué)習(xí)層次與需求上獲得學(xué)習(xí)成果。此外，科學(xué)性原則、趣味性原則、實用性原則與適應(yīng)性原則皆是數(shù)學(xué)實驗在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中可以充分融入并發(fā)揮作用的必須遵循原則。小學(xué)數(shù)學(xué)教師需要在應(yīng)用數(shù)學(xué)實驗前充分思考，綜合考量后，合理設(shè)計后再應(yīng)用，以保障數(shù)學(xué)實驗應(yīng)用優(yōu)勢和作用充分發(fā)揮。

三、數(shù)學(xué)實驗在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，以發(fā)展學(xué)生綜合素養(yǎng)為教學(xué)目標

新課改背景下，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)做出一些創(chuàng)新改變，以便有效激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣，推動學(xué)生主動探究與學(xué)習(xí)。新課標下，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的重點也開始從單純的知識傳授轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)，這一教學(xué)改變意味著教師需要將傳統(tǒng)的教學(xué)模式放棄，轉(zhuǎn)而研究更加適合學(xué)生的教學(xué)方式，指引學(xué)生主動參與并實踐運用所學(xué)知識，提高學(xué)習(xí)效果。轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念通常體現(xiàn)在教學(xué)模式創(chuàng)新、教學(xué)流程優(yōu)化、教學(xué)內(nèi)容豐富等方面[1]。例如，在人教版六年級上冊第五單元第2課“圓的周長”一課教學(xué)中，教師應(yīng)改變以往填鴨式、一言堂式的教學(xué)模式，轉(zhuǎn)而從學(xué)生的實際學(xué)習(xí)需求出發(fā)，研究應(yīng)用數(shù)學(xué)實驗來創(chuàng)新教學(xué)模式，借助數(shù)學(xué)實驗來優(yōu)化教學(xué)流程，豐富教學(xué)內(nèi)容，穩(wěn)步發(fā)展學(xué)生的綜合素養(yǎng)。如教師可以采取“繞線法”“滾動法”“制作模型法”等數(shù)學(xué)實驗做教學(xué)導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生對圓的周長知識的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動學(xué)習(xí)主觀能動性，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)興趣的陪伴下高效學(xué)習(xí)，既發(fā)展數(shù)學(xué)思維，形成邏輯推理能力，還可以鍛煉提高動手實踐能力和解決問題能力。教學(xué)方法的改變是教師轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)觀念的第一步。此后，教師在優(yōu)化教學(xué)流程方面也要積極應(yīng)用數(shù)學(xué)實驗，比如以數(shù)學(xué)實驗做教學(xué)導(dǎo)入，將學(xué)生的注意力快速集中，增加師生互動頻次與效果，讓教學(xué)更具趣味性和吸引力。在豐富教學(xué)內(nèi)容方面，教師借助數(shù)學(xué)實驗拓展教學(xué)內(nèi)容，延伸知識教學(xué)范圍，讓學(xué)生不因數(shù)學(xué)教材的局限性而禁錮數(shù)學(xué)思維，而是因數(shù)學(xué)實驗探究數(shù)學(xué)本質(zhì)，取得更好的學(xué)習(xí)效果。總之，數(shù)學(xué)實驗在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的合理且高效應(yīng)用，與教師的教學(xué)觀念轉(zhuǎn)變有直接關(guān)系，且教師需要從教學(xué)方法、教學(xué)流程、教學(xué)內(nèi)容等方面做出改變，這樣才能設(shè)計出高質(zhì)高效的數(shù)學(xué)實驗課程，穩(wěn)步發(fā)展學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

（二）創(chuàng)新教學(xué)方法，將數(shù)學(xué)實驗與教學(xué)情境有效結(jié)合

小學(xué)生因年齡小，性格多活潑好動，所以在課堂上很難長久地集中注意力聽課學(xué)習(xí)。此時，教師可以通過創(chuàng)新教學(xué)方法的方式吸引學(xué)生注意力，讓學(xué)生的關(guān)注點始終放在知識學(xué)習(xí)上。數(shù)學(xué)實驗是一種理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)方法，可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實的知識應(yīng)用情境，因此，小學(xué)數(shù)學(xué)教師可以在教學(xué)中將數(shù)學(xué)實驗與教學(xué)情境有效結(jié)合，凸顯知識教學(xué)趣味性和智慧性。例如，在人教版六年級上冊第五單元第1課“圓的認識”一課教學(xué)中，教師就可以將數(shù)學(xué)實驗融入到多媒體教學(xué)情境中，吸引學(xué)生注意力，提高學(xué)習(xí)有效性。在課堂教學(xué)中，教師利用多媒體設(shè)備播放“龜兔賽跑”動畫視頻，兔子在選擇自行車時選擇了高大的、車輪為方形的自行車，烏龜選擇矮小的、車輪為圓形的自行車，在比賽開始后，小兔子與小烏龜都拼命蹬車輪，小兔子發(fā)現(xiàn)，無論自己怎么使勁用力，車輪都紋絲不動，只能看著小烏龜慢慢地騎著自行車從自己的面前路過。于是小兔子走下自行車，觀察兩輛車的車輪，發(fā)現(xiàn)兩輛車的車輪不一樣，方形的車輪雖然大，但是并不能滾動、滑行;圓形的車輪雖然小，卻可以向前滾動，不受一點影響[2]。最終的比賽結(jié)果是小兔子輸在了起跑線，小烏龜贏得了比賽勝利。學(xué)生通過觀看視頻內(nèi)容，受視頻情境吸引會將關(guān)注點放在兩輛自行車的車輪上，從而對比發(fā)現(xiàn)圓形與方形兩個圖形之間的差異，明白圓形的基本特點，初步認識圓形。此教學(xué)方法借助多媒體設(shè)備創(chuàng)新情境的方式來呈現(xiàn)數(shù)學(xué)實驗，讓圓形與方形在現(xiàn)實生活中的具體應(yīng)用差異來體現(xiàn)圓形特點，可以有效激發(fā)學(xué)生對圓形知識的探究興趣，便于激勵學(xué)生從自己的生活經(jīng)驗出發(fā)做知識研究與分析，進而提出有用問題，培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率，為后續(xù)圓的知識學(xué)習(xí)奠定扎實基礎(chǔ)。

（三）優(yōu)化教學(xué)流程，應(yīng)用數(shù)學(xué)實驗開啟課堂教學(xué)活動

眾所周知，數(shù)學(xué)是一門與現(xiàn)實生活聯(lián)系緊密的學(xué)科，教師一直在嘗試將數(shù)學(xué)課堂教學(xué)生活化處理，讓學(xué)生可以借助生活經(jīng)驗理解性學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識，提高學(xué)習(xí)有效性。應(yīng)用數(shù)學(xué)實驗開啟課堂教學(xué)活動，可以為學(xué)生提供一個實踐和探索相結(jié)合的學(xué)習(xí)平臺，便于學(xué)生親身體驗理解和掌握數(shù)學(xué)概念與定理，這種教學(xué)方式與新課程理念相符，可以充分突顯學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，能進一步突出教師的課堂教學(xué)主導(dǎo)和啟發(fā)作用。因此，在課堂教學(xué)中，教師需要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標以及學(xué)生的實際學(xué)情設(shè)計數(shù)學(xué)實驗，開展課堂教學(xué)活動，優(yōu)化教學(xué)流程，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣與熱情。例如，在人教版五年級下冊第三單元“長方體和正方體的認識”一課教學(xué)中，教師可以設(shè)計富有創(chuàng)意的數(shù)學(xué)實驗開啟課堂教學(xué)活動，讓教學(xué)導(dǎo)入變得富有趣味性，將課堂教學(xué)環(huán)節(jié)變得高效且易于理解，將課堂總結(jié)環(huán)節(jié)變得充滿智慧光芒[3]。如在教學(xué)導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師設(shè)計“實物對照測量長方體”數(shù)學(xué)實驗，教師準備一個生活中常見的包裝盒，引導(dǎo)學(xué)生通過對長方體包裝盒進行測量，從度量的角度認識立體圖形的特征，增強學(xué)生空間想象力的同時，激發(fā)學(xué)生對新知的探究興趣與熱情。在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，教師可設(shè)計“動手制作正方體”的數(shù)學(xué)實驗，引導(dǎo)學(xué)生按照教材上給出的正方體延展開的平面圖形動手制作一個正方體，分析正方體的面、棱與頂點的特征，促進學(xué)生理解掌握所學(xué)知識，提高學(xué)習(xí)效果。在課堂總結(jié)環(huán)節(jié)，教師可利用多媒體設(shè)備播放長方體與正方體的變形實驗，讓學(xué)生直觀觀察并描述變化，從而幫助學(xué)生回想并鞏固課堂上學(xué)習(xí)的新知識，同時建立系統(tǒng)的知識框架體系，快樂并高效學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識。

（四）豐富教學(xué)內(nèi)容，在知識拓展環(huán)節(jié)中應(yīng)用數(shù)學(xué)實驗

教材是學(xué)生獲取知識的主要工具，是教師與學(xué)生做知識互動交流的主要載體，目前應(yīng)用于小學(xué)階段的數(shù)學(xué)教材是經(jīng)過多次優(yōu)化改編后形成的較完善版本，可以幫助學(xué)生更系統(tǒng)地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識，但因教材篇幅有限，而數(shù)學(xué)學(xué)科本身又是博大精深，涉及范圍很廣的應(yīng)用學(xué)科，所以若想提高學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)，促進學(xué)生全面發(fā)展，必須豐富課堂教學(xué)內(nèi)容。傳統(tǒng)教學(xué)中，教師多以教學(xué)語言向?qū)W生擴展一些知識點，以理論為主，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，且拓展效果并不理想，不能在學(xué)生現(xiàn)有的知識基礎(chǔ)上取得更顯著的教學(xué)成效。在知識拓展環(huán)節(jié)中應(yīng)用數(shù)學(xué)實驗，可以讓學(xué)生學(xué)會舉一反三，學(xué)會質(zhì)疑和反問，進而加深對知識的理解與探究，最終構(gòu)建完善的知識體系[4]。例如，在人教版五年級上冊第三單元的“用計算器探索規(guī)律”一課教學(xué)中，教師就可以應(yīng)用數(shù)學(xué)實驗拓展知識內(nèi)容。本堂課的教學(xué)目標是指導(dǎo)學(xué)生借助計算器探索簡單的數(shù)學(xué)規(guī)律，同時運用探索出來的規(guī)律解決有關(guān)小數(shù)乘除法計算的問題。教師設(shè)計“探索‘除數(shù)為11’的計算規(guī)律”數(shù)學(xué)實驗，學(xué)生使用計算器完成1÷11=，2÷11=，3÷11，4÷11=，5÷11=的計算，學(xué)生通過計算發(fā)現(xiàn)1÷11=0.090909……，2÷11=0.181818……，3÷11=0.272727……，4÷11=0.363636……，5÷11=0.454545……，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察以上五個算式的特點，尋找規(guī)律。學(xué)生發(fā)現(xiàn)這些算式的商都是循環(huán)小數(shù)，且整數(shù)部分都是0，同時循環(huán)節(jié)都是被除數(shù)的9倍。接著，教師要求學(xué)生按照探索出的規(guī)律繼續(xù)探究6÷11=，7÷11=，8÷11=等算式的計算結(jié)果與規(guī)律。此時，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣已經(jīng)因數(shù)學(xué)實驗有效激發(fā)，課堂上形成良好的教學(xué)氛圍，教學(xué)質(zhì)量和效率明顯提高，于是教師在課堂上做知識教學(xué)拓展，設(shè)計找規(guī)律數(shù)學(xué)實驗，如3×0.7=，3.3×6.7=，3.33×66.7，3.333×666.7=，3.3333×6666.7=，3.33333×66666.7=，3.333333×666666.7=，要求學(xué)生用計算器計算前四題，找出規(guī)律后直接寫出后三題的得數(shù)，總結(jié)規(guī)律。此項數(shù)學(xué)實驗的合理應(yīng)用，可以讓學(xué)生在猜想、驗證、計算中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，培養(yǎng)鍛煉學(xué)生計算和探究能力，同時也有助于學(xué)生學(xué)會充分觀察，認真分析，掌握解決問題的方法與辦法，順利提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力與綜合素養(yǎng)。

（五）提高教學(xué)質(zhì)量，在教學(xué)重難點時應(yīng)用數(shù)學(xué)實驗

在知識教學(xué)中，學(xué)生總是會很快學(xué)習(xí)掌握一部分知識，對一些知識的理解和學(xué)習(xí)掌握又會存在一些問題，比如理解深度不夠，找不到問題解決的關(guān)鍵，等等，這部分知識常會被當作教學(xué)重點和難點，由教師做全面深度講解。為提高教學(xué)質(zhì)量，幫助學(xué)生高效學(xué)習(xí)，教師嘗試在教學(xué)重點和難點時應(yīng)用數(shù)學(xué)實驗。例如，在人教版五年級上冊第六單元的“組合圖形的面積”一課教學(xué)中，教學(xué)重點是能把簡單的組合圖形轉(zhuǎn)化成已學(xué)過的圖形，教學(xué)難點是會計算組合圖形的面積。在教學(xué)過程中，教師可以應(yīng)用數(shù)學(xué)實驗降低知識理解難度。如在講解“組合圖形轉(zhuǎn)化成已學(xué)過的圖形”知識時，教師要求學(xué)生使用手中的七巧板拼接出教師繪制的組合圖形。如教師出示中國少年先鋒隊中隊旗，要求學(xué)生觀察后說出這個組合圖形是由哪些已知的圖形組合的。學(xué)生用手中的七巧板動手操作實驗，得出結(jié)論：可以看成是一個正方形和兩個三角形;可以看成是一個梯形和一個三角形[5]。接著，教師繼續(xù)要求學(xué)生用手中的七巧板拼接一下房屋的側(cè)面，學(xué)生回答：“房屋側(cè)面是由一個正方形和一個三角形組成的。”“房屋窗戶是由四個小正方形組成的。”通過以上動手操作的擺拼數(shù)學(xué)實驗，學(xué)生對組合圖形轉(zhuǎn)換為認識的已經(jīng)學(xué)習(xí)過的圖形有了深刻認知，此后，教師帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)這些組合圖形的面積計算方法，會起到事半功倍的教學(xué)成效。總之，數(shù)學(xué)實驗是數(shù)學(xué)學(xué)科知識教學(xué)中的一部分，具有多重教學(xué)輔助功能，教師應(yīng)合理應(yīng)用數(shù)學(xué)實驗開展教學(xué)活動，開發(fā)學(xué)生潛能，促進學(xué)生深度思考與學(xué)習(xí)，提高教學(xué)質(zhì)量和效率。

四、總結(jié)

綜上所述，數(shù)學(xué)實驗在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用時若想取得預(yù)想成效，首先必須要明確具體的應(yīng)用原則，接著需要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，創(chuàng)新教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)流程，豐富教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生因數(shù)學(xué)實驗激發(fā)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣，更積極地投入到課堂知識學(xué)習(xí)中，穩(wěn)步培養(yǎng)、提高綜合素質(zhì)和核心素養(yǎng)。

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作者簡介：

羅窩見（1977年12月—），男，藏族，甘肅天祝人，大專學(xué)歷，中小學(xué)一級教師，研究方向：小學(xué)數(shù)學(xué)、語文教學(xué)等學(xué)科教學(xué)。