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小學數學實驗是讓小學生借助于一定的物質儀器或技術手段,在數學思想和數學理論的指導下,通過對實驗素材進行數學化的操作來學(理解)數學、用(解釋)數學或做(建構)數學的一類數學學習活動。目前小學數學實驗課堂中的學具有限,并且僅限于簡單的仿制,缺乏學生創造性地自制學具的教學研究。本文基于數學實驗課程的基本原理,探究小學生學具的創新自制策略。
一、開展幾何數學實驗,創新圖形學具制作
小學生正處于心智全面發展的階段,對于玩具非常癡迷,所以數學教師可以利用這一點,將數學知識灌輸在學具當中,讓小學生自制學具,在“玩”學具的同時對所要學習的數學知識有更加深刻的了解,在提高其學習興趣的同時,提高小學數學實驗課堂效率。現在已經有很多非常實用且有效的學具用于日常數學實驗課堂,但是在認識平面圖形的實驗課堂中,自制學具設計方面還有待改進。
例如,在教學蘇教版三年級上冊第三單元第1課時《認識長方形和正方形》時,筆者出示長方形和正方形白紙,引導學生通過量一量、折一折和比一比的方法,探究長方形、正方形的邊和角各有什么特點。但在實驗中發現,因為白紙上沒有任何標記,學生對長和寬邊的特點認識起來比較困難,特別是對邊這一概念認識較為模糊。所以在此基礎上,筆者引導他們創新性地在已有的長方形和正方形白紙這一學具的對邊涂上同一種顏色。因為學生對色彩很感興趣并且比較敏感,所以他們在做這一實驗的過程中對長方形對邊的認識會更加深刻。并且實驗過后,學生在交流長方形邊的特點時可以說出,紅色和紅色重合在一起了,黃色和黃色重合在一起了,說明長方形有四條邊,對邊相等,長方形較長的邊也就是紅色的是長,長方形較短的邊也就是黃色的是寬。
學生通過創新設計,自制這種有色彩的長方形學具,加強了學具的直觀性,對長方形邊的特點有了更加深刻的認識。并且因為學生在實驗中發現白色的長方形紙對于認識長方形邊的特點有所缺陷,所以經歷了發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的過程,增強了探究意識和創新意識。
二、開展測量數學實驗,創新尺規學具制作
在小學數學實驗課程中,通常需要借助學具來進行實驗,很多時候,教師提供給學生學具進行操作實驗探究。有些學具是前人經過無數次的實驗得到的最優學具,但是學生并沒有經歷這樣的過程,所以他們可能拿著很好的學具,卻對學具本身不是很理解,以至于實驗效果不佳。
例如,在教學蘇教版四年級上冊第八單元“垂線與平行線”第2課時《角的度量》時,為了準確測量角的大小,要用統一的度量工具即量角器。量角器本身比較復雜,上面有兩圈讀數,兩個“0刻度線”,又有一個中心,這些是學生在進行角的測量之前就要認識的。但在實驗中,筆者發現學生對量角器的認識不夠,并不理解要用這樣的學具來測量角的度數。歸根結底是因為學生沒有經歷量角器的制作過程,而只是拿了前人創作的器具來解決問題,其本身對這樣的學具了解太淺,以至于根本不明白怎么用。在此基礎上,筆者引導學生創新自制量角器。學生經歷了發現用不準確的量角器測量角度并不好用,就開始思考,怎么做才能準確測量角的大小呢?他們通過討論交流后想到可以將手里的量角器繼續平均分,接著又發現平均分后中心點附近線條太多,影響測量。這時他們又開始動腦筋了:將中心點周圍的線條進行簡化,這樣對每次的讀數都要數一數,可以在周圍標上數字便于讀數。
學生在一次次地實驗后,發現創新自制的量角器更加便于自己量角,而且由于經歷了創新自制量角器這一實驗過程,創新實驗能力增強,也為今后的數學實驗學習奠定了基礎。
三、開展立體圖形實驗,創新量杯學具制作
小學生正處于由具體形象思維向抽象思維的過渡時期,對于抽象的概念了解不深,特別是對立體圖形的認識有很大難度,原因在于立體圖形本身就比較抽象。所以,在學生認識立體圖形時,教師要引導他們創新自制一個更好的學具,以利于其提高抽象思維能力。
例如,在教學蘇教版四年級上冊第一單元“升和毫升”中的《認識毫升》時,教師引導學生用滴管吸取1毫升的水,看看1毫升的水有多少,再放在手心上數數大約有多少滴。但是學生在實驗中發現1毫升的水放在手心上根本就數不出有多少滴,而且因為水是透明的,學生也看不到1毫升的水有多少。所以,筆者引導學生用1立方厘米的小正方體盒子和水晶泥創新制作1毫升的學具。引導他們創新自制1毫升的學具,不僅可以讓其感受到1毫升的水正好裝滿棱長是1厘米的正方體容器,感受1毫升等于1立方厘米,同時因為水晶泥有顏色,也能清楚看到1毫升水有多少,并且通過捏成1滴1滴的形式感受1毫升水有多少滴。
總之,在小學數學實驗課程指導下創新自制學具,自制學具本身及制作過程能夠充分調動學生的手腦活動,不僅可以鍛煉其動手操作能力,使他們更好地理解和掌握小學數學實驗知識,而且能夠促進學生數學抽象思維能力的發展,有利于激活他們的探究思維,使其數學實驗思維得到發展。