數學實驗在小學數學教學中的應用

【摘要】新課標強調應通過實驗活動提高學生對數學知識的學習興趣，培養數學學習能力，加深對數學知識本質的理解，促進學生數學核心素養形成發展。傳統教學多以理論教學為主，對于充滿智慧性和趣味性的數學實驗應用頻次很少，本文從研究數學實驗在小學數學教學中的應用原則入手，探究數學實驗在教學中的應用策略，借此通過有效的教學措施指導學生，通過數學實驗提高學生對數學的探究深度，提高教學質量，發展學生數學核心素養。

【關鍵詞】數學實驗" 小學數學" 教學" 應用

【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

數學實驗是一種理論與實踐相結合的教學方法，強調學生通過操作、探究和實踐的方式學習數學，這種教學方法目的是讓學生更加深入地理解數學概念，培養創新思維和解決問題的能力。數學實驗通常會使用一些數學軟件、工具或者實物模型等解決實際問題。在小學數學教學中應用數學實驗，不僅可以激發學生的數學學習興趣和好奇心，同時能夠有效提高學生的數學學習能力，加深對數學知識本質的理解。因此，小學數學教師應重視研究數學實驗在教學中的運用原則及應用策略，穩步提高教學質量和效率，促進學生數學核心素養形成發展。

二、數學實驗在小學數學教學中的應用原則

小學數學是一門抽象性很強，以理論知識教學為主，對小學生而言很難學的理論學科。數學實驗則具有智慧性、趣味性和直觀性等多個特點和優勢，可以幫助學生更直觀地學習數學，發現數學本質，提高學習效果。現在小學數學教學中應用數學實驗，必須要明確以學生為中心原則，應以學生的內在需求為出發點，將數學實驗滲透到課堂教學中，讓學生因數學實驗而發揮個性，提高學習效果。數學實驗遵循探究性原則，便于學生因數學實驗主動探究，可以吸引學生較為深入地分析數學知識及相關聯系，從而構建系統的知識體系。可視化原則也是需要注意的原則，數學實驗活動應該是可視化的，以便學生在可視的實驗環境中深度理解核心概念、數學法則與原理，使數學學習更加生動、直觀、具象。學生本身是存在個體差異的，不僅僅表現在具體的學習需求上，在學習能力、學習興趣等方面也有很大差異，因此，數學實驗應該尊重學生的個體差異，提供不同難度及類型的實驗活動，助力學生個性發展，主動探究，在不同的學習層次與需求上獲得學習成果。此外，科學性原則、趣味性原則、實用性原則與適應性原則皆是數學實驗在小學數學教學中可以充分融入并發揮作用的必須遵循原則。小學數學教師需要在應用數學實驗前充分思考，綜合考量后，合理設計后再應用，以保障數學實驗應用優勢和作用充分發揮。

三、數學實驗在小學數學教學中的應用策略

（一）轉變教學觀念，以發展學生綜合素養為教學目標

新課改背景下，小學數學教學應做出一些創新改變，以便有效激發學生的數學學習興趣，推動學生主動探究與學習。新課標下，小學數學教學的重點也開始從單純的知識傳授轉變為培養學生綜合素養，這一教學改變意味著教師需要將傳統的教學模式放棄，轉而研究更加適合學生的教學方式，指引學生主動參與并實踐運用所學知識，提高學習效果。轉變教學觀念通常體現在教學模式創新、教學流程優化、教學內容豐富等方面[1]。例如，在人教版六年級上冊第五單元第2課“圓的周長”一課教學中，教師應改變以往填鴨式、一言堂式的教學模式，轉而從學生的實際學習需求出發，研究應用數學實驗來創新教學模式，借助數學實驗來優化教學流程，豐富教學內容，穩步發展學生的綜合素養。如教師可以采取“繞線法”“滾動法”“制作模型法”等數學實驗做教學導入，激發學生對圓的周長知識的學習興趣，充分調動學習主觀能動性，讓學生在學習興趣的陪伴下高效學習，既發展數學思維，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。教學方法的改變是教師轉變傳統教學觀念的第一步。此后，教師在優化教學流程方面也要積極應用數學實驗，比如以數學實驗做教學導入，將學生的注意力快速集中，增加師生互動頻次與效果，讓教學更具趣味性和吸引力。在豐富教學內容方面，教師借助數學實驗拓展教學內容，延伸知識教學范圍，讓學生不因數學教材的局限性而禁錮數學思維，而是因數學實驗探究數學本質，取得更好的學習效果。總之，數學實驗在小學數學教學中的合理且高效應用，與教師的教學觀念轉變有直接關系，且教師需要從教學方法、教學流程、教學內容等方面做出改變，這樣才能設計出高質高效的數學實驗課程，穩步發展學生的綜合素養。

（二）創新教學方法，將數學實驗與教學情境有效結合

小學生因年齡小，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習。此時，教師可以通過創新教學方法的方式吸引學生注意力，讓學生的關注點始終放在知識學習上。數學實驗是一種理論與實踐相結合的教學方法，可以為學生創設真實的知識應用情境，因此，小學數學教師可以在教學中將數學實驗與教學情境有效結合，凸顯知識教學趣味性和智慧性。例如，在人教版六年級上冊第五單元第1課“圓的認識”一課教學中，教師就可以將數學實驗融入到多媒體教學情境中，吸引學生注意力，提高學習有效性。在課堂教學中，教師利用多媒體設備播放“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，小兔子發現，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，發現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]。最終的比賽結果是小兔子輸在了起跑線，小烏龜贏得了比賽勝利。學生通過觀看視頻內容，受視頻情境吸引會將關注點放在兩輛自行車的車輪上，從而對比發現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。此教學方法借助多媒體設備創新情境的方式來呈現數學實驗，讓圓形與方形在現實生活中的具體應用差異來體現圓形特點，可以有效激發學生對圓形知識的探究興趣，便于激勵學生從自己的生活經驗出發做知識研究與分析，進而提出有用問題，培養數學思維，提高學習質量和效率，為后續圓的知識學習奠定扎實基礎。

（三）優化教學流程，應用數學實驗開啟課堂教學活動

眾所周知，數學是一門與現實生活聯系緊密的學科，教師一直在嘗試將數學課堂教學生活化處理，讓學生可以借助生活經驗理解性學習數學知識，提高學習有效性。應用數學實驗開啟課堂教學活動，可以為學生提供一個實踐和探索相結合的學習平臺，便于學生親身體驗理解和掌握數學概念與定理，這種教學方式與新課程理念相符，可以充分突顯學生的學習主體地位，能進一步突出教師的課堂教學主導和啟發作用。因此，在課堂教學中，教師需要結合教學內容、教學目標以及學生的實際學情設計數學實驗，開展課堂教學活動，優化教學流程，激發學習興趣與熱情。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”一課教學中，教師可以設計富有創意的數學實驗開啟課堂教學活動，讓教學導入變得富有趣味性，將課堂教學環節變得高效且易于理解，將課堂總結環節變得充滿智慧光芒[3]。如在教學導入環節，教師設計“實物對照測量長方體”數學實驗，教師準備一個生活中常見的包裝盒，引導學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，增強學生空間想象力的同時，激發學生對新知的探究興趣與熱情。在課堂教學環節，教師可設計“動手制作正方體”的數學實驗，引導學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，促進學生理解掌握所學知識，提高學習效果。在課堂總結環節，教師可利用多媒體設備播放長方體與正方體的變形實驗，讓學生直觀觀察并描述變化，從而幫助學生回想并鞏固課堂上學習的新知識，同時建立系統的知識框架體系，快樂并高效學習數學知識。

（四）豐富教學內容，在知識拓展環節中應用數學實驗

教材是學生獲取知識的主要工具，是教師與學生做知識互動交流的主要載體，目前應用于小學階段的數學教材是經過多次優化改編后形成的較完善版本，可以幫助學生更系統地學習數學知識，但因教材篇幅有限，而數學學科本身又是博大精深，涉及范圍很廣的應用學科，所以若想提高學生的數學核心素養，促進學生全面發展，必須豐富課堂教學內容。傳統教學中，教師多以教學語言向學生擴展一些知識點，以理論為主，學生的學習興趣不高，且拓展效果并不理想，不能在學生現有的知識基礎上取得更顯著的教學成效。在知識拓展環節中應用數學實驗，可以讓學生學會舉一反三，學會質疑和反問，進而加深對知識的理解與探究，最終構建完善的知識體系[4]。例如，在人教版五年級上冊第三單元的“用計算器探索規律”一課教學中，教師就可以應用數學實驗拓展知識內容。本堂課的教學目標是指導學生借助計算器探索簡單的數學規律，同時運用探索出來的規律解決有關小數乘除法計算的問題。教師設計“探索‘除數為11’的計算規律”數學實驗，學生使用計算器完成1÷11=，2÷11=，3÷11，4÷11=，5÷11=的計算，學生通過計算發現1÷11=0.090909……，2÷11=0.181818……，3÷11=0.272727……，4÷11=0.363636……，5÷11=0.454545……，教師引導學生觀察以上五個算式的特點，尋找規律。學生發現這些算式的商都是循環小數，且整數部分都是0，同時循環節都是被除數的9倍。接著，教師要求學生按照探索出的規律繼續探究6÷11=，7÷11=，8÷11=等算式的計算結果與規律。此時，學生的學習興趣已經因數學實驗有效激發，課堂上形成良好的教學氛圍，教學質量和效率明顯提高，于是教師在課堂上做知識教學拓展，設計找規律數學實驗，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=，要求學生用計算器計算前四題，找出規律后直接寫出后三題的得數，總結規律。此項數學實驗的合理應用，可以讓學生在猜想、驗證、計算中發現規律，培養鍛煉學生計算和探究能力，同時也有助于學生學會充分觀察，認真分析，掌握解決問題的方法與辦法，順利提高學生的數學應用能力與綜合素養。

（五）提高教學質量，在教學重難點時應用數學實驗

在知識教學中，學生總是會很快學習掌握一部分知識，對一些知識的理解和學習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鍵，等等，這部分知識常會被當作教學重點和難點，由教師做全面深度講解。為提高教學質量，幫助學生高效學習，教師嘗試在教學重點和難點時應用數學實驗。例如，在人教版五年級上冊第六單元的“組合圖形的面積”一課教學中，教學重點是能把簡單的組合圖形轉化成已學過的圖形，教學難點是會計算組合圖形的面積。在教學過程中，教師可以應用數學實驗降低知識理解難度。如在講解“組合圖形轉化成已學過的圖形”知識時，教師要求學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。學生用手中的七巧板動手操作實驗，得出結論：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，教師繼續要求學生用手中的七巧板拼接一下房屋的側面，學生回答：“房屋側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學實驗，學生對組合圖形轉換為認識的已經學習過的圖形有了深刻認知，此后，教師帶領學生學習這些組合圖形的面積計算方法，會起到事半功倍的教學成效。總之，數學實驗是數學學科知識教學中的一部分，具有多重教學輔助功能，教師應合理應用數學實驗開展教學活動，開發學生潛能，促進學生深度思考與學習，提高教學質量和效率。

四、總結

綜上所述，數學實驗在小學數學教學中應用時若想取得預想成效，首先必須要明確具體的應用原則，接著需要轉變教學觀念，創新教學方法，優化教學流程，豐富教學內容，讓學生因數學實驗激發數學學習興趣，更積極地投入到課堂知識學習中，穩步培養、提高綜合素質和核心素養。

參考文獻：

[1]梁建強.數學實驗在小學數學教學中的應用[J].亞太教育，2023（22）：160-162.

[2]趙義妹.數學實驗在小學數學課堂中的應用與探究[J].數學學習與研究，2023（22）：68-70.

[3]張偉.數學實驗在小學數學教學中的應用分析[J].試題與研究，2023（15）：194-196.

[4]武兆庭.數學實驗在小學數學教學中的應用[J].家長，2022（30）：22-24.

[5]楊穎.數學實驗在小學數學教學中的應用研究[J].智力，2022（29）：104-107.

作者簡介：

羅窩見（1977年12月—），男，藏族，甘肅天祝人，大專學歷，中小學一級教師，研究方向：小學數學、語文教學等學科教學。