如何巧用益智器具開展小學數(shù)學課堂教學

☉吳小莉

巧用益智器具所開展的課堂能夠啟發(fā)學生的智慧，發(fā)展他們的思維，強化他們的知識感知，這樣就會讓學生在課堂教學中展開多元化的探索，培養(yǎng)思維能力與創(chuàng)造能力，激活他們的數(shù)學思維，借此提升他們的創(chuàng)造力及創(chuàng)新力。由此可知，以益智器具為主所開展的課堂有著更為獨特的優(yōu)勢和鮮明的特色。它能夠充分挖掘?qū)W生的內(nèi)在潛力，發(fā)揮他們的主觀能動性，引導他們展開一系列的思維活動，借此增強他們的情感體驗，切實培養(yǎng)他們的歸納、類比及轉(zhuǎn)化等數(shù)學能力，提升他們的課堂學習實效。

一、巧用益智器具開展小學數(shù)學課堂教學的價值

（一）有利于激發(fā)學生學習興趣

針對小學階段的學生來說，他們對外界的事物都有著較強的好奇心和求知欲。所以如果教師的教學方法單一，不僅無法吸引學生的注意力，還會讓學生產(chǎn)生一定的厭學情緒，以至于影響他們的綜合學習成效。所以，在實際教學過程中，如果教師引入益智器具的話，就能夠為學生的學習活動增添更多的趣味性元素，豐富他們的課堂學習內(nèi)容，給他們帶來更為全新的學習體驗。而益智課堂并不受到傳統(tǒng)課堂教學模式的限制，它更加注重學生對知識和問題的思考，注重學生的自主學習與探究實踐。并且教師能夠通過益智器具，引導學生展開小組合作，使得他們養(yǎng)成合作互助的優(yōu)秀品質(zhì)［1］。所以說，益智器具對于學生的學習起到了重要的輔助作用。它不僅能夠調(diào)動學生的學習興趣，還能夠讓學生在學習過程中收獲滿滿的喜悅感和成就感，讓他們在玩中學、學中玩，樹立起學習的自信心，激活他們的綜合學習潛能。

（二）有利于彰顯益智器具價值

中國是文明古國之一，在世界數(shù)學領(lǐng)域中也做出了突出的貢獻。綜合中國古代比較著名的益智器具，包含了四種，分別為：華容道、七巧板、魯班鎖及九連環(huán)。由此可見，益智器具在古代的教育領(lǐng)域中也發(fā)揮了十分重要的價值與作用，每一個益智器具都有一段獨屬于自己的歷史，有著十分豐富有趣的故事。所以將其作為輔助教學用具，不僅能夠?qū)W生的學習產(chǎn)生積極的影響，還能夠?qū)W生的思維意識和品質(zhì)產(chǎn)生重要的指導作用［2］。而學生在借助益智器具學習的過程中，也能夠感受到古人的偉大智慧，能夠感受到數(shù)學學科獨特的魅力與色彩。并且益智器具的存在，能夠有效串聯(lián)游戲及知識，讓其有機融合，對學生的幾何學和運籌學有一定的幫助，能夠?qū)崿F(xiàn)各個知識點之間的串聯(lián)遷移，激活他們的數(shù)學化思維。

（三）有利于學生形成創(chuàng)新意識

在小學數(shù)學教學過程中使用益智器具，不僅能夠讓學生的解題方式更為多元，使得學生從不同的角度去看待問題，也能夠讓學生從不同的數(shù)學問題中獲得不一樣的解法，能夠在多元化的觀察中收獲更多的數(shù)學知識，然后經(jīng)歷猜測、驗證、發(fā)現(xiàn)等，去獲得更為有效的問題解決方法［3］。同時，益智器具的使用也能夠讓教師引導學生不再受到傳統(tǒng)數(shù)學教學的束縛和桎梏，能夠讓他們更為積極主動地進行思考，能夠創(chuàng)新自己的意識和理念，讓學生基于自己的認知和經(jīng)驗去展開對數(shù)學知識的深層探索，使得學生在益智器具的輔導下，尋求更為有效的解決問題路徑，創(chuàng)新他們對數(shù)學知識的思考，以此發(fā)展他們的創(chuàng)新思維。

二、巧用益智器具開展小學數(shù)學課堂教學的策略

（一）益智器具在空間圖形中的運用

益智器具在空間圖形中的運用是較為廣泛的。例如，七巧板，它就是一個十分經(jīng)典的空間設(shè)計類益智用具。它能夠讓學生在實際應用中鍛煉自身的觀察力，而觀察力又是小學生邏輯思維能力發(fā)展的重要基石。在此基礎(chǔ)上，學生也能夠以這一器具為依托，關(guān)聯(lián)相關(guān)的思維素材，在掌握了物質(zhì)器材的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)深度學習［4］。所以，以七巧板為主的益智器具在空間圖形中的運用能夠鍛煉出學生較強的觀察能力，能夠讓他們對相關(guān)的知識及內(nèi)容產(chǎn)生全方位的認知和明晰，還能夠讓學生針對已發(fā)現(xiàn)的相關(guān)問題展開更為深層的思考，這樣就能夠讓學生更為有效地解決數(shù)學問題，提升他們的綜合學習實效，最終助推高效課堂的建構(gòu)。

以人教版小學數(shù)學課本教材為例，教師在教學完《多邊形的面積》之后，就可以引入七巧板，引導學生展開一系列的實踐創(chuàng)新探究，激活他們的數(shù)學思維及意識理念。首先，教師要向?qū)W生介紹七巧板，讓學生認識七巧板的組成部分，組成的是哪些圖形等，并且能夠從七巧板中測量出七個圖形各自的內(nèi)角度數(shù)等，對七巧板的認知更為深入；其次，教師可以讓學生展開拼湊實踐活動，探索平面幾何圖形之間的關(guān)系。具體如下。

活動一：拼大號三角形

教師詢問學生：在一套七巧板中，中號的圖形能夠由小號圖形組合得出，那么大號圖形也可以這樣嗎？讓學生針對這一問題展開質(zhì)疑和思考，在直觀想象中展開拼湊實踐。而大多學生的拼湊組合圖形都是“直角三角形＋直角三角形＋直角三角形”和“直角三角形＋直角三角形＋正方形”，基本上沒有考慮到“直角三角形＋直角三角形＋平行四邊形”這一組合。對此，教師就可以引入部分面積作鋪墊，讓學生展開豐富的思考。例如，假設(shè)最小的等腰直角三角形的直角邊是1，面積是1/2，那么中號三角形、正方形以及平行四邊形的面積則是1，大號的等腰直角三角形的面積就是2。如果使用第三種拼湊方法，從面積的角度來詮釋就是“1/2 ＋1/2 ＋1 ＝2”，使用了兩個最小的面積為1/2 三角形，那么原本第一種和第二種拼湊法中的等腰直角三角形和正方形可以用另外一個面積為1 的平行四邊形來代替嗎？借此就可以開拓學生的思路，能夠讓他們考慮到大號三角形面積為2 的拆分，自然而然地了解到七巧板的面積構(gòu)成分類：面積是1/2 的兩小塊小號等腰直角三角形、面積為1 的三塊中號圖形（等腰直角三角形＋正方形＋平行四邊形）以及面積為2 的兩塊大號等腰直角三角形。

活動二：四塊七巧板拼正方形

有了“活動一”的拆分及分類預設(shè)，學生在這一環(huán)節(jié)的拼湊中便并不是那么盲目了，他們會有意識、有目的地進行思考。對此，教師就可以將主動權(quán)歸還給學生，讓學生以小組為單位來展開拼正方形實踐，并以此說出自己的觀點與看法。例如，有的小組表示：4 塊七巧板所組成的面積應該為4，一是因為“4”能夠由“2×2”構(gòu)成，使得邊長為“2”，更加貼合七巧板的邊長；二是因為七巧板的面積總和為“8”，它不可能出現(xiàn)其他的類型。因此，可以嘗試對“4”進行拆分，分成四個數(shù)，分別為“2”“1”“兩個1/2”，將其相加就可以列式為：2 ＋1 ＋1/2 ＋1/2 ＝4，而這就是唯一的拆分方法。如上，學生通過上述的分析，從面積的角度著手，用數(shù)和的拆分來分類討論，就能讓學生在分類討論過程不重復、不遺漏，能夠讓學生的空間圖形認知更為明晰和明確。

活動三：5 塊七巧板、7 塊七巧板拼湊正方形

在這一活動中，教師可以讓學生思考，怎樣使用五塊七巧板拼湊正方形，使用七塊七巧板拼湊正方形，并嘗試說出在其中所體現(xiàn)出來的原理知識。對于五年級的學生來說，他們用五塊七巧板來拼湊出正方形是較有難度的。但是，有了以上兩個活動的拆分及分類討論基礎(chǔ)，他們經(jīng)過一段時間的思考，會準確地拼湊出來。例如，有的學生表示：需要用5 塊七巧板來拼湊出正方形，那么這一正方形的面積還是應該為“4”，邊長為“2”。考慮到數(shù)和的拆分，就可以將活動二中的“2＋1 ＋1/2 ＋1/2 ＝4”中的“2”拆分成“兩個1”，那么就變成了“1 ＋1 ＋1 ＋1/2 ＋1/2 ＝4”，就能夠用上三塊中號圖形和兩塊小號三角形。

最后，教師可以讓學生進行分析和歸納，讓他們分析自己在三次活動中得出的結(jié)論。例如，很多學生都總結(jié)出了“按照面積進行分類”“等積變形”“探究與實踐”“復制、平移、翻折等圖形運動”等知識點或者方法，這其實就是學生觀察與總結(jié)思維的具體體現(xiàn)，彰顯了學生思維的能動性。

如上，教師在教學完《多邊形的面積》之后，便以“七巧板”這一器具為依托點，讓學生展開一系列的拼湊實踐活動。探索由幾個圖形拼接成新圖形的方法，體會“割補法”的內(nèi)涵。在此基礎(chǔ)上，還深化了“分類討論”及“數(shù)形結(jié)合”思想，有利于深化學生的思維及理解，讓他們有更多的創(chuàng)造點及創(chuàng)新點，最終也讓學生的數(shù)學思維得到了延展。

（二）益智器具在演算實踐中的運用

計算能力是小學生數(shù)學核心素養(yǎng)的重要組成部分，也是提高學生學習能力的重要前提和基礎(chǔ)。所以說，教師應該借助益智器具在演算實踐中的積極運用，充分彰顯學生的計算能力，使得他們能夠使用益智器具的原理去理解數(shù)學的基本算理，提升他們的計算效能，為他們的數(shù)學計算能力培養(yǎng)奠定更為堅實的基礎(chǔ)［5］。

例如，教師可以使用益智器具河內(nèi)塔來實施演算實踐教學。一方面，教師應該引導學生去發(fā)現(xiàn)河內(nèi)塔的規(guī)律，64 塊圓盤之間是一定存有某種聯(lián)系的。那么為了充分激活學生對河內(nèi)塔圓盤規(guī)律的探究，教師就可以利用游戲操作的方式，從簡單的一塊圓盤開始，將圓盤所在的桿子設(shè)為“1號桿”，中間的為“2 號桿”，以此類推，讓學生親自動手實踐，從多個角度去思考圓盤的移動方向，來記錄它們的移動軌跡和部署，逐層過渡到第2 號、第3 號及第4 號的圓盤，從中體會到河內(nèi)塔的具體規(guī)律；另一方面，在學生了解了河內(nèi)塔的具體規(guī)律之后，就可以為學生設(shè)計練習作業(yè)。例如：

1.移動10 塊圓盤使用的最少次數(shù)是多少？

2.移動20 塊圓盤使用的最少次數(shù)是多少呢？

3.你們是否能夠運用移動次數(shù)最少的規(guī)律來推算移動完64塊圓盤所需用到的最少次數(shù)呢？

如上，教師根據(jù)河內(nèi)塔的規(guī)律，引導學生去展開練習實踐。而學生受到器具的影響，會更為積極主動地操作河內(nèi)塔器具。他們能夠利用相關(guān)的問題來展開一系列的演算實踐，這其實就能夠加深他們對河內(nèi)塔規(guī)律的認知和理解，也能夠增強他們的計算效能，對培養(yǎng)他們的數(shù)學應用思維有著十分重要的價值與作用。

（三）益智器具在思維訓練中的運用

益智器具的使用能夠充分訓練學生的思維，彰顯他們的實踐探究活動，使得他們的學習過程能夠?qū)訉油七M，步步深入，讓他們的理念得到進一步的培養(yǎng)。所以，在實際的教學過程中，教師就應該充分利用益智器具，改變課堂教學模式，將課堂由“教師教”變成“師生一起玩”，讓學生利用熟悉的益智器具特點和對弈的規(guī)則，激活學習探究積極性，以此來實現(xiàn)思維的訓練。

以人教版小學數(shù)學課本教材為例，學生的專題學習中，涉及到“探索規(guī)律”這一系列的知識點?；诖?，教師就可以充分借助益智器具“智取王位”來實現(xiàn)趣味化的教學。例如，教師可以讓學生進行對弈，讓贏了的學生從中進一步思考找到贏棋必勝的規(guī)律，而輸了的學生也要積極思考，思索“取棋取勝”的方法。其次，教師就要對學生進行積極的引導。例如，要想取得“王棋”，就首先要取得“兵棋”，以此能夠讓學生找到突破點，激活器具探究的積極性，這樣也培養(yǎng)了他們的逆推思維能力。最后，教師可以讓學生去尋找剩余兵棋個數(shù)的規(guī)律，以此讓學生在觀察、猜測、推理及驗證等一系列活動中洞察圖形背后的數(shù)值規(guī)律，使用“數(shù)形結(jié)合”的方法去展開思考，最終發(fā)現(xiàn)取得“王棋”的必勝秘訣，學生便能夠在趣味化的實踐和思維碰撞中去挑戰(zhàn)自己的固有思維，能夠讓他們的數(shù)學學習達到思維訓練的目的，充分發(fā)揮自身的綜合學習潛能，最終著力于實現(xiàn)思維的延伸。

綜上所述，在小學階段的數(shù)學教學過程中，教師應該積極使用益智器具來展開課程教學，借助益智器具引導學生在猜想中嘗試，在探究中摸索，在發(fā)現(xiàn)中驗證，在驗證中調(diào)整、總結(jié)并提升，充分激活他們的思維意識和理念，強化他們的綜合學習效能，讓他們在較為愉悅、輕松的學習氛圍中發(fā)展思維能力，培養(yǎng)形成合作及觀察的效能，借此激活數(shù)學核心素養(yǎng)。