巧妙融入實驗 體會小學數(shù)學之趣

☉蔡晨燕

小學數(shù)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(shù)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(shù)學學習十分枯燥乏味，進而喪失學習數(shù)學知識的動力。生動有趣的小學數(shù)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(fā)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(yǎng)活躍的數(shù)學思維，給學生留下親身經(jīng)歷、動手操作的美好回憶，讓學生愛上數(shù)學學習過程，最終實現(xiàn)提升小學數(shù)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(shù)學核心素養(yǎng)，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(shù)學知識解決問題。由于小學生思維尚未發(fā)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(xiàn)象直觀明顯、與教材知識緊密聯(lián)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(shù)，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(fā)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(shù)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(nèi)角度數(shù)、等腰直角三角形的內(nèi)角度數(shù)、正方形的內(nèi)角度數(shù)等，讓學生通過動手測量加深對角的度數(shù)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(nèi)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(shù)據(jù)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(shù)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(shù)學實驗成為學生擴展知識學習的一條重要途徑。

建立數(shù)學實驗激勵機制，不斷提升學生數(shù)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(xiàn)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(shù)學實驗參與積極性，讓學生通過數(shù)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(nèi)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(shù)學實驗。教師可以在黑板或多媒體設備上規(guī)定東南西北方向，然后清除規(guī)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(fā)學生的競爭熱情，又能幫助學生在數(shù)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(fā)給冠軍小組，并向冠軍團隊頒發(fā)榮譽證書。這樣既可以提升學生參與數(shù)學實驗的熱情，又能活躍課堂氛圍，提升數(shù)學教學效果。

二、開展腦洞大開的思想數(shù)學實驗，幫助學生培養(yǎng)靈活的數(shù)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(shù)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(fā)學生主動思考學習積極性，幫助學生培養(yǎng)靈活的創(chuàng)新思維和自主探索能力。數(shù)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(nèi)容時，有些學生便產(chǎn)生了許多腦洞大開的想法。如“放大鏡可以放大角的度數(shù)”“一個角的兩邊邊長與角的度數(shù)密切相關”“角的開口大小與角的度數(shù)大小有關”……一系列稀奇古怪的數(shù)學猜想不僅可以引發(fā)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(shù)”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(fā)現(xiàn)知識的奧秘。同時，教師可以利用數(shù)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(xiàn)世界著名數(shù)學思想實驗成果，點燃學生對數(shù)學思想實驗的熱情。部分小學生感覺數(shù)學思想實驗就是瞎想，對自己的數(shù)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(shù)學思想實驗，教師可以通過書籍、互聯(lián)網(wǎng)向學生展現(xiàn)數(shù)學思考的著名結果、成就。如“古希臘著名數(shù)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(jīng)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(shù)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(shù)學思維，使學生充分享受數(shù)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(tǒng)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(shù)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(shù)學模型開展各種數(shù)學小實驗，讓學生根據(jù)數(shù)學模型驗證知識。例如，在學生學習《統(tǒng)計》相關知識內(nèi)容時，教師可以利用多媒體教學設備構建統(tǒng)計圖模型，讓學生根據(jù)統(tǒng)計模型解決相應的數(shù)學問題。教師還可以鼓勵學生根據(jù)生活實際構建統(tǒng)計模型，并利用多媒體設備向學生提供必要的數(shù)據(jù)，如“新冠肺炎核酸檢測統(tǒng)計模型”“自己每月的零花錢統(tǒng)計模型”“數(shù)學作業(yè)得優(yōu)統(tǒng)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(nèi)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(shù)數(shù)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(jīng)歷，還能幫助學生利用數(shù)學模型解決生活中的實際問題。此外，教師還可以通過數(shù)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(shù)。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(shù)學知識

傳統(tǒng)的黑板數(shù)學教學，有些時候難以展現(xiàn)抽象的數(shù)學知識，缺乏相應的教學用具，限制了數(shù)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(xiàn)、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(lián)網(wǎng)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(shù)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(jié)奏，提升學習的效率。因此，廣大小學數(shù)學教師要善用互聯(lián)網(wǎng)設備，將更多的優(yōu)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(shù)學虛擬實驗［4］。例如，在學生學習《位置和方向》相關知識內(nèi)容時，教師可以利用多媒體虛擬動畫開展數(shù)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(shù)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(shù)學虛擬實驗，讓數(shù)學實驗不再局限于時空限制。小學四年級數(shù)學教材許多內(nèi)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(shù)的認識》相關知識內(nèi)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(xiàn)實生活中不會靈活應用。因此，數(shù)學教師要充分利用信息化教學設備開展數(shù)學虛擬實驗，幫助學生加深對大數(shù)的認識。有條件的學校可以利用VR 技術進行數(shù)學實驗，讓學生帶上VR 眼鏡環(huán)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(nèi)容時，教師可以讓學生利用數(shù)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(shù)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(shù)學虛擬實驗的樂趣，并伴隨著愉悅的心情快速掌握數(shù)學知識。

五、做好數(shù)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(shù)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(jù)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(shù)學實驗？”“學生參與數(shù)學實驗的熱情高不高？”“數(shù)學實驗是否幫助學生提高了數(shù)學成績？”“數(shù)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(shù)學實驗的不足之處，進而創(chuàng)新更合理的實驗教學模式，提升學生的學習效率。其次，數(shù)學教師可以積極地向其他優(yōu)秀教師借鑒教學經(jīng)驗，取其所長，補己所短。數(shù)學老師還可以定期開展數(shù)學實驗公開課，邀請其他數(shù)學老師進行現(xiàn)場觀看，并給出合理化的建議，進而幫助任課老師找出數(shù)學實驗存在的問題，并積極尋找解決問題的辦法。

綜上所述，數(shù)學實驗融合教育作為一種新興的教學方法，廣大小學數(shù)學教師要在日常教學過程中逐漸摸索經(jīng)驗，吸取教訓。與此同時，也要不斷研究相關教育文獻，積極聽取優(yōu)秀教師的數(shù)學實驗建議，進而不斷提升自己的理論知識水平，最終形成自己的特色數(shù)學實驗、教學方法。在這個過程中，教師要密切關注學生的反饋情況，及時調整教學策略，爭取給學生最佳的數(shù)學實驗體驗，幫助他們不斷取得優(yōu)異的學習成績。