信息技術支持下的小學數(shù)學實驗教學研究

一、引言

隨著我國教育事業(yè)發(fā)展水平的不斷提升，數(shù)學實驗逐漸成為小學數(shù)學教學中不可或缺的教學內(nèi)容。數(shù)學教師期待借助實驗教學的順利開展，在幫助學生深化課程知識的同時，完成對學生學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。將信息技術引人小學數(shù)學實驗教學，可激發(fā)學生學習興趣，滿足學生真實地參與數(shù)學實驗需求。

二、信息技術支持下的小學數(shù)學實驗教學特征

數(shù)學實驗是一種以數(shù)學理論為基礎，以實踐探究為路徑的教學形式，要求教師通過教學引導，讓學生通過模擬、驗證、探索等手段完成數(shù)學問題的研究[]。學生能在實驗過程中，發(fā)現(xiàn)數(shù)學規(guī)律，探究數(shù)學本質(zhì)。在信息技術的支持下，數(shù)學實驗具備以下四項特征。

一是實踐性，學生可借助信息技術，通過實際操作完成數(shù)學實驗的探究，從而將被動的接受數(shù)學知識，轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習數(shù)學知識。

二是探索性，學生可借助信息技術，多層次、多角度地探究數(shù)學問題。

三是直觀性，學生可借助信息技術，將抽象的數(shù)學概念和過程，以更為直觀的方式進行展示，以降低數(shù)學知識的理解難度。

四是驗證性，學生可將數(shù)學實驗當做驗證數(shù)學理論的重要方式，并通過對信息技術的利用，反復檢驗數(shù)學理論的正確性。為提升信息技術在小學數(shù)學實驗教學中的應用效果，教師可以數(shù)學實驗的特征為基礎，思考信息技術在小學數(shù)學實驗教學中的應用方式。

三、信息技術支持下的小學數(shù)學實驗教學策略

（一）豐富實驗資源，激發(fā)學生興趣

數(shù)學知識有一定的抽象性，這種抽象性不僅限制了學生對數(shù)學知識的理解，同時也影響了學生的數(shù)學學習興趣[3]。為提升小學數(shù)學實驗教學的效果，教師可借助信息技術，豐富實驗資源，激發(fā)學生學習興趣，降低數(shù)學知識的抽象性。

以北師大版二年級數(shù)學上冊課程“圖形的變化”實驗課程教學為例，在該章節(jié)課程內(nèi)容中，學生需要基于剪紙，完成數(shù)學實驗。此時，學生需要在紙張的對折與裁剪中，發(fā)現(xiàn)圖形之間存在的內(nèi)在聯(lián)系。教材雖然詳細地介紹了數(shù)學實驗的過程，但因為教材中教學資源的展示方式過于抽象和模糊，導致學生根本無法在教材的助力下，發(fā)現(xiàn)和總結(jié)圖形之間存在的關系。

此時，教師可以將投影儀引入數(shù)學課堂。通過投影儀的投射，從圖形的描線階段開始，將數(shù)學實驗操作的每一步，直觀地展示給學生。同時，投影儀可以放大手部動作的特寫，讓學生掌握從描線到剪紙的過程中應當注意的兩個基本問題。此外，教師也可以一邊動手操作，一邊告知學生，為什么對折一定要對齊，或者為什么描線很重要。

當完成剪紙操作后，教師需要將成品展示給學生。此時，需要學生對比觀察的對象有三個。一是教師描線結(jié)束后，用線描出來的圖形；二是教師裁剪結(jié)束后，打開折紙時所展現(xiàn)的圖形；三是教師裁剪結(jié)束后，原來紙張上所缺失的部分。教師引導學生對三個對象進行比對，這樣，學生不僅可以體會剪紙的樂趣，同時也能在對比觀察的過程中，直觀感受不同圖形之間的關聯(lián)，從而強化學生對該部分知識的理解。

（二）引入前置實驗，夯實實驗基礎

小學階段學生的理解能力和操作能力相對有限，讓學生自主完成數(shù)學實驗，存在一定難度。數(shù)學教師在實驗教學中，必須認清學生真實的學習情況，然后根據(jù)學生的理解能力和操作能力設計數(shù)學實驗，確保數(shù)學實驗教學符合學生的學習能力和水平[4。否則，教師不僅難以讓數(shù)學實驗達到預期的效果，還會對學生數(shù)學學習的積極性和主動性造成負面的影響。對此，教師可將前置實驗引入數(shù)學課堂，然后利用前置實驗對學生進行引導，讓學生在無意識間接受并理解數(shù)學實驗的操作原理。這樣，教師既可以幫助學生打好參與數(shù)學實驗的基礎，同時也能降低學生完成數(shù)學實驗的難度。

以北師大版三年級數(shù)學上冊課程“觀察物體”為例，在此章節(jié)課程內(nèi)容中，學生要學會從不同角度觀察物體的方法，并嘗試將自己觀察到的圖形畫出來。在該章節(jié)的數(shù)學實驗中，教師需要基于章節(jié)教學目標，引導學生對實物進行觀察，并畫出視角中不同物體所展現(xiàn)的圖形。為了避免學生無法順利參與數(shù)學實驗的情況出現(xiàn)，在實驗教學開始前，教師可引導學生畫出日常生活和學習中常見物體的圖形，如“電視”“汽車”“樓房”“黑板”“蘋果”等。

在學生畫出以上物體的圖形的同時，教師可以從互聯(lián)網(wǎng)中搜索不同視角下以上物體的圖形，而后將其引入數(shù)學課堂。當學生畫出他們眼中以上物品的圖形后，教師再向?qū)W生提問：“為什么教師準備的圖形，與同學們畫出來的圖形不同呢？”以電視機為例，學生畫出的電視機普遍都是長方形，而教師所展示的圖片，雖然也是長方形，但卻是長條狀，與學生畫出的圖形并不相同。經(jīng)過教師的引導，學生就會發(fā)現(xiàn)，原來觀察物體的視角不同，所看到的東西也就不同。此時，教師再引導學生開展數(shù)學實驗，從不同角度觀察物體，學生就會站在尊重事實的角度上，客觀地呈現(xiàn)自己視角中不同物體的圖形。

（三）創(chuàng)設實驗情境，提升學生體驗

創(chuàng)設實驗情境是為了給學生創(chuàng)造一個具有情感氛圍的學習活動。這樣，教師不僅可以激發(fā)學生的學習興趣，同時也能借助教學情境啟發(fā)學生，發(fā)展學生的思維，開發(fā)學生的智力。強調(diào)實驗教學情境的創(chuàng)設，則是借助教學情境的引導，讓學生發(fā)揮自身的主觀能動性，積極、自主地參與并完成實驗。

以北師大版四年級數(shù)學上冊課程“線與角”為例，教師在引導學生學習相交與垂直時，通過教學引導，學生已然明確垂直是一種特殊的相交。但垂直為什么會是一種特殊的相交，在現(xiàn)實生活中又有何種意義，從理論層面，教師很難幫助學生形成具象的認知。因此，在數(shù)學實驗的構建中，數(shù)學教師可以基于垂直的特殊性，創(chuàng)設生活化的教學情境，讓學生在實際操作中，感受垂直的特殊性。

例如，教師可以利用希沃白板中的畫板功能，先畫一條直線AB，以此來表示河流。之后，教師在直線外尋找一點P，將點P作為學生的位置。此時，教師可以向?qū)W生提問：“如果要過河，最短的路線是哪條？”此時，教師可以邀請一部分學生，在畫板中畫出他認為的最短路徑。學生畫完之后，教師再過點P做直線AB的垂線，并說明垂線所在的路徑，是過河的最短路徑。為了讓學生能直觀地意識到垂線所在路徑為最短的事實，數(shù)學教師還需要引入其他方式進行證明。

譬如，教師可以過點P做其他直線，并使之與直線AB相交，此時垂線、直線AB，以及過點P的直線之間形成一個直角三角形，教師可以借助直角三角形斜邊大于任意直角邊的性質(zhì)，說明過點P的垂線所在的路徑為最短。當然，數(shù)學教師也可以借助希沃白板，將過點P的不同直線所對應的路徑，單獨從圖形中提取出來做對比，從而讓學生在對比中意識到垂線距離為最短的事實。

（四）豐富實驗類型，滿足教學需求

數(shù)學實驗是指以探索數(shù)學現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)數(shù)學規(guī)律、驗證數(shù)學結(jié)論、解決數(shù)學問題為目的，運用有關工具（如紙筆、數(shù)學模型、測量工具、作圖工具、計算機、圖形計算機等），在數(shù)學思維活動的參與下，以學生數(shù)字化操作為特征的數(shù)學探究活動[5。在此定義下，小學數(shù)學實驗教學的類型并不局限于某一類實驗。為了全面提升數(shù)學實驗對學生成長和發(fā)展的促進效果，數(shù)學教師可以從豐富實驗類型的角度出發(fā)，用豐富、多樣的實驗類型，滿足學生的個性化學習需求。

以北師大版小學六年級數(shù)學上冊課程“小數(shù)除法”課程教學為例，本章節(jié)內(nèi)容中小數(shù)除法的計算方式有三種。一是利用轉(zhuǎn)化法，將小數(shù)除法轉(zhuǎn)化為整數(shù)除法。如 20.4÷4 ，可以轉(zhuǎn)化為 204×0.1÷4 ，進一步調(diào)整可得204÷4×0.1 。二是豎式除法，學生可用筆算的方式，逐步解出除法算式的商。三是利用計算機完成求解。

為了提升數(shù)學實驗效果，數(shù)學教師可以從發(fā)現(xiàn)數(shù)學規(guī)律的角度，讓學生分別用三種不同的計算方法，解決小數(shù)除法的問題，以驗證第一種、第二種小數(shù)除法計算方法的正確性。當學生掌握小數(shù)除法的計算方式之后，教師可以給出一組小數(shù)除法算式，先讓學生利用第一種方法解出除法算式的商。之后再讓學生利用第二種方法進行驗證，對比確認第一種計算方法驗證答案的正確性。當學生用第二種方法驗證計算結(jié)果后，數(shù)學教師還可以引導學生用計算機進行第三次驗證。

除了發(fā)現(xiàn)數(shù)學規(guī)律的角度之外，數(shù)學教師也可以從實踐的角度思考。具體而言，教師可先利用Flash動畫展示第一種、第二種小數(shù)除法計算的方式和邏輯，而后再引導學生基于第一種、第二種小數(shù)除法計算的邏輯，利用信息技術，在數(shù)學實驗中對數(shù)學規(guī)律進行驗證。這樣，教師不僅可以借助動畫提升學生對小數(shù)除法的認識，同時也能借助這種方式，讓學生接觸數(shù)學學科的本質(zhì)，為數(shù)學課程教學質(zhì)量的提升提供支持。

（五）降低實驗成本，發(fā)展學生能力

對于小學數(shù)學教師和學生而言，實驗成本一直是影響數(shù)學實驗效果的關鍵因素之一。一方面，過高的數(shù)學實驗成本會讓教師盡可能地規(guī)避數(shù)學實驗，防止數(shù)學實驗在課堂教學中占用過多的時間。另一方面，過高的實驗成本也會降低學生在課余時間做數(shù)學實驗的興趣，影響數(shù)學實驗教學價值的發(fā)揮。因此，在小學數(shù)學實驗教學中，數(shù)學教師有必要基于數(shù)學實驗成本的問題進行探究，提升信息技術在小學數(shù)學教學中的應用效果。讓數(shù)學實驗不僅能靈活地出現(xiàn)在數(shù)學課堂，還可以從數(shù)學課堂走進學生生活。

以人教版小學六年級數(shù)學上冊課程“數(shù)據(jù)的處理”為例，為了加深學生對扇形統(tǒng)計圖、柱狀統(tǒng)計圖和折線統(tǒng)計圖等的理解，在小學數(shù)學課堂教學中，數(shù)學教師可以引導學生應用Excel，完成對上述三種數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖的理解。如在教學實踐中，數(shù)學教師可以基于學生的實際生活，以學生衣服的尺寸、學生的早餐類型、學生的性別、學生的年齡、學生身高的變化等數(shù)據(jù)，先制作一張數(shù)據(jù)統(tǒng)計表。而后再根據(jù)統(tǒng)計表中各樣數(shù)據(jù)的特征，利用Excel表格一鍵制作扇形統(tǒng)計圖、柱狀統(tǒng)計圖和折線統(tǒng)計圖。

為鞏固“數(shù)據(jù)的處理”的學習，數(shù)學教師還可以基于微課教學模式，圍繞三種統(tǒng)計圖的特征和所反映數(shù)據(jù)的類型制作教學視頻，而后將其推送給學生，讓學生在教學視頻的引導下，加深對基礎數(shù)學知識的理解。然后，教師再借助教學視頻給學生布置數(shù)學實驗任務，讓學生在實際生活中尋找數(shù)學數(shù)據(jù)，并制作簡單的統(tǒng)計圖。

例如，教師可以要求學生統(tǒng)計家中餐具的類型、周圍朋友的出行方式、家人的興趣愛好，以及小區(qū)內(nèi)的動物類型及數(shù)量等。這樣，教師不僅可以降低數(shù)學實驗的成本，同時也能提升數(shù)學實驗的趣味性，讓數(shù)學實驗能夠從數(shù)學課堂走進學生生活，實現(xiàn)對學生創(chuàng)新能力和實踐能力的有效培養(yǎng)，提升數(shù)學課程的育人效果。

四、結(jié)束語

綜上所述，在小學數(shù)學實驗教學中應用信息技術，可以有效提升數(shù)學實驗教學的實效。因此，小學數(shù)學教師必須提升自身信息素養(yǎng)，積極探索信息技術與小學數(shù)學實驗教學的融合創(chuàng)新應用，以提升整體數(shù)學教學質(zhì)量。

作者單位：高文燕 白銀區(qū)第十二小學

參考文獻

[1]李紅兵.小學數(shù)學實驗教學與信息技術的深度融合[J].數(shù)據(jù)，2023，（01）：231-232.[2]郭宏.小學數(shù)學實驗開發(fā)與教學策略[J].數(shù)學學習與研究，2022，（29）：68-70.[3]包莉萍.基于數(shù)字化學習的小學數(shù)學實驗研究[J].中小學電教（教學），2022，（09）：58-60.

[4]劉麗勤，張麗莎，楊元元.信息技術在小學數(shù)學實驗教學中的應用[J].安徽教育科研，2022，（14）：103-104.

[5]蔡輝，張厚貴.信息技術環(huán)境下小學數(shù)學實驗教學策略——以“條形統(tǒng)計圖\"一課為例[J].中小學信息技術教育，2022，（Z1）：124-126.