基于“五新”主张，优化小学数学实验教学

曹桂芳

【摘要】数学知识的探究学习常常需要借助实验进行，实验教学是数学教学的重要内容。新课程背景下的小学数学实验教学，需要不断优化改进，基于“五新”主张，优化数学实验，以使数学实验更有趣、方便、高效。

【关键词】小学数学；“五新”主张；核心素养

“五新”主张是小学数学实验教学优化的指南。所谓“五新”主张，是指五种创新主张，即理念创新、视野创新、技术创新、材料创新、实验装置创新。“五新”主张借助新理念、新视野、新技术、新材料、新实验装置，对数学实验进行优化，将其迭代更新，丰富数学实验内涵，优化实验方式，增添实验活力，提升实验效能。

一、创新理念，丰厚数学实验内涵

在小学数学实验教学中，首先应当坚持理念创新，以新理念为教学指导思想，用新理念优化实验设计，丰富数学实验内涵，彰显数学实验新价值。

在小学数学实验设计中，我们要坚持核心素养导向，要围绕学生的数学核心素养发展设计实验、组织实验，要调动学生实验的主动性，要引导学生自主设计实验方案，采取合作的方式开展实验操作活动。我们要坚持跨学科教学理念，开展学科融合，打开数学实验新格局。例如，“运动与身体变化”一课是组织学生通过实验研究运动对脉搏的影响，从而培养学生运用所学的统计知识解决实际问题的能力。在该课教学中，我们可以实施跨学科教学，将数学与科学、体育等学科融为一体。学生在实验中搜集脉搏跳动的次数后，先引导学生从数学角度进行分析，总结出运动前后脉搏跳动变化的规律。之后，我们可以引导学生从科学的角度、体育与健康的角度进行思考与讨论，了解运动与身体变化中的科学知识，掌握科学运动的方法和道理，促进学生身心健康，提高数学实验教学的广度与深度，促进学生全面发展。

二、创新视野，优化数学实验方式

开展数学实验的方式有多种，除了借助实验器材的操作实验之外，还有借助计算机辅助的模拟实验，通过想象推理的思维实验，借助数学情境的探究实验，学生独立完成的个人实验，通过小组合作的分组实验等。

数学课程改革注重应用性与实践性，倡导以学生为主体的“做中学”。例如，“怎样滚得远”一课中，开阔教学视野，让学生手脑双挥，自主探究实践，引导学生经历完整的“做数学”过程。首先引导学生在生活场景中提出问题：“斜坡与地面呈什么角度时，物体滚得远一些？”接着，组织学生小组讨论，自主设计实验方案，在此基础上，带领学生走出教室，来到空旷平整的操场上，让学生利用木板、胶带、卷尺等材料，分小组开展实验探究，学生亲密合作，动手操作，认真观察，细心测量，准确记录。最后，组织学生回到教室，整理分析数据，归纳总结规律，得出“斜坡角度为45°时物体滚得远”的结论。

三、创新技术，增添数学实验活力

小学数学实验教学需要借助新技术，让数学实验数字化，创新数学实验手段，为数学实验增添活力，提升数学实验的效能，让数学实验变得易操作，观察更直接，结果更清晰。

传统的数学动手实验有利有弊，学生借助具体事物的操作、观察、感知，有些数学实验学生操作起来比较麻烦，而且容易出现误差，导致实验失败，也不利于学生展示交流，譬如在教学“三角形的三边关系”中，多数教师会设计用小棒围三角形的实验，给学生提供若干根同样长的小棒，让他们动手围一围。有的学生用6根小棒也围出一个三角形，从而得出“三角形的两边之和等于第三边”的结论。此时，教师可以借助数字化新技术，设计数字模拟实验，利用GeoGebra制作的小工具，让学生直接在电脑或平板上操作，进行直观的演示，这种实验方式既形象生动，又避免了实物操作带来的误差，既能激发学生实验兴趣，又能帮助学生正确地认知表象，从而懂得“三角形的两边之和不可能等于第三边”的道理。

数字化实验依托新技术，融合声光电等元素，实现动静的结合，有效刺激视听感官，吸引学生注意，激发学生兴趣，而且增强了直观感知效果，有助于学生感知理解，甚至可以超越时空局限，变不可能为可能，让一些实物操作无法完成的实验成为可能。譬如，在教学“圆的面积”一课中，先让学生借助模型进行操作，把一个圆平均分成8份、16份拼成一个近似的长方形，为了帮助学生更好地理解体会转化思想，利用多媒体课件进行模拟实验，将圆平均分成32份、64份、128份……多媒体技术较好地解决了一些传统动手操作实验的难题，较好地帮助学生体验理解了“把圆平均分的份数越多，拼成的图形就越接近长方形”。

实验样本数据越多，越有助于学生探寻发现规律。再譬如，在教学“钉子板上的多边形”一课中，为了帮助学生发现多边形边上的钉子数与多边形的面积之间的关系，先让学生动手操作实验，用皮筋在钉子板上围成多边形内只有1枚钉子、2枚钉子的多边形，通过观察比较，分析推导出多边形面积计算公式模型的建构。在此基础上，借助新技术，利用计算机辅助模拟实验，演示多边形内有3枚、4枚……钉子的围法，数字化实验直观演示，解决了传统手工操作麻烦的问题，同时又给传统操作实验增添了新活力，增强了学生的表象认知，助推了学生的分析推理。

四、创新材料，提升数学实验效能

数学实验教学中，离不开材料的支撑。同一个实验可以采用不同的材料，自然也会产生不同的效果。有些旧材料已然适应不了新形势，满足不了现今数学实验教学需求。因此，在小学数学实验教学中，我们需要不断创新材料，通过替换和更迭传统材料，以提高學生实验动能，方便学生实验操作，激活学生数学思维，促进学生思考理解，提升实验教学效能。

创新数学实验材料遵循生活化原则，即立足生活源泉，从生活中选取随手可得的材料，用于实验活动的开展。创新数学实验材料还可以坚持现代化原则，即在实验中与时俱进，充分利用高科技的新型材料，替代传统的实验材料，如传统的测量距离用的是米尺、卷尺等工具，我们还可以使用现代化的激光测距仪等工具。例如，在“圆的周长”一课中，探索圆的周长与直径的关系是教学的重点内容，在教学该内容时，教师一般都会给学生提供材料，让学生亲手测量圆的周长和直径，在操作实践中感悟“化曲为直”“转化”等数学思想，通过对实验数据的计算、分析、归纳，从而发现圆周长与直径的关系，推导出圆的周长计算公式。教师常常给学生一元钱硬币、棉线、直尺、三角尺等材料，让他们用一元硬币在直尺上滚动，测量出圆形硬币的周长，这样设计的弊端是在滚动硬币的过程中，容易出现打滑问题，从而影响数据测量的准确性。我们可以将滚动法改为线绕法：用棉线缠绕硬币一圈，然后拉直用直尺测量出长度。我们还可以将绕线法进行改进，进行材料替换，提高实验的可操作性。譬如，把棉线换成宽纸条，因为硬币的厚度薄，棉线不容易缠住，宽纸条就能避免这种问题。我们还可以把硬币换成学生常用的圆形胶带，因为胶带的厚度比较大，便于棉线的缠绕。在测量圆的直径时，教师一般让学生用直尺和三角尺卡住硬币进行测量，其实，我们还可以给学生提供游标卡尺，让他们借助游标卡尺去测量硬币的直径，这样测量又快又精准。

五、创新装置，凸显数学实验效果

实验装置是否具有结构性与科学性，会对数学实验造成一定的误差，会影响实验操作的便利性、实效性，好的实验装置能够起到事半功倍的效果，学生操作容易，实验效果明显。

数学实验装置不同于科学、物理、化学等实验装置，数学专用仪器设备较少，装置的要求没有那么高。目前，学校有一些现成的数学实验仪器装置，如“圆周率计算公式推导演示模型”“圆面积计算公式推导演示模型”“分数计算演示器”等，我们可以直接拿来使用，也有些数学实验没有现成的装置，这就需要数学教师自己想办法，自己创新制作实验装置，作为实验教学的教具和学生学习的学具。例如，在教学“图形的旋转”一课中，设计制作了“三角形旋转装置”：一张画有格子的长方形硬纸板，用图钉将一个直角三角形的顶点钉在硬纸板上。学生通过该装置的简单操作，增强了体验理解，化模糊为清晰，对图形顺时针旋转、逆时针旋转有了形象的感知，对图形旋转前后的变化以及对应边的位置有了清晰的认识。

小学数学实验教学中，基于“五新”主张，优化数学实验，提高教学质效，促进学生全面发展。建立完善的数学思维体系，为今后学习提供坚实基础，这是优化实验教学的根本目的与最终效果。

【参考文献】

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