数学实验在小学数学教学中的应用

【摘要】新课标强调应通过实验活动提高学生对数学知识的学习兴趣，培养数学学习能力，加深对数学知识本质的理解，促进学生数学核心素养形成发展。传统教学多以理论教学为主，对于充满智慧性和趣味性的数学实验应用频次很少，本文从研究数学实验在小学数学教学中的应用原则入手，探究数学实验在教学中的应用策略，借此通过有效的教学措施指导学生，通过数学实验提高学生对数学的探究深度，提高教学质量，发展学生数学核心素养。

【关键词】数学实验" 小学数学" 教学" 应用

【中图分类号】G623.5 " 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2024）12-0100-03

一、引言

数学实验是一种理论与实践相结合的教学方法，强调学生通过操作、探究和实践的方式学习数学，这种教学方法目的是让学生更加深入地理解数学概念，培养创新思维和解决问题的能力。数学实验通常会使用一些数学软件、工具或者实物模型等解决实际问题。在小学数学教学中应用数学实验，不仅可以激发学生的数学学习兴趣和好奇心，同时能够有效提高学生的数学学习能力，加深对数学知识本质的理解。因此，小学数学教师应重视研究数学实验在教学中的运用原则及应用策略，稳步提高教学质量和效率，促进学生数学核心素养形成发展。

二、数学实验在小学数学教学中的应用原则

小学数学是一门抽象性很强，以理论知识教学为主，对小学生而言很难学的理论学科。数学实验则具有智慧性、趣味性和直观性等多个特点和优势，可以帮助学生更直观地学习数学，发现数学本质，提高学习效果。现在小学数学教学中应用数学实验，必须要明确以学生为中心原则，应以学生的内在需求为出发点，将数学实验渗透到课堂教学中，让学生因数学实验而发挥个性，提高学习效果。数学实验遵循探究性原则，便于学生因数学实验主动探究，可以吸引学生较为深入地分析数学知识及相关联系，从而构建系统的知识体系。可视化原则也是需要注意的原则，数学实验活动应该是可视化的，以便学生在可视的实验环境中深度理解核心概念、数学法则与原理，使数学学习更加生动、直观、具象。学生本身是存在个体差异的，不仅仅表现在具体的学习需求上，在学习能力、学习兴趣等方面也有很大差异，因此，数学实验应该尊重学生的个体差异，提供不同难度及类型的实验活动，助力学生个性发展，主动探究，在不同的学习层次与需求上获得学习成果。此外，科学性原则、趣味性原则、实用性原则与适应性原则皆是数学实验在小学数学教学中可以充分融入并发挥作用的必须遵循原则。小学数学教师需要在应用数学实验前充分思考，综合考量后，合理设计后再应用，以保障数学实验应用优势和作用充分发挥。

三、数学实验在小学数学教学中的应用策略

（一）转变教学观念，以发展学生综合素养为教学目标

新课改背景下，小学数学教学应做出一些创新改变，以便有效激发学生的数学学习兴趣，推动学生主动探究与学习。新课标下，小学数学教学的重点也开始从单纯的知识传授转变为培养学生综合素养，这一教学改变意味着教师需要将传统的教学模式放弃，转而研究更加适合学生的教学方式，指引学生主动参与并实践运用所学知识，提高学习效果。转变教学观念通常体现在教学模式创新、教学流程优化、教学内容丰富等方面[1]。例如，在人教版六年级上册第五单元第2课“圆的周长”一课教学中，教师应改变以往填鸭式、一言堂式的教学模式，转而从学生的实际学习需求出发，研究应用数学实验来创新教学模式，借助数学实验来优化教学流程，丰富教学内容，稳步发展学生的综合素养。如教师可以采取“绕线法”“滚动法”“制作模型法”等数学实验做教学导入，激发学生对圆的周长知识的学习兴趣，充分调动学习主观能动性，让学生在学习兴趣的陪伴下高效学习，既发展数学思维，形成逻辑推理能力，还可以锻炼提高动手实践能力和解决问题能力。教学方法的改变是教师转变传统教学观念的第一步。此后，教师在优化教学流程方面也要积极应用数学实验，比如以数学实验做教学导入，将学生的注意力快速集中，增加师生互动频次与效果，让教学更具趣味性和吸引力。在丰富教学内容方面，教师借助数学实验拓展教学内容，延伸知识教学范围，让学生不因数学教材的局限性而禁锢数学思维，而是因数学实验探究数学本质，取得更好的学习效果。总之，数学实验在小学数学教学中的合理且高效应用，与教师的教学观念转变有直接关系，且教师需要从教学方法、教学流程、教学内容等方面做出改变，这样才能设计出高质高效的数学实验课程，稳步发展学生的综合素养。

（二）创新教学方法，将数学实验与教学情境有效结合

小学生因年龄小，性格多活泼好动，所以在课堂上很难长久地集中注意力听课学习。此时，教师可以通过创新教学方法的方式吸引学生注意力，让学生的关注点始终放在知识学习上。数学实验是一种理论与实践相结合的教学方法，可以为学生创设真实的知识应用情境，因此，小学数学教师可以在教学中将数学实验与教学情境有效结合，凸显知识教学趣味性和智慧性。例如，在人教版六年级上册第五单元第1课“圆的认识”一课教学中，教师就可以将数学实验融入到多媒体教学情境中，吸引学生注意力，提高学习有效性。在课堂教学中，教师利用多媒体设备播放“龟兔赛跑”动画视频，兔子在选择自行车时选择了高大的、车轮为方形的自行车，乌龟选择矮小的、车轮为圆形的自行车，在比赛开始后，小兔子与小乌龟都拼命蹬车轮，小兔子发现，无论自己怎么使劲用力，车轮都纹丝不动，只能看着小乌龟慢慢地骑着自行车从自己的面前路过。于是小兔子走下自行车，观察两辆车的车轮，发现两辆车的车轮不一样，方形的车轮虽然大，但是并不能滚动、滑行;圆形的车轮虽然小，却可以向前滚动，不受一点影响[2]。最终的比赛结果是小兔子输在了起跑线，小乌龟赢得了比赛胜利。学生通过观看视频内容，受视频情境吸引会将关注点放在两辆自行车的车轮上，从而对比发现圆形与方形两个图形之间的差异，明白圆形的基本特点，初步认识圆形。此教学方法借助多媒体设备创新情境的方式来呈现数学实验，让圆形与方形在现实生活中的具体应用差异来体现圆形特点，可以有效激发学生对圆形知识的探究兴趣，便于激励学生从自己的生活经验出发做知识研究与分析，进而提出有用问题，培养数学思维，提高学习质量和效率，为后续圆的知识学习奠定扎实基础。

（三）优化教学流程，应用数学实验开启课堂教学活动

众所周知，数学是一门与现实生活联系紧密的学科，教师一直在尝试将数学课堂教学生活化处理，让学生可以借助生活经验理解性学习数学知识，提高学习有效性。应用数学实验开启课堂教学活动，可以为学生提供一个实践和探索相结合的学习平台，便于学生亲身体验理解和掌握数学概念与定理，这种教学方式与新课程理念相符，可以充分突显学生的学习主体地位，能进一步突出教师的课堂教学主导和启发作用。因此，在课堂教学中，教师需要结合教学内容、教学目标以及学生的实际学情设计数学实验，开展课堂教学活动，优化教学流程，激发学习兴趣与热情。例如，在人教版五年级下册第三单元“长方体和正方体的认识”一课教学中，教师可以设计富有创意的数学实验开启课堂教学活动，让教学导入变得富有趣味性，将课堂教学环节变得高效且易于理解，将课堂总结环节变得充满智慧光芒[3]。如在教学导入环节，教师设计“实物对照测量长方体”数学实验，教师准备一个生活中常见的包装盒，引导学生通过对长方体包装盒进行测量，从度量的角度认识立体图形的特征，增强学生空间想象力的同时，激发学生对新知的探究兴趣与热情。在课堂教学环节，教师可设计“动手制作正方体”的数学实验，引导学生按照教材上给出的正方体延展开的平面图形动手制作一个正方体，分析正方体的面、棱与顶点的特征，促进学生理解掌握所学知识，提高学习效果。在课堂总结环节，教师可利用多媒体设备播放长方体与正方体的变形实验，让学生直观观察并描述变化，从而帮助学生回想并巩固课堂上学习的新知识，同时建立系统的知识框架体系，快乐并高效学习数学知识。

（四）丰富教学内容，在知识拓展环节中应用数学实验

教材是学生获取知识的主要工具，是教师与学生做知识互动交流的主要载体，目前应用于小学阶段的数学教材是经过多次优化改编后形成的较完善版本，可以帮助学生更系统地学习数学知识，但因教材篇幅有限，而数学学科本身又是博大精深，涉及范围很广的应用学科，所以若想提高学生的数学核心素养，促进学生全面发展，必须丰富课堂教学内容。传统教学中，教师多以教学语言向学生扩展一些知识点，以理论为主，学生的学习兴趣不高，且拓展效果并不理想，不能在学生现有的知识基础上取得更显著的教学成效。在知识拓展环节中应用数学实验，可以让学生学会举一反三，学会质疑和反问，进而加深对知识的理解与探究，最终构建完善的知识体系[4]。例如，在人教版五年级上册第三单元的“用计算器探索规律”一课教学中，教师就可以应用数学实验拓展知识内容。本堂课的教学目标是指导学生借助计算器探索简单的数学规律，同时运用探索出来的规律解决有关小数乘除法计算的问题。教师设计“探索‘除数为11’的计算规律”数学实验，学生使用计算器完成1÷11=，2÷11=，3÷11，4÷11=，5÷11=的计算，学生通过计算发现1÷11=0.090909……，2÷11=0.181818……，3÷11=0.272727……，4÷11=0.363636……，5÷11=0.454545……，教师引导学生观察以上五个算式的特点，寻找规律。学生发现这些算式的商都是循环小数，且整数部分都是0，同时循环节都是被除数的9倍。接着，教师要求学生按照探索出的规律继续探究6÷11=，7÷11=，8÷11=等算式的计算结果与规律。此时，学生的学习兴趣已经因数学实验有效激发，课堂上形成良好的教学氛围，教学质量和效率明显提高，于是教师在课堂上做知识教学拓展，设计找规律数学实验，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=，要求学生用计算器计算前四题，找出规律后直接写出后三题的得数，总结规律。此项数学实验的合理应用，可以让学生在猜想、验证、计算中发现规律，培养锻炼学生计算和探究能力，同时也有助于学生学会充分观察，认真分析，掌握解决问题的方法与办法，顺利提高学生的数学应用能力与综合素养。

（五）提高教学质量，在教学重难点时应用数学实验

在知识教学中，学生总是会很快学习掌握一部分知识，对一些知识的理解和学习掌握又会存在一些问题，比如理解深度不够，找不到问题解决的关键，等等，这部分知识常会被当作教学重点和难点，由教师做全面深度讲解。为提高教学质量，帮助学生高效学习，教师尝试在教学重点和难点时应用数学实验。例如，在人教版五年级上册第六单元的“组合图形的面积”一课教学中，教学重点是能把简单的组合图形转化成已学过的图形，教学难点是会计算组合图形的面积。在教学过程中，教师可以应用数学实验降低知识理解难度。如在讲解“组合图形转化成已学过的图形”知识时，教师要求学生使用手中的七巧板拼接出教师绘制的组合图形。如教师出示中国少年先锋队中队旗，要求学生观察后说出这个组合图形是由哪些已知的图形组合的。学生用手中的七巧板动手操作实验，得出结论：可以看成是一个正方形和两个三角形;可以看成是一个梯形和一个三角形[5]。接着，教师继续要求学生用手中的七巧板拼接一下房屋的侧面，学生回答：“房屋侧面是由一个正方形和一个三角形组成的。”“房屋窗户是由四个小正方形组成的。”通过以上动手操作的摆拼数学实验，学生对组合图形转换为认识的已经学习过的图形有了深刻认知，此后，教师带领学生学习这些组合图形的面积计算方法，会起到事半功倍的教学成效。总之，数学实验是数学学科知识教学中的一部分，具有多重教学辅助功能，教师应合理应用数学实验开展教学活动，开发学生潜能，促进学生深度思考与学习，提高教学质量和效率。

四、总结

综上所述，数学实验在小学数学教学中应用时若想取得预想成效，首先必须要明确具体的应用原则，接着需要转变教学观念，创新教学方法，优化教学流程，丰富教学内容，让学生因数学实验激发数学学习兴趣，更积极地投入到课堂知识学习中，稳步培养、提高综合素质和核心素养。

参考文献：

[1]梁建强.数学实验在小学数学教学中的应用[J].亚太教育，2023（22）：160-162.

[2]赵义妹.数学实验在小学数学课堂中的应用与探究[J].数学学习与研究，2023（22）：68-70.

[3]张伟.数学实验在小学数学教学中的应用分析[J].试题与研究，2023（15）：194-196.

[4]武兆庭.数学实验在小学数学教学中的应用[J].家长，2022（30）：22-24.

[5]杨颖.数学实验在小学数学教学中的应用研究[J].智力，2022（29）：104-107.

作者简介：

罗窝见（1977年12月—），男，藏族，甘肃天祝人，大专学历，中小学一级教师，研究方向：小学数学、语文教学等学科教学。