巧妙融入实验 体会小学数学之趣

☉蔡晨燕

小学数学具有较强的逻辑性，需要学生通过认真听讲、大量练习牢固掌握教材知识，这样容易形成机械式数学教学模式。被动的学习方式弱化了学生自主探究的能力，学生会觉得数学学习十分枯燥乏味，进而丧失学习数学知识的动力。生动有趣的小学数学实验，是治愈学生“厌学症”的“灵丹妙药”，教师可以在日常教学工作中灵活利用操作实验、思想实验、模拟实验、模型实验，激发学生学习的好奇心，让学生在实验中探索、验证教材知识，帮助学生培养活跃的数学思维，给学生留下亲身经历、动手操作的美好回忆，让学生爱上数学学习过程，最终实现提升小学数学教学效果的教育目标。

一、开展动手操作实验，提升学生自主探究学习能力

动手操作实验可以帮助学生快速提升数学核心素养，加深学生对教材理论知识的理解，有利于学生在实践生活中灵活运用数学知识解决问题。由于小学生思维尚未发展成熟，理论知识、生活阅历相对有限，教师在开展学生动手实验时，应当选择操作难度小、实验器材简单、实验现象直观明显、与教材知识紧密联系的实验。以“角的度量”相关理论知识为例，教师可以让学生先拿出自己的量角器认识量角器的度数，掌握量角器的使用方法。其次，教师可以利用“抛砖引玉”的教学策略引发学生的好奇心，让学生从最简单的测量实验做起。如“一条直线的度数为多少呢？”，教师可以引导学生在草稿纸上画一条横线，让学生通过量角器动手测量，然后，让学生和同桌交换量角器、草稿纸进行互相验证，最终得出正确的结论。最后，老师可以鼓励学生进行特殊图形的角度测量实验，如等边三角形的内角度数、等腰直角三角形的内角度数、正方形的内角度数等，让学生通过动手测量加深对角的度数相关知识的理解与认识。此外，教师还可以通过动手实验帮助学生理解图形的特点，给学生最直观的视觉体验。例如，在学生学习《平行四边形和梯形》相关理论知识内容时，教师可以带领学生开展“图形的变化”趣味动手操作实验［1］。教师可以事先准备一些橡皮泥、小木条，引导学生按照教材上的平行四边形、梯形进行实验。以小木条平行四边形为例，教师引导学生利用量角器、刻度尺验证教材上的理论知识，如“平行四边形两组对边长度相等”“平行四边形的两组对角分别相等”……学生可以通过实验数据验证以上结论。此外，教师还可以引导学生借助图形变换实验进行扩展学习，不断开阔学生的知识面，提高数学实验含金量。例如，教师可以由小木条制成的平行四边形进行图形演变，将平行四边形变换成正方形、菱形、矩形等特殊平行四边形，然后让学生利用手中的工具测量正方形、菱形、矩形的边长、角度，进而帮助学生掌握其他图形的特点，让数学实验成为学生扩展知识学习的一条重要途径。

建立数学实验激励机制，不断提升学生数学实验参与热情。进行实验时，有的小学生担心在实验中会出现失误而引起别人嘲笑，有的学生担心自身的理论知识不足难以完成实验……教师要充分利用激励机制提升学生数学实验参与积极性，让学生通过数学动手实验获得知识和快乐的双丰收。例如，在学生学习《位置和方向》相关知识内容时，教师可以在班里举行“识别方向小达人”比赛，让学生以小组为单位开展团队数学实验。教师可以在黑板或多媒体设备上规定东南西北方向，然后清除规定的指示，让学生提问，A 组学生可以向B组学生进行提问，如“请指出你的东南方向”“请指出你同桌的西北方向”……这种交换式提问可以最大限度激发学生的竞争热情，又能帮助学生在数学小实验中掌握方向和位置知识。然后，教师可以和学习小组长共同组成实验评审团队，选出识别位置和方向速度最快、正确率最高的小组作为冠军团队，并把事先准备好的糖果、文具用品、水果等奖品颁发给冠军小组，并向冠军团队颁发荣誉证书。这样既可以提升学生参与数学实验的热情，又能活跃课堂氛围，提升数学教学效果。

二、开展脑洞大开的思想数学实验，帮助学生培养灵活的数学思维

小学生具有天真活泼的性格特点，想象力丰富，教师可以开展数学猜想实验，让学生在已有的知识基础上进行大胆猜想，进而充分激发学生主动思考学习积极性，帮助学生培养灵活的创新思维和自主探索能力。数学思想实验不需要任何实验器材，实验步骤简单，有利于点燃学生的智慧火炬，让学生充分享受奇思妙想的乐趣。例如，在学生学习“角的度量”相关知识内容时，有些学生便产生了许多脑洞大开的想法。如“放大镜可以放大角的度数”“一个角的两边边长与角的度数密切相关”“角的开口大小与角的度数大小有关”……一系列稀奇古怪的数学猜想不仅可以引发学生的学习兴趣，也能帮助学生纠正错误的知识认知。以“放大镜可以放大角的度数”为例，教师可以让学生先在脑海中想象通过放大镜观察到的角的大小、形状，然后让学生在草稿纸上任意画一个角，再用放大镜进行观察，让学生通过自主探究发现知识的奥秘。同时，教师可以利用数学思想实验帮助学生提升运算能力，如“10－2 ＝8，100 － 20 ＝80，1000 － 200 ＝800”，以此类推，帮助学生快速掌握口算知识。

利用多媒体设备向学生展现世界著名数学思想实验成果，点燃学生对数学思想实验的热情。部分小学生感觉数学思想实验就是瞎想，对自己的数学学习没有任何帮助，还有的学生懒于动脑思考，不愿意主动参加教师开展的数学思想实验，教师可以通过书籍、互联网向学生展现数学思考的著名结果、成就。如“古希腊著名数学家、物理学家阿基米德的杠杆撬动地球理论”“爱因斯坦的狭义相对论”“经典的地心说猜想”……各种各样的猜想结果不一定正确，但却是古今中外学者不懈追求的［2］。教师可以列举以上中外数学名家通过思考获得的结论来激励学生勤奋思考，锻炼学生的数学思维，使学生充分享受数学思考的乐趣。

三、利用模型实验传授教材知识，给学生最直观的学习体验

传统的语言授课模式不能给学生带来最直观的体验，学生缺乏验证教材理论知识的对象，这便导致数学教育理论与学生实践活动脱钩，学生掌握的教材知识也容易遗忘。因此，教师可以利用数学模型开展各种数学小实验，让学生根据数学模型验证知识。例如，在学生学习《统计》相关知识内容时，教师可以利用多媒体教学设备构建统计图模型，让学生根据统计模型解决相应的数学问题。教师还可以鼓励学生根据生活实际构建统计模型，并利用多媒体设备向学生提供必要的数据，如“新冠肺炎核酸检测统计模型”“自己每月的零花钱统计模型”“数学作业得优统计模型”等，让学生在模型实验中收获快乐，让学生真正认识到模型实验带来的巨大好处。在学生学习“乘法估算”相关知识内容时，教师可以先利用路程模型（路程＝时间×速度）开展模型实验。首先，教师可以让学生在上学、放学的过程中，先数数自己每分钟走多少步，然后利用手表看着自己走路用的时间，最终利用路程模型计算出学校与家之间的大致距离。这样不仅丰富了学生的日常生活经历，还能帮助学生利用数学模型解决生活中的实际问题。此外，教师还可以通过数学模型实验解释生活中常见的“抽奖问题”。小学生大多存在一定的侥幸心理，特别喜欢参加机械抓娃娃、摸球抽奖等活动。但是，最终只有很少一部分学生获得了丰厚的奖励。许多小学生对此并不理解，并把没有能够中奖归结为是自己的运气不好。教师可以鼓励学生动手制作抽奖模型，在抽奖箱中放入十个乒乓球或玻璃球，并在其中一个用画笔做上标记［3］。然后，教师可以让学生进行十次模拟抽奖，并记录下自己中奖的次数。这样可以让学生通过自己制作的抽奖模型认识到生活中中奖的概率为什么那么低，让学生在收获快乐的同时，又增加了生活阅历，有效促进学生的全面成长。

四、充分利用信息技术开展虚拟实验，帮助学生高效掌握数学知识

传统的黑板数学教学，有些时候难以展现抽象的数学知识，缺乏相应的教学用具，限制了数学实验的范围和类型。平面教学模式也会限制学生想象的空间，例如，复杂图形展现、应用问题背景知识介绍、课外知识扩展等。针对这一系列问题，我们可以借助互联网信息化教学设备丰富的教学资源轻松化解。此外，随着电脑、手机的日益普及，学生在家使用电子设备学习的频率不断提升，众多的计算机模拟软件也为数学虚拟实验提供了必要的条件，利用信息化教学设备，可以让学生快速适应学习节奏，提升学习的效率。因此，广大小学数学教师要善用互联网设备，将更多的优质的教育资源分享给学生，并借助智能教学设备开展丰富多彩的数学虚拟实验［4］。例如，在学生学习《位置和方向》相关知识内容时，教师可以利用多媒体虚拟动画开展数学实验活动，让学生按照教师的方向指令操作虚拟人物进行原地转向、前进、拐弯等活动，鼓励学生在游戏化的数学实验中掌握辨别方向的技巧，筑牢所学的教材理论知识。

借助计算机软件开展数学虚拟实验，让数学实验不再局限于时空限制。小学四年级数学教材许多内容比较抽象，学生对知识整体也没有较为深刻的认识。例如，在学习《大数的认识》相关知识内容时，学生对百万、千万、亿并没有深刻的认识，这也容易造成学生记得住教材知识，但在现实生活中不会灵活应用。因此，数学教师要充分利用信息化教学设备开展数学虚拟实验，帮助学生加深对大数的认识。有条件的学校可以利用VR 技术进行数学实验，让学生带上VR 眼镜环绕地球两圈半去感知1 亿米的长度。此外，在学生学习《角度的测量》相关知识内容时，教师可以让学生利用数学软件任意改变角的大小和角的两边边长的长度，帮助学生牢固掌握平角、直角、锐角、钝角的特点。同时，学生可以对角任意拉伸，观察角度变化。学生还可以借助数学软件进行扩展学习。学生通过拉伸、旋转、折叠将平行四边形转化成正方形、梯形、矩形等众多特殊平行四边形，充分感受数学虚拟实验的乐趣，并伴随着愉悦的心情快速掌握数学知识。

五、做好数学实验反思总结工作，让学生的合作探究活动保持“青春活力”

在开展《角的测量》相关数学实验后，首先，教师要积极收集学生的上课反馈信息，例如学生对实验的满意程度、学生通过实验掌握的知识情况、学生合理化的建议等，然后可以根据学生反馈的信息深入分析隐含的教学问题，例如，“学生是否会用量角器进行数学实验？”“学生参与数学实验的热情高不高？”“数学实验是否帮助学生提高了数学成绩？”“数学实验有无存在知识漏洞？”……通过一系列的问题分析，教师才能找到数学实验的不足之处，进而创新更合理的实验教学模式，提升学生的学习效率。其次，数学教师可以积极地向其他优秀教师借鉴教学经验，取其所长，补己所短。数学老师还可以定期开展数学实验公开课，邀请其他数学老师进行现场观看，并给出合理化的建议，进而帮助任课老师找出数学实验存在的问题，并积极寻找解决问题的办法。

综上所述，数学实验融合教育作为一种新兴的教学方法，广大小学数学教师要在日常教学过程中逐渐摸索经验，吸取教训。与此同时，也要不断研究相关教育文献，积极听取优秀教师的数学实验建议，进而不断提升自己的理论知识水平，最终形成自己的特色数学实验、教学方法。在这个过程中，教师要密切关注学生的反馈情况，及时调整教学策略，争取给学生最佳的数学实验体验，帮助他们不断取得优异的学习成绩。