数学实验在小学数学图形与几何教学中的运用策略

2023-10-02陆秋兰

今天 2023年14期

陆秋兰

（太仓市浮桥镇牌楼小学江苏太仓 215400）

众所周知，数学实验是验证数学知识的重要途径。同时，数学实验的成功还可让学生感受到数学探究的成就感，进而推动他们在以后更加认真、更加仔细地开展数学学习。但通过观察发现，大部分教师仍旧习惯于采用说教的传统模式，对学生的数学学习造成了一定的局限性。而数学实验这种方式更加提倡让学生去动手操作找数学知识，极大地激发了学生的数学学习兴趣和学习动力，解决了传统教学模式所带来的弊端，最终促使学生的数学学习能力可得到不断地提升。

1.数学实验在小学数学图形与几何教学中的运用意义

1.1 有利于加深理解程度

数学实验最大的一个优势就是可加深理解程度。相对来说，图形与几何这部分内容学习难度较大，要求学生具备较强的空间想象力和逻辑力，导致很多学生学不好。而在数学实验的开展中，图形与几何知识不再那么抽象、那么呆板，转变成学生肉眼可见的实验材料，对学生的感官造成较为深刻的印象。通过引导学生操作数学实验，让学生借助自身的经验去探索，学生不自觉地就会记住，学生更容易领悟到图形与几何知识，他们对这部分内容的理解程度自然会得到加深。

1.2 有利于掌握学习方法

数学课堂教学的目的并不仅仅是为了让学生学习知识，更重要的是要让学生掌握到有效的数学学习方法。以往的说教方法只是让学生掌握了被动的学习方法，并不能给学生的数学成长提供实质性的帮助。而数学实验教学则是带领学生经历猜想、探究和总结这一系列环节。在这个过程中，学生不再是被动接受，而是主动出击。教师不用苦口婆心，学生就能清清楚楚地掌握。同时，还有的学生甚至能研究出其他数学实验，他们自然也就会牢固掌握到这种数学学习方法。

1.3 有利于激发学习兴趣

与以往的说教方式不同，数学实验这种方法需要学生经历手脑并用的过程，往往会出现各种令人意想不到的趣味，让学生感受到这门课程的学习趣味性。在传统的图形与几何教学中，只是单纯的文字讲解，很难吸引到学生的注意力，最终的学习效果并不佳。而在数学实验教学中，通过指导学生摆放实验材料，让学生感知不同的实验结束，并总结得出数学知识，这种学习过程更有趣，从而让学生带着兴趣完成数学学习。

2.数学实验在小学数学图形与几何教学中的运用原则

2.1 主体性原则

主体性原则，指的是以学生动手操作为主体，教师指导为辅。具体来说，教师需充分考虑学生的数学认知水平和动手操作能力，并结合具体的数学知识，设计和提供相应的数学实验，以此帮助学生更好地掌握图形与几何知识。该原则要求教师侧重于学生的动手操作，给学生的动手操作留出足够的时间。这不仅可以促进学生融入到图形与几何知识的形成过程，加深学生对这些知识的理解，而且还能培养和锻炼学生的动手操作能力，对学生的全面发展大有裨益。

2.2 探究性原则

探究性原则，指的是让学生的数学实验探究在前，教师的数学指导在后。若是学生还未开始数学探究，教师就直接开始指导，那么学生之后的数学探究也将会失去原本的意义。故而，教师要鼓励学生大胆地探究，让学生猜测、设计实验并验证，促使学生通过操作数学实验而获得最终的数学知识。在这一过程中，学生不再是被动接受数学知识的角色，而是转变成主动建构者。等到学生探究结束之后，教师再适当进行指导，使学生形成更加完整的数学知识体系。

3.数学实验在小学数学图形与几何教学中的运用策略

3.1 运用数学实验，突破数学概念

不难发现，很多图形与几何概念比较抽象，造成很多学生学不会的局面。而这些数学概念是学生解决数学习题的重要基础，一旦学生学不会，那么将会对学生未来的数学学习造成直接影响。而数学实验则可以带领学生抓住这些数学概念的本质，更有利于学生理解和掌握。因此，小学数学教师要善于运用数学实验，突破数学概念教学。那么，教师要结合具体的数学概念，深入分析，设计出相关的数学实验。这不仅可以让数学概念教学充分活力，而且还能帮助学生悟透数学概念。

比如，在学习“圆柱的认识”这一节数学内容的时候，为了帮助学生更好地认识和区分圆柱，教师可设计以下数学实验：先让学生猜想圆柱的侧面展开图会是什么样子。由于学生刚刚学习这部分内容，并不了解，所以他们说出的答案都不一样。接下来，再让学生自己动手制作一个圆柱模型并剪开，让学生验证刚刚的猜想是否正确。等到实验结束之后，教师再引导学生一起总结该数学概念。总体来说，这并不是一个简单的手动制作实验，而是让学生经历从猜想到验证的实验过程，从发现问题到解决问题的实验过程，从平面到立体的实验过程，更能帮助学生充分掌握该概念，完成数学概念的理解和构建。等到学生以后再学习其他概念时，他们也会尝试采用这种实验方法去理解、去掌握。同时，经过这样的数学实验，学生的猜想得到了证实，他们也会获得成功的喜悦，进而树立学好这门课程的自信心。

3.2 运用数学实验，探究数学定理

数学教材上的定理都是经过很多数学家发现和总结而来的结果，是帮助学生灵活解决数学习题的关键。因此，小学数学教师需灵活运用数学实验，探索数学定理。除了文字描述以外，教师更应该引导学生将目光放到发现和探究定理的过程中，即让学生通过数学实验这种方式掌握到其中的规律和本质。所以，教师要放手，让学生自己动手实验，鼓励他们去发现其中的内容和原理，揭示数学定理。与教师讲解相比，这样得出的定理就会理解深刻，更容易记牢。

比如，在学习“三角形的特性”这一节数学内容时，若教师直接在口头上讲解“唯一性”和“稳定性”的话，学生很有可能不理解，导致最终的学习效果不佳。针对这种情况，教师可选择数学实验，帮助学生理解定理：拿出大小相同、长短相同的小棒，让学生尝试摆出三角形和平行四边形。很快，学生就摆出多个三角形和平行四边形。这时候，教师再让学生观察他们摆出来的图形，看看有什么相同或者不同。经过观察之后，学生就会发现摆出来的三角形都是相同的，而平行四边形则是不同的。得出这个结论之后，教师再顺势引入“唯一性”的讲解。接着，教师再让学生尝试拉动他们所摆出来的图形。在教师的引导下，学生发现三角形拉不动，平行四边形则可以轻易拉动，而教师就可以再引入“稳定性”的讲解。经过这样的数学实验，学生亲身操作，对这一定理的理解会变得更加深刻。

3.3 运用数学实验，传授思想方法

数学实验教学更加注重数学思想方法的挖掘和利用，以求达到最佳的数学教学效果。数学思想方法不仅仅是学生学好图形与几何内容的基础，更是学生灵活解决数学习题的关键。因此，小学数学教师需运用数学实验，传授数学思想方法。这也就要求教师精心设计，让学生自主操作数学实验的同时，也能体会到其中的数学思想方法。即使很简单的数学实验，教师也要要求学生认真操作和领悟，让学生找出其中的数学思想方法，冲击个人提高学生的数学综合素养。

比如，在学习“平行四边形的面积”这一节数学内容时，首先，教师可让学生手动制作一个平行四边形，并准确测量它的底长和高，鼓励学生大胆猜测它的面积公式。其次，教师再让学生拿出刚刚制作的平行四边形，采用割补和平移的方式，使其变成一个长方形，并让学生计算新长方形的面积，思考该长方形与之前的平行四边形有什么关系？包括长和宽，面积。这时候，教师应留出一定的时候，让学生再次操作刚刚的实验步骤，并总结出面积公式。最后，教师可以带领学生回顾和总结整个数学实验过程，并着重强调所运用到的转化思想，细致讲解，包括该思想的本质，使学生在今后的数学学习中也可以熟练运用。通过这样的数学实验，步步指导学生，学生更容易理解该数学思想，等到后面学习到梯形面积时，学生自然而然地就会主动运用该思想。

3.4 运用数学实验，联系现实生活

实际上，生活中的很多情景都能发现数学实验的影子，这恰恰说明现实生活可以成为教师设计和开展数学实验的重要素材。再加上小学阶段的学生往往都对自己身边的事物有着较强的好奇心，当他们发现数学实验就在发生他们的身边，相信他们将会产生更加强烈的兴趣。因此，小学数学教师需运用数学实验，联系现实生活。数学实验一般都是以一个问题作为出发点，那么教师就可以找出现实生活中的问题，鼓励学生合作操作实验，提高学生实验兴趣的同时，也能培养学生解决实际问题的能力和意识。

比如，在学习“体积和体积单位”这一节数学内容的时候，教师可与学生的现实生活接轨，设计“测量土豆体积”的数学实验。在刚刚听到这个数学实验时，学生纷纷表现出较大的兴趣，也认为没有测量的方法，表示很想知道怎么测量。这时候，教师再讲解测量的方法，并让学生按照教师讲解的步骤去做，看学生是否能测量出来。测量结束之后，教师再让学生说一说该测量方法的巧妙之处。同时，还可让学生大胆想象该方法是否也可以测量生活中其他不规则物体的体积，像苹果、橘子等等，既能适当延伸数学实验，也能拓展学生的数学视野。最后，教师再结合这一系列的数学实验进行总结，使学生可以感悟其中的精髓。通过这样联系现实生活，不仅可以丰富数学实验的内容，扩大实验的范围，而且还能让学生真正意识到学习这门课程的重要性，学生的学习意识将会得到进一步加强。

3.5 运用数学实验，加强数学探究

学生对数学实验的探究是一个不断思考、不断总结的过程，加强数学实验的探究性，就会激起学生内心的探究欲，促使学生不断探究解决的方法和途径，学生最终的探究效果才能有所提升。因此，小学数学教师需运用数学实验，加强数学探究。那么，教师需根据数学教材的实际内容，适当增加数学实验的环节，像对比实验、数据记录等等。这不仅可以增加数学实验的准确性和说服性，也能帮助学生积累数学实验经验，最终促进学生的数学探究能力得到较好的锻炼和培养。

比如，在学习“圆”这一节数学内容的时候，除了讲解数学教材上的内容以外，教师还可以引入数学家刘辉“割圆术”的探索过程，即利用信息技术播放视频，让学生仔细观看。虽然说，学生并没有亲自动手操作，但通过视频的演示，他们也可以很好地理解圆周率的由来。同时，有了该视频的播放，数学实验内容也得到了极大的丰富，那么可供学生探究的范围也变得更加开阔了，也可以鼓励学生在课下多多借助网络去搜索相关的学习资源，进一步加强数学探究。需要注意的是，信息技术始终只是一种辅助工具，并不能完全取代传统的教学模式。所以教师在利用该模式需要把握一个度，将信息技术和数学实验进行完美且科学的结合，以便学生可达到更加良好的数学学习效果。

3.6 运用数学实验，点燃学习火花

兴趣，是最好的老师。只有将学生的数学兴趣激发出来，才能点燃他们数学学习的火花，才能让他们主动参与到数学课堂上。与传统的说教模式相比，数学实验这种模式趣味性更足，吸引力更大，很容易就可激发出学生的兴趣。因此，小学数学教师需合理运用数学实验，点燃学生的数学学习火花。在数学实验的开展下，每一个学生都能感受到数学知识的兴趣，进而促使他们由以往的被动接受转变成刻苦探究。这不仅可以让学生形成科学的学习方法，而且还能端正他们的数学学习态度。

比如，在学习“平移”这一节数学内容时，为了增加趣味性，教师可这样引入数学实验：小松鼠和小猴子去划船，它们分别坐在了船头和船尾，过了一会它们发生了争执，小松鼠认为它划船远，小猴子则认为自己划船远，你们能不能帮帮他们，看谁划船比较远？听到这个问题，学生纷纷陷入沉思中。这时候，教师再让学生尝试运用数学实验的方法来思考：折出一个纸船，分别在船头和船尾放置一个物品，模仿划船的模样移动纸船，看哪一个物品移动的距离远。经过这样的数学实验，学生就会惊讶地发现两个物品移动的距离完全相同。接下来，教师再结合该数学实验引入“平移”的学习。通过该数学实验，学生肉眼看到了移动的距离，也能感受到数学学习的乐趣，点燃了火花，进一步增加学生对数学知识的渴求，从而主动学习。

3.7 运用数学实验，点拨引领思考

学生动手操作数学实验十分重要，而实验过后的思考和总结同等重要。缺少了思考和总结这一环节，那么学生很有可能就不清楚之前操作数学实验的目的和意义是什么，陷入数学实验的迷茫之中。因此，小学数学教师要合理运用数学实验，适当点拨，引领学生思考。一方面，教师可留出足够的时间，让学生之间相互交流。既能丰富实验经验，也能交流知识。另一方面，还需给予针对性的点拨，针对某个学生，或者某个问题进行点拨，以此提升数学实验的教学效果。

比如，在学习“三角形内角和”这一节数学内容时，教师可开展测量三角形内角和的数学实验，让学生进行验证。等到实验结束之后，教师可针对本次的测量实验提出以下问题，点拨学生思考和总结：什么是内角和？如何才能获得三角形的内角和呢？特殊三角形的内角和会有什么不同吗？为什么大家的测量结果不完全相同呢？还有什么比较准确的测量方法吗？在这些问题的引领下，学生将会对整个数学实验进行分析和总结，进而完全掌握。此外，教师也可让学生结合该实验提出自己的问题或者想法，帮助学生透彻理解的同时，也能锻炼和发展学生的实验思维。通过这样点拨，学生很快就会明白整个数学实验的重点以及他们需要重点学习的内容，从而让学生在实验结束之后的数学学习变得更加高效。