数学实验在小学数学教学中的应用分析

李素云

（江苏省江阴市外国语学校 江苏江阴 214400）

引言

随着教学改革深入开展，在数学教学课堂，教师要关注培养学生良好实验操作能力，通过加强学生实验水平，构建了高效课堂，激发了学生探索兴趣，这对提高学生综合能力有着重要的助力作用。因此，通过分析数学实验在小学数学教学活动中的意义，总结了运用实验教学法开展具体教学的措施[1]。

一、数学实验在小学数学教学活动中的意义

所谓的数学实验是在开展小学数学教学时，教师基于适当设计数学实验和问题情境，鼓励学生主动参与到实践和探索的活动中，自主通过猜想处理问题。此外，教师带领学生亲身参与解决问题的过程时，会全面接触和运用知识，不断激发学生产生更高的探索积极性，提高自身的创造能力，促进学生实现全面发展。从根本上讲，数学实验并不是某种相对具体的教学方法，而是为探索将数学知识的假设和结论而形成的实践思维活动。可见，数学实验的内涵较为丰富。从目标层面研究，数学实验是教师通过实验活动锻炼和提高学生的学科技能、知识掌握的程度和学科方法应用灵活性的重要方式，由此形成相应的学科经验。从内容层面研究，数学实验除了包括物质性的实验外，更重要的是开展具有探索性和个性化的实验活动。从形式层面分析，数学实验可为学生提供解决问题、观察、推理等思考的机会。在小学数学教学开展期间，教师可通过数学实验对既定的学习方式进行优化，促使学生从学科问题的起源和发展过程着手进行探索实践，引导学生更为重视理解学科的本质，促使学生形成正确的学科观念，引导其不断提高自身的实践和创新能力。此外，教师还可通过数学实验推动学生养成良好的学科态度和习惯，以此为实现综合素质的培养提供前提。

二、应用数学实验开展小学数学教学要注意的问题

在实施小学数学教学期间，教师在组织数学实验时主要表现出下述问题：首先，数学实验的功能较为单一。目前，在小学数学教学中运用数学实验最主要的问题便是功能单一，主要由于部分教师并未对数学实验建立科学的认识，认为实验活动仅为学生实践操作。因此在具体的教学活动中，教师更侧重观察学生的实践参与情况，而并未对实验期间学生掌握和运用知识的情况给予必要的重视，这也导致数学实验无法发挥出理想的作用，实验效果受到严重的影响。此外，部分教师也并未足够关注数学实验，忽略了其重要意义，仅是偶尔组织学生参与实验活动，这也难辅助学生积累更多的经验，成为实践能力发展的重要阻碍。其次，数学实验的形式也相对单调。当前，数学教学活动普遍应用的实验方式仅以实物操作为主，难以激发学生产生更高的学习兴趣，甚至会对学生的抽象思维能力的培养造成不利的影响。从根本上讲，学生的抽象思维形成通常需要经历从直观操作到抽象认识的过程，最终实现对符号的操作。如果教师所开展的数学实验仅停留在表层，并未足够重视表象操作，则难以激发学生产生更高水平的抽象思维，也会影响学生的综合能力提升效果[2]。

三、数学实验在小学数学教学中的应用措施

在运用实验教学方式进行数学教学时，教师要培养学生动手能力，教师应根据学生学习实际，全面的健全数学实验过程，加强实验教学方法的应用与设计能力，不断培养学生良好动手习惯，促使他们在数学实验中全面思考，提高思维意识，为学生数学学习效率提高提供有效保证，具体分析如下。

1.重视数学实验开展，培养学生动手操作习惯

依据林崇德的理论，儿童掌握数学概念和运算规律的过程也是其由感知到理解抽象的过程。可见，实践操作需从表象开始。小学生在直观思维方面的发展较为理想，其更倾向于参与实际的实验活动，获得清晰的表象刺激。因此，在教学期间，教师须依据教材提供的知识点和教学目的，努力为学生提供相对直观的实践机会。这样，学生可全面调动自身的思维和操作能力，掌握学科知识，获得相应的技能。如在开展“20以内进位加法”部分教学内容时，教师便可通过为学生提供实践的机会促使其完成实验活动，结合学生对积木的兴趣，让其按照每十个一行的规则排列两行积木，同时教师借助黑板展示不同的20以内进位加法算式，要求学生通过两行积木来表示相应的算式，这样学生可不借助口诀等获得正确的答案。因此在实施小学数学教学活动时，教师可将相对抽象的知识以直观的形式进行呈现，这样能够辅助学生顺利理解重点和难点内容。此外，还可通过开展数学实验提高学生的操作技能，培养其具有良好的实践习惯。因此，实验教学也是全面提高学科思维教学质量的有效渠道[3]。

2.通过实验直观感知，感受数学知识的形成过程

通过实践可知，多数学科知识需通过实验进行验证。因此在小学阶段实施数学实验不但能够为学生提供验证结论的机会，同时还可促使其形成自主探究的意识和相应的能力。小学数学知识当中包括的概念、定理内容较多，若想真正准确理解上述内容，需要教师采取更为直观的教学方式。如在讲解“面积和面积单位”部分内容时，教师可组织开展相对直观的实验活动。第一，可让学生触摸自己的文具盒，直观体验本剧和不同面的面积特点。第二，将不同面的面积进行对比。第三，请学生表述自己理解的面积概念。这样学生便可通过直观地触觉理解相对抽象的知识内涵，自主把握知识内容，并形成内化。又如在实施“面积单位”教学时，教师可提前为学生准备纸片教具，让学生通过触摸来理解不同面积单位的实际大小。这样学生便可在触觉的刺激下掌握不同面积单位的含义，并在此后逐渐掌握测量教室、教材等物体面积的方法。学生可在游戏中自主参与测量，因此课堂的氛围也很活跃，更能够迎合小学生的心理特征。学生能够运用所学的知识解决问题，这样也可形成更高的学科自信，让学生意识到学习数学知识的意义和价值。

3.健全数学实验过程，加强学生理解能力

在当前实施小学数学教学期间，部分教师更侧重考量学生对数学实验的参与度，而并未对学生实践能力的提高给予足够的重视，这便导致学生难以在实验中真正获得能力的提升。学生在小学阶段所学习的数学知识难度不高，但却有较强的系统性，会广泛涉及学科概念，如长方形、平行四边形等内容。部分教师在辅助学生对上述知识进行记忆时，仅通过语言讲解的方法完成，因此学生也无法形成更为深刻的认识。教师需积极转变上述教学模式，主动运用数学实验的方法辅助学生深化对抽象知识的认知。一般来讲，学生对抽象的知识概念理解相对感性，且小学生在认知能力方面还未发展到成熟水平。因此，在后续学习时就会由于对概念内涵理解不准、不透影响学习活动的顺利实施。对此，教师需通过数学实验找准着手点，引导学生自主参与实验操作，不断提高学生的实践能力，并在此期间辅助学生对相关的规律和概念形成正确的理解。如在实施“三角形”部分内容的教学时，教师可带领学生在实验室内学习掌握三角形的概念和性质等内容，辅助学生形成初步的认识。此外，教师还可鼓励学生利用相应的学具完成三角形的变形操作。学生可在自主参与实验期间发现自身无法按照教师的要求完成三角形的变幻。对此，学生也会充分发挥思维能力进行自主或集体讨论。此时，教师可引导学生掌握三角形具有稳定性的特征，深化认识三角形的性质，实现对概念内涵的深刻理解[4]。

4.重视回顾旧知，搭建思维立足点

教师可充分发挥数学实验的功能，促使学生形成深度思维。对此，教师要先启发学生思考与实验课题有关的问题，形成实验思维。教师要认真理解实验内容在整个教材当中的地位和价值，辅助学生联系以往掌握的知识内容，发现并提出教学的重要问题，以及总结出有效的探索问题的方法，从而辅助学生形成综合性的问题处理能力。如在“多边形的面积”部分内容中，教师主要结合平行四边形、梯形等图形的面积推导公式和具体应用组织教学活动。教师在讲解三角形和梯形面积计算的内容时，可努力引导学生回忆平行四边形面积计算的方法，让学生自主整理面积推导的步骤，并思考将平行四边形转化为长方形的方法，从而形成转化思维，以此为基础开展数学实验，促使学生将上述思维方法运用到新知识的探索中，不断提高实验教学的实施效果。教师可结合教材中不同的内容编排方法，在新知识当中设置与旧知识相关的回顾环节，这样学生便可基于以往掌握的知识内容探索新知识，运用图形转化的方法掌握新的知识内容，形成系统的知识体系，保障讲解的内容能够与旧知识建立一定的联系，辅助学生迅速把握数学实验的方法，简化知识理解的难度，同时也能够明显提高学生的图形转化思维，并熟练应用到具体的问题解决过程中。学生可在此期间持续锻炼自身的学科思维与素养，形成较为系统的认知，逐渐掌握利用学科思维解决问题的方法，从而最大限度发挥数学知识的应用价值。

5.加强实验总结，重视培养学生素养

教师在启发和引导学生完成数学实验后，还可鼓励学生在课堂上对实验的过程进行总结。实施总结活动能够辅助学生掌握系统的学科知识，因此教师可努力引导学生自主完成实验的总结，让学生通过总结搭建系统的知识体系，同步提高学科素养。如在讲解“位置与方向”部分内容时，教师可引导学生观察我国的地图，并请学生借助实验探究的方法来分析北京和南京的位置关系等实验问题。学生基于详细观察地图，就可在教师的引导下基本掌握地图的方向。教师还可鼓励学生参与实验总结，通过独立总结和相互讨论，学生可明确掌握八个不同的方向。最关键的是，学生能够在实验总结过程中自主完成学科知识的总结，形成位置与方向的辨识能力。通过数学实验，学生不但能够在数学学习活动中体验到趣味性。顺利认识和运用学科知识，同时在总结结论期间也能够形成一定的自信心和成就感。可见，课堂的实验总结环节不但能够辅助学生强化理解基础知识，提高自身的学科能力，同时还能够优化学科素养。学生能够借助数学实验的总结来系统梳理实验过程，在总结中也能够进一步明确有效的方法和验证过程，并搭建起学科知识的系统框架。数学实验可为学生提供更为直接的探索抽象知识的渠道，让学生充分发挥自身的学科思维和探索能力内化知识，彻底转变以往被动地学习状态，充分发挥自主能动作用完成知识的探索和获取，并在此期间形成更为扎实的学科技能。

6.在结论验证时实验，加深意义理解

为辅助学生更为准确的理解新知识内容，教师可将原本理解难度较高的知识设计成相对直观的呈现形式，启发学生通过自主操作来探索和发现知识的内涵，从而准确理解知识内容。如在开展“圆锥的体积”部分内容教学时，教师可结合学生已经掌握关于圆柱体积和圆锥的相关知识，鼓励学生猜测圆锥体积的计算与哪些图形有关。在对猜想进行验证期间，教师可为学生提供底、高数据相同的圆柱和圆锥体，让学生参与实验。在反复倒水的过程中，学生可观察到等底、等高的圆柱与圆规体积存在一定的联系，从而推导出圆锥的计算公式。学生在参与数学实验期间，能够将原本相对抽象的数学公式已具体化的形式推导出来，同时也加深了对圆锥体积计算过程的认识。在具体计算期间，学生也初步尝试自主计算结果，并总结出运算的规律和性质。此后，教师可引导学生通过画画或实践等方式进行反复验证。这样学生便可在此期间对具体的算法和理论建立更为深刻的认识，自主完成知识体系的系统搭建。又如，在开展“两位数乘一位数”部分内容的教学时，教师可以游戏的方式作为导入，让学生猜测计算结果，并说出原因。此后，教师可鼓励学生结合自己的猜测进行验证。学生通过实物摆放更为直观的验证之前推测的正确性，并在此过程中总结出正确的计算方法。如果学生在之前推测错误，教师还可引导学生总结出现错误的原因，并进行分析和验证，从而促使学生进一步深化对算术方法和理论的认识[5]。

结语

总之，实验教学方式的运用，加强了学生数学综合水平。教师在进行实验教学设计过程，要根据具体教学内容，结合学生参与实验学习的兴趣，针对性地进行教学实践与总结，构建高效的实验课堂，帮助学生在实验过程提高对于数学知识点的理解能力，促使他们掌握更多实用性知识，为学生全面发展提供有效助力。希望通过以上分析，能加强数学课堂实验教学研究能力。