探讨小学数学教学中数学实验工具的开发与应用

【摘要】小学数学是一门重要的基础学科，可以培养学生的思维能力，提高学生解决生活问题的能力，但小学生在数学学习中存在一定的困难。而将数学实验工具引入教学，可以有效降低学生的学习难度，深化学生对数学知识的认知。对此，文章从数学实验工具的开发和应用着手，阐述数学实验工具开发的策略及原则，从而探讨数学工具应用的策略，以期提高数学课堂的趣味性和学生参与课堂的活跃度，增强小学数学的教学效果。

【关键词】小学数学;数学教学;实验工具

作者简介：王悦（1990—），女，江苏省溧阳市实验小学。

小学数学作为基础性学科，在整个学科教学体系中具有不可小觑的地位。它具有工具性的学科属性，灵活性较强。因此，数学教师要科学利用数学实验工具，确保小学数学教学能够顺利开展，有效培养学生的数学综合素养。数学实验工具有无形和有形两种，无形工具如多媒体展示的图片、教师画的图形等，有形工具如卡片、方格纸等。这些工具的有效利用都可以促进数学教学的顺利开展，增强数学教学的效果。

一、数学实验工具开发的策略

（一）基于信息技术开发实验工具

信息技术现已成为教学现代化的重要推动力，因此，在开展小学数学教学的过程中，教师要基于信息技术开发实验工具，帮助学生更快地突破教学重难点，强化数学教学效果。以苏教版数学教材为例，教师在开展“10以内的加法和减法”的教学活动时，可以利用信息技术，通过课件向学生展示3个鱼缸，其中有2个鱼缸内分别装有5条鱼，最后1个鱼缸为空鱼缸。这时将装有鱼的两个鱼缸的水共同倒入空鱼缸，这样所有的鱼都集中到1个鱼缸。然后，教师再将对应的加法计算式投放到屏幕，帮助学生梳理加法运算思路，使学生更好地掌握数学计算知识。教师基于信息技术开发数学实验工具，将其应用到数学教学活动中，可有效强化小学数学教学效果，让学生更好地完成学习任务，掌握数学知识，充实知识储备，从而提升小学数学教学效果[1]。

（二）基于生活实践开发实验工具

小学数学知识基本都源自生活实践，因此教师要基于生活实践开发实验工具，利用生活中常见的卡片等材料，调动学生学习数学知识的积极性。例如，教師根据教材内容开展“平均分”的教学活动时，可以利用实验工具如卡纸等代替香蕉，并提出问题：要将1个香蕉分给大家，如何平均分呢？教师让学生将卡纸当成香蕉进行剪切，并将其分给其他学生，使学生将抽象化的数学概念和具体的实物工具结合，加强学生对“平均分”知识的理解和掌握，强化学生的动手实践能力，培养学生的数学综合素养[2]。

（三）结合学生特点开发实验工具

小学生年龄普遍较小，身心发育尚未成熟，活泼好动。因此，数学实验教学要有功能性较强的实验工具作为支撑。教师要结合学生的特点开发实验工具，如使用方格纸、几何画板等。例如，教师在开展“观察物体”的教学活动时，可以根据小学生的特点，选用小学生比较感兴趣的方格纸，让学生充分观察到正方体和长方体在不同角度的形状，从而理解正方体和长方体的概念与基础知识，使学生更牢固地掌握数学知识[3]。

二、小学数学实验工具开发的注意事项

（一）遵循基本的科学开发原则

小学数学实验工具在课堂中的科学使用能够对提高教学质量起到一定的积极作用[4]，教师在开发实验工具期间遵循相应的科学原则，能够有针对性选择合适的工具，增强实验工具的实效性。首先，对于小学数学而言，任何实验都要有明确的、科学的指导目标，所以实验工具必须要紧贴教学主题。实验工具要以课堂数学重点知识作为核心，促使学生掌握与实验相关的知识点。其次，数学实验工具的选用要具有启发性特点，这样才能够激发学生的学习兴趣与积极性，使学生转变传统数学学习的刻板思维。最后，实验工具的开发要符合当前时代发展情况，教师要对工具进行实时的创新和升级，为学生打造与生活实际紧密相关的实验工具，让学生在实验过程中更有代入感。

（二）突出数学实验的趣味性

一般来看，数学学习相比于其他科目的学习，需要学生具有较强的抽象思维，这是由数学的本质特征决定的。但在实际数学学习中，小学生在脑中建立抽象思维的过程并不容易，他们在学习过程中容易感到枯燥，因此教师要以学生对于知识点的掌握程度为参考，增强实验工具的趣味性，让数学实验过程更有趣。具有趣味性特征的数学实验工具不仅能够吸引小学生的注意力，也能够在很大程度上培养学生的空间思维，包括对抽象模型的想象能力以及空间意识。基于此，教师可充分结合趣味性的要求开发实验工具，开展实验教学，使得学生在实验学习期间能够锻炼自身的空间想象能力与数学逻辑思维能力，从而帮助学生建立解决问题的方法库，让学生学会多角度思考解决问题的方式。此外，还可以通过模拟实验突出数学实验的趣味性。如今的计算机功能非常强大，教师可充分利用计算机进行模拟实验，给学生呈现更加丰富多彩的实验，促使学生面对数学问题时具有更加开阔的思路。

（三）注重激发学生的主观能动性与合作意识

从当前教学改革的视角出发，在小学数学的教学过程中教师需着重加强对学生合作意识的培养，增强学生的团结合作与互相帮助的意识，这也是提高学生数学学习能力的一种有效方式。所以，在开发实验工具时，教师应选用有助于学生合作实验的工具，并在开展实验的过程中积极营造良好的合作与讨论环境，在提高学生表达能力与逻辑能力的同时，提高学生的交流合作能力。但由于学生合作过程中的不可控因素较多、因此教师在开发选用实验工具，进行试验教学时应注意这两个问题。第一，合理控制实验工具的操作难度，保证实验的难度适中，过于简单的实验工具无法激发学生的探索意识，但是操作难度过大的实验工具也会打击学生的探索积极性。因此教师一定要合理掌握，通常需以中上水平学生的能力为参考标准，这样才有利于更多学生参与讨论课堂。第二，选择最为合适的实验模式。合适的实验模式能够与当节课堂的知识点内容进行有效衔接，选择实验模式要充分参考学生的主观感受，尊重学生的意见，只有这样才能营造积极的实验氛围。6816A859-14DE-4471-AE49-F887F905D427

三、小学数学教学中具体的数学实验工具的应用介绍

小学数学实验工具的运用有利于营造课堂积极的学习氛围和探索氛围，帮助学生在脑内形成符合自身探索、思考习惯的逻辑方式，极大突破了传统的教材教学的局限性[5]。教师可通过开放式问题的提出，与学生建立交流渠道，在科学引导下，将实验工具与当节课的内容相结合，充分引发学生思考，逐步引导学生使用实验工具，使学生在实验的过程中明白数学问题是如何被解决的，加深对数学知识的印象，巩固基础知识。在课堂学习中遇到数学问题时，教师可丰富解答方案，促使学生通过多种实验工具的使用来处理数学问题，开发学生的逻辑思维，让学生自主设计数学实验。在这一过程中，实验工具能够起到一定的点拨作用，使学生在操作思考后感到豁然开朗。下面，笔者就提出几种实验工具在数学教学中的应用，供各位同行参考。

（一）数轴在小学数学教学中的应用

数轴是数学中数形结合的重要体现，数轴能帮助学生理解抽象的问题，使学生更好、更快地理解数学知识，掌握数学重难点。数轴在小学数学教学活动中的应用，主要体现在四个方面：一是教师可以利用数轴帮助学生认识简单的数字。数轴上的数字具有从小到大分布排列的特点，排列方式很规律，能帮助学生构建顺序观念。教师借助数轴能让学生认识到数字的顺序，并能够归纳和总结数字排列的规律。例如，教师在开展“分数的初步认识”教学时，可利用数轴让学生知晓1/2、1/4、1/8等数的顺序和它们之间的关系。二是教师可利用数轴帮助学生进行简单的数学计算。例如，教师在开展“10以内的加法和减法”教学活动时，需要完成“1+3=4”的教学目标，这时教师应先在黑板上将数轴画好，指导学生快速找到数字1的位置，然后找到数字3的位置，观察两者相加的结果，通过直观式教学法，让学生更快地掌握数字相加的知识，理解数学知识重难点。三是利用数轴帮助学生进行数字比较。教师可以利用数轴让学生对已知数字进行比较，从而掌握数字大小的比较方法，如分数比较、小数比较等。四是可以利用数轴帮助学生快速识别方向。数轴上的横竖线构成了一个坐标轴，教师可以利用这一特点，帮助学生掌握“平行”和“垂直”的方向和特征，为学生未来学习平行四边形和其他图形知识奠定坚实基础。

（二）方格纸在小学数学教学中的应用

方格纸作为小学数学教学工具，其特点和数轴相似但不完全一致。数轴属于图形范疇内的工具，而方格则是属于空间范畴内的工具。教师通过利用方格纸可以帮助学生树立正确的空间观念，这对学生形成发散性思维具有重要的作用。方格纸上的直线能相互构成水平和垂直的关系，教师可利用这一特点帮助学生建立方位感，有效强化学生的空间观念。方格纸上的线条还有很强的方向性，教师可以借此引导学生培养方向感，让学生跟随自己的引导确定相应的位置。此外，方格纸在学生认识图形特征时，能够发挥重要作用。教师可以借此帮助学生学习周长和面积概念，学习点和点、线和线之间的关系。在实际测量图形时，有时会出现误差而影响最终的结果，从而影响学生对知识的理解，教师可利用方格纸引导学生测量，有利于避免误差。此外，排列整齐的方格还有利于培养学生的距离观念。教师可以利用方格纸上面自然构建出的距离感，直达距离概念核心，培养学生距离观念。例如，教师在开展“垂线与平行线”的教学时，能利用方格纸，让学生通过观察方格纸上的线段掌握“两点间的距离”，强化学生对“距离”和“空间”的认知。在小学阶段，教师主要通过直观手段，完成几何初步认识的教学任务，为学生提供需要的学习条件，让学生在观察和操作中，获得对几何体和平面图形的直观经验。学生学习空间和图形知识时，一般要通过观察和感知获取经验，可若长期停留在观察层面，同样不利于对数学知识的掌握。学生的思维从具体转变为抽象是必要的，而方格纸在学生转变思维的过程中，起着促进学生思维由模糊到清晰、由粗略到精确、由现象到本质的过渡作用。学生在思维过渡过程中，空间想象力能得到系统的训练和强化。方格纸是学生建立空间观念的主要途径，对学生数学思维的培养具有很大的作用，教师要利用好方格纸，为学生未来学习高难度的数学知识奠定坚实基础。

（三）几何画板在小学数学教学中的应用

几何课程具有较强的抽象性，需要教师耗费大量时间和精力向学生传授知识。但小学生身心发展尚未成熟，遇到难度较高或过于抽象的知识时，无法全面理解，因此学生学习几何知识的效果往往不明显。而以直尺、粉笔等教具为实验工具的传统教学模式，已无法适应数学教学发展的步伐。因此，教师要及时引入新型教学工具，比如几何画板，弥补传统教学工具的不足。几何画板是伴随多媒体技术的发展而出现的，既能为小学数学教学增添活力，又能丰富数学教学内容，强化小学数学教学效果[6]。几何画板在小学数学教学中发挥着重要作用，其应用主要体现在两方面。一方面是教师凭借几何画板，能帮助学生将模糊的数学概念清晰化，将数学知识和概念进行系统化梳理，以巩固学生掌握几何知识的效果。例如，教师在开展“图形与几何”的教学活动时，可利用几何画板帮助学生画出各种图形，展现各种图形的变化过程，突出其几何关系。另一方面是教师可以利用几何画板培养学生的创新思维能力。教师利用几何画板演示教学时，画板中的“轨迹”可以对学生发散思维的形成起到促进的作用。教师要根据学生的数学学习水平，将几何画板科学地融入数学教学活动中，以保证学生能在数学教学活动中，掌握数学几何知识，丰富学生的数学知识储备，有效强化数学教学效果。

结语

综上所述，数学教师在小学数学教学中引入数学实验工具，既可以引导和帮助学生解开数学难题，提升学生的数学学习效率，又能强化学生的动手实践能力，对学生未来的发展奠定良好的基础。

【参考文献】

[1]魏良田.探究数学实验在小学数学教学中的应用[J].科学大众：科学教育，2020（05）：1.

[2]杨宗霞.小学数学实验的开发与教学策略应用[J].新课程教学（电子版），2020（12）：18-19.

[3]黄雪丽.小学数学实验教学中实验工具开发的探讨[J].小学生（下旬刊），2020（01）：29.

[4]路云娟.小学数学实验教学中实验工具开发的研究[J].华夏教师，2018（32）：59-60.

[5]周仁初.探究数学工具在小学数学教学中的应用[J].课堂内外·教师版（初等教育），2019（11）：102.

[6]姚金国.几何画板在小学数学教学中的应用研究[J].教师，2013（27）：40.6816A859-14DE-4471-AE49-F887F905D427