基于學科素養，開展數學實驗
——《小學數學實驗設計與開發的實踐研究》中期總結

江蘇省常州市新北區奔牛實驗小學課題組 朱 敏（執筆）

近年來，隨著計算機技術的高速發展，數學實驗以及與數學實驗相關的數學研究方法得到了更多的重視，數學實驗也開始成為數學教學的一種模式。我校開展的《小學數學實驗設計與開發的實踐研究》課題于2016年6月申報為常州市十三五規劃課題后，把“做數學”這一實驗引入數學課堂教學，改變小學數學教學方式。 通過創建適當的數學環境來激發學生參與實驗，提高學生的興趣，提高學生“做”數學的能力，幫助學生積累基本的數學經驗。 經過一年多的研究，教師選擇和使用正確的課程材料、教學工具、現代化的教學技術，很好地支持了學生的數學學習。同時，積極組織符合學生認知規律的數學實驗，使學生在實驗和操作的過程中學數學，成績明顯，推動了數學教學模式的創新和轉化。

一、研究獲得的理論成果

1.形成了對小學數學實驗教學價值的理性認識

我們課題組教師自課題申報后成立了課題研究小組，課題組成員精心設計課題研究方案。我們緊緊圍繞課題展開了探索和實踐，形成了對小學數學教學中采用實驗教學的價值的理性認識。

（1）激發了學生的數學學習興趣

數學實驗無疑是一劑良方，有效開展數學實驗，可以促進學生認知方式的轉變和認知途徑的延伸，要打破學生被動學習的陋習，激發學生主動學習、創造性學習，就要尋求一種“學習數學”到“做數學”再到“玩數學”的規律。因此，開展數學實驗教學，能培養學生積極的數學情感，激發學生學習數學的興趣。

（2）提高了學生的數學理解能力

在數學實驗中，學生動手“做”數學，從一個觀察者和聽眾變成了一個主動參與者，就更容易對數學實驗的結果、產生結果的原因、新知識和新方法等產生強烈的探究心。通過動手開展數學實驗，有助于抽象數學形象化，使學生對數學的本質意義更加容易理解。

（3）積累了學生的數學活動經驗

在學校開展“數學實驗教學模式”探索的背景下，課題組以“數學實驗教學”為載體，組織、引導學生參與數學綜合實踐應用活動，積累活動經驗和解決問題的經驗。學生的學習方式、形式得到轉變，生活經驗、數學學習經驗的積累有較為明顯的呈現，并逐漸成為學生自覺的數學意識。

（4）促進了學生的數學思維發展

開展數學實驗活動教學，重視了學生的動手操作能力，讓學生在操作中學習。操作是一種發展思維的重要教學活動，也是學生獲得知識的一個重要途徑。引導學生動手實驗學數學，讓學生容易獲得成功的體驗，讓學生在實踐中探求規律，不但培養了獨立思考、主動獲取知識的能力，而且能充分發揮學生的主動性，讓學生在探索中自主學習。數學實驗激發了學生學習數學的興趣，培養了學生數學思維的品質。

2.產生的策略、形成的課型

我們構建的具有數學實驗特質的課堂，應該有明顯的過程結構：鮮明的實驗目標、合理的實驗設計、規范的實驗操作、數學化的分析、科學的實驗結論。

二、研究獲得的實踐成果

1.創建了數學實驗室

初步建立了數學實驗室，這為開展研究奠定了堅實基礎。對學校數學實驗器材進行了歸整分類，并對實驗器材進行了添置與開發。我們讓師生全員參與，一邊建設一邊研究，引導教師在實驗室建設中研究、在研究中建設。在數學實驗素材的開發中，數學老師主動參與，學生也積極主動參與其中，師生一起開發，積累起具有生命力的科學高效的數學實驗素材。

2.課程研究的物化成果

（1）撰寫了系列論文

課題組成員撰寫的論文《妥善處理三個關系，提升數學實驗效能》《基于核心素養的小學數學實驗的教學實施策略》發表于《學子》，《深入挖掘生活資源，巧妙設計數學實驗》發表于《數學大世界》，《小學數學教學中滲透數學思想的策略》發表于《基礎教育研究》，《做學玩合一，思創行一體——小學數學實驗的設計與實施》發表于《新課程》。

（2）進行了課堂觀摩研討

課題組多次組織開展了課堂觀摩活動，結合五年級下冊課例“蒜葉的生長”“球的反彈高度”“解決問題的策略”等開展了同課異構或一課多輪的研究，開發了多個數學實驗課例。有的側重實驗設計，有的聚焦實驗指導，有的重視實驗改進。

（3）形成了優秀案例集

課題組對所執教的案例進行梳理、匯總，形成了《軸對稱圖形》《數字與信息》《可能性》《釘子板上的多邊形》《認識長方形和正方形》《找規律》《和與積的奇偶性》《體積和容積的意義》《三角形的內角和》《圓錐的體積》等優秀案例集。

（4）編寫了數學實驗手冊

小學數學實驗教學要真正從“設計”到“實施”，對實驗內容的把握是首要任務，因此，全體課題組成員積極探索，不斷實踐研究，認真解讀了義務教學教科書數學教材的內容，系統整理了數學實驗教學的內容、實驗的目的、實驗的器材。積極配合省教研室編寫了三年級的數學實驗手冊，試點實驗學校將全面推廣使用這本數學實驗手冊。

三、課題后續研究設想

1.關注學生數學活動經驗積累

重點對中高年段數學課程中的探究活動進行重構，尋找出更切合學生實際的活動設計，在活動的設計中提煉出一定的數學實驗教學策略，提高學生數學活動經驗的積累。

2.加強數學實驗教學的研究

在學習研討、課堂觀摩等形式的開展下，課題組理論學習繼續以積累學生數學活動經驗核心為學習方向，后續階段將進一步對數學教師的學科素養和課程意識進行提升，并緊密關注同行與本課題相關的研究動向，鼓勵課題組成員積極外出進行交流學習，使數學教師的實驗設計與實驗指導能力不斷提高，把數學研究逐步引向深入。

3.形成較完整的數學實驗課例

在開始進行課題研究時形成的數學實驗教學案例，沒有系統整理。下階段的研究中，課題組要求在實驗教學中的數學語言要語言簡練、嚴密、精確，力求生動幽默，化抽象為形象，化陌生為熟悉，使數學語言本身具有形象美和藝術感染力。同時選擇具體的數學實驗內容，確立研究專題，形成有代表性的數學實驗課例。

4.建設標準的數學實驗教室

學校已初步組建了數學實驗室，下一階段將充分發揮數學實驗室的作用和功能，加大在數學教學中引入實驗教學，形成新的數學教學模式。同時借助這一教學模式，讓每堂數學課的學習環境由教室變為數學實驗室，學習方式由被動聽講變為探究互動，學習內容由做習題變為動手搭建模型，培養學生的學習興趣，提高學生自主探索的能力。

附課題組成員：

組長：朱敏、吉梨炎

組員：張劍峰、丁文丹、謝麗娟、邵亞南、李敏、趙昱雯、馬麗娟