《四年级数学实验的开发与实践》结题报告

一、课题的提出（背景）

《新课程标准》中提出：学生学习应当是一个生动活泼、主动的和富有个性的过程。除接受学习外，动手实践、自主探索与合作交流也是学习的重要方式。学生应当有足够的时间和空间经历观察、实验、猜测、计算、推理、验证等活动过程。四年级新教材一开始，《升和毫升》单元涉及到一些数学小实验，让学生经历实验过程，切身体会数学知识的本质。像这样的体验性内容，本学期还有观察物体，运动和身体的变化，可能性，怎样滚多远等等。基于四年级教材有这样的实验课程，开发一些数学小实验，让学生在实验中自主探索知识、发现知识。
二、课题研究的意义

通过本课题的研究，挖掘四年级数学教材中适合学生动手操作进行试验的内容，培养学生创新能力和探索精神，突出学生主体、激发学生求知欲和好奇心，鼓励学生独立学习的新型教学形式——数学实验教学模式。

1.实验开发，挖掘内在课程资源

通过数学实验的开发和实践，充分挖掘四年级数学内容中可开发的数学小实验和实践活动，探索一套四年级数学的实验教学内容和模式。同时也是实施数学素质教育的一项重要举措。

2.实验操作，发展潜在数学能力

通过数学实验的开发和实践，在活动过程中不断提出新问题，并在教师引导下，个体探究或小组合作等形式积极探索问题，并实现问题解决。在这一过程中，学生有足够的时间探索和思考，有效地培养学生的创新思维、动手操作等能力，也有利于培养学生的数学学习兴趣、自主意识和合作精神。

3.实验应用，积累丰富实践经验

通过数学实验的开发与实践，积极尝试数学实验课的教学。教学后及时进行反思和重建，积累大量的实践经验，寻找有力的理论依据，形成文稿。为今后四年级实验课程的开发和实践提供材料。

三、课题研究的目标

1．通过本课题的研究，探索一套适合四年级的实验教学模式，包括数学主题课程、数学实践活动、课外兴趣小组等。

2．通过开发和实践，寻求培养学生动手实践能力的有效途径和方法。

3．逐渐构建四年级学生实践能力发展水平的评价方法，探索本年级实践能力的具体要求。

4．引导学生通过观察、操作、猜测等实验活动，培养学生在教师指导下，主动探索数学知识的意识；在实验操作过程中，加强学生对数学知识的理解与运用，体会数学与生活的联系。

四、课题研究的主要内容；

研究内容：《升和毫升》单元，小实验的开发和实践的研究

《观察物体》单元，立足戴尔平台上一些小软件的开发和研究

综合与实践课程《运动与身体的变化》，探索运动前后脉搏次数的变化的研究

《可能性》单元，设计一些动手做的小游戏感受可能性的大小的研究

综合与实践课程《怎样滚得远》，通过实验开展探索角度问题的研究

     暑期实验活动：开展了有关水的小实验

五、课题研究的方法；

1.文献资料法：通过查阅有关数学实验的论文、期刊杂志等，了解国内外此项研究的最新动态，收集与本课题研究相关的理论资料、文献资料，以便对文献资料整理分析，形成研究成果。

   2.调查法：通过实验前、后对学生进行问卷、访谈调查，了解学生对数学实验的想法和期待，有助于调整和改善实验教学形式，提高开展数学实验的质量。并向课题组其他成员收集“数学实验”的教学设计及操作的反馈信息，优化教学设计，形成一套四年级的实验教学模式。

 3.实验法：利用备课组活动研讨数学小实验如何开展，通过课题组成员课堂实践，逐步完成对四年级数学教材中某些内容的实验开发和实践的研究，完善数学实验课的设计要素、原则、策略及影响数学实验课的主要因素的研究。
六、课题研究的步骤和主要过程；

1．课题确立阶段（2014年9月 ～2014年10月 ）:

调查分析、收集资料、研究制定实施方案。课题组的老师围绕四年级的教材进行讨论，进一步明确了四年级数学教材中可以进行数学小实验内容的确定。同时，通过外出观摩名教师的课堂，研究对小实验的开发和实践。在数学教学中，实验教学具有探索性、创新性。但是由于实验教学不是孤立的，并不只是单纯的动手游戏，它涉及到是否与教学内容贴合，是否具备可操作性，活动是否具有有效性。有了这一层认识，课题组教师在研读教材时，就有了支撑点。例如：《升和毫升》单元，我们就将其进行了整体的解读，发现了实验教学在本单元中的存在价值。如：

   由上表中体现，本单元的教学内容多次涉及到利用实验进行教学，在教师和学生不断地动手操作中，已经能够感受到对于抽象的概念需要借助小实验帮助学生加深理解。这只是懵懂的认识，学生们也许有了意识，但不一定明确。而四年级的学生已经具备了动手操作，自主探索的能力。借助本单元的内容，逐步渗透小实验在概念教学中的重要性。

2．课题实施阶段（2014年10月 ～2015年9月 ）：

 创设实验环境，安排实验细节，分析实验办法，及时做好阶段性小结、收集活动照片，调整工作，在实验中不断优化实验设计及实验的开发。

 以四上为样本，研读教材，选择教材中的可进行小实验的内容，撰写教材分析。

围绕小实验的具体内容选择设计教学活动，进行课堂实践，撰写教学案例。

 有了对教材内容的解读，在课堂实践中就有了新的开拓和尝试。以《观察物体》为例，呈现课堂实践：

《观察物体》属于 “空间与图形”的领域。对于这部分内容，《课标》明确指出：应注重所学知识与日常生活的密切联系；应注重使学生在观察、操作等活动中，获得对简单几何体和平面图形的直观经验，建立初步的空间观念。

市场上所买的小正方体比较小，不利于学生观察。鉴于此，不妨让学生动手做一些小正方体，一方面培养学生的动手操作能力；另一方面为后续正方体的学习做铺垫。

因此，我们备课组制作了正方体模板，供学生裁剪黏贴。

    通过学生亲自参与制作，动手摆一摆、看一看、画一画的过程，让学生感受到多个物体组合成的图形从不同的位置可以看到不同的形状，也让学生感知对于抽象的空间图形可以借助一些小活动帮助我们形象直观的来进行观察，在此渗透了动手操作在空间与图形这一领域的重要性。

3．课题总结阶段（2015年9月 ～ 2016年1月）：

梳理过程性资料，编撰成册。

总结课题研究经验，撰写课题研究报告。

经过近一年的课题研究，课题组成员每次、以一个单元为切入点，挖掘单元中可进行小实验的内容，并设计合理的数学小实验。研究课也取得了一定进展。郑梅老师执教《认识毫升》呈现了抽象的概念教学借助大量丰富的实验，转抽象为形象。陶良涛老师执教《可能性》则反映了动手做在活动性课程中的意义。陈婧诚老师撰写的论文《动手操作，架起儿童数学学习“彩虹桥”——由“认识面积”中比较面积大小引发的思考》则阐述了数学小活动在面积概念的认识中具有重要的作用。单信执教《周期规律》则利用新的教学形式将活动与数学课进行整合，全面调动学生的积极性。

七、课题研究成果；

1.结合本学期的研究，认清了“数学小实验”在数学课堂中的重要性

数学小实验的单一和不足，必须引起我们对相关问题的思考和探究。通过本课题的研究，挖掘四年级数学教材中适合学生动手操作进行试验的内容，培养学生创新能力和探索精神，突出学生主体、激发学生求知欲和好奇心，鼓励学生独立学习的新型教学形式——数学实验教学模式。

（1）实验开发，挖掘内在课程资源

（2）实验操作，发展潜在数学能力

（3）实验应用，积累丰富实践经验

2.结合本学期的研究，明确了“数学小实验”概念的界定及分类

  概念：数学小实验是数学活动的一部分。

        数学小实验是一种探究的过程。

        数学小实验是体验，是经历。

        数学小实验既是能力，也是过程。

分类：直接的数学小实验、间接的数学小实验、专门设计的数学小实验

3.结合本学期的研究，已经达到了的研究目标

学生方面：

通过数学小实验，引导学生通过观察、操作、猜测等实验活动，培养学生在教师指

导下，主动探索数学知识的意识；在实验操作过程中，加强学生对数学知识的理解与运用，体会数学与生活的联系。本学期的活动中，学生具备了一定的实验意识，学会借助小实验分析问题、探究问题并解决问题。能由表及里获取实验表象背后的数学知识，思维能力得到发展，动手能力得到提升，从而提升学生的数学素养。

在暑假期间进行有关水的小实验，进行观察、记录和发现，并以数学小报的形式呈现最终的成果，为此课题提供了大量的过程性资料及有力的实验支撑。

教师方面：

（1）依托教材，积极借助小实验开展课堂教学。

郑梅执教《认识毫升》

陶良涛执教《可能性》

陈婧诚执教《观察物体》

单信执教《周期规律》

（2）建构实施小实验的教学组织形式与结构。

创设情境、问题驱动——引导学生在“问”中触碰数学小实验的“激发点”

实验活动、有序体验——引导学生在“动”中探究数学小实验的“展开点”

自主探究、合作交流——引导学生在“悟”中提炼数学小实验的“内化点”

解决问题、应用拓展——引导学生在“用”中积累数学小实验的“深化点”

回顾总结、质疑反思——引导学生在“思”中激活数学小实验的“反思点”

（3）以数学知识为载体，以数学小实验为导向，在实践和反思的基础上形成相关的典型案例、反思及论文。

《动手操作，架起儿童数学学习“彩虹桥”——由“认识面积”中比较面积大小引发的思考》

获“师陶杯”贰等奖、“市小数年会”贰等奖

《“动手操作”是创生智慧的摇篮》获“杏坛杯·素质教育征文”贰等奖

单信执教《周期规律》获四城区课堂教学观摩一等奖

中小学互动课堂教学实践观摩活动一等奖

 《运动及身体的变化》、《怎样滚得远》、《周期规律》等教案；记录《观察物体》、《升和毫升》等小实验的实验流程；形成《观察物体》等反思。

八、课题研究存在的主要问题及今后的设想。

1.教学实践中小实验开展的有效性需要深入的研究

   为了教学的需要开展的小实验，实现促进教学的目的。但往往在教学时，太过于追求实验的结果，遗失了实验过程中的注意事项。因此，组织学生进行实验时，出现了一些误差。在发现问题之后，却没有找出原因，提醒学生注意实验的规范性。

2.预期的研究内容有遗漏

四年级实验的开发和利用，包括两个学期。主要研究了第一学期的实验开展情况，第二学期未涉及。

3.实验的落实得不到保障

   一堂课的时间若进行大量的实验，会影响课堂的进度。在处理实验和教学时，存在一定的困扰，特别是综合实践类课程《怎样滚得远》和《运动和身体的变化》，让学生回家自己进行实验，这样的实验是否有效，能否达到预期的目的，值得思考。