陳天

摘? 要 從創(chuàng)客教育的理念出發(fā)，分析小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值，反思小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，提出小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)路徑，希望對提高小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞 創(chuàng)客教育;小學(xué)數(shù)學(xué);數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn);交互式電子白板

中圖分類號：G623.5? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）01-0098-03

1 前言

創(chuàng)客教育（Maker Education）是在融合體驗(yàn)教育、項(xiàng)目學(xué)習(xí)法、創(chuàng)新教育、DIY理念的基礎(chǔ)上，以學(xué)生為中心，與實(shí)踐相結(jié)合的新型教育理念[1]。創(chuàng)客教育自誕生之日起就受到世界各國教育界的極大推崇，目前，北京大學(xué)、山東科技大學(xué)等多所高校建立起較為完備的創(chuàng)客空間，并定期開展創(chuàng)意分享、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)等活動(dòng)。這些持續(xù)升溫的創(chuàng)客活動(dòng)雖然與高速發(fā)展的信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)不無關(guān)系，但深究其原因，是創(chuàng)客教育所倡導(dǎo)的教育理念如體驗(yàn)教育、項(xiàng)目學(xué)習(xí)法、創(chuàng)新教育、DIY思想與我國新課程所倡導(dǎo)的以人為本的教育理念具有相通之處，是這些先進(jìn)的教育理念對當(dāng)今世界各國教育帶來持續(xù)而深遠(yuǎn)的影響。

2 創(chuàng)客教育理念助推學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式變革

下面先看一看創(chuàng)客教育所倡導(dǎo)的幾種主要教育理念。

項(xiàng)目學(xué)習(xí)法? 項(xiàng)目學(xué)習(xí)法就是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，在一定的時(shí)間和情境中，通過團(tuán)隊(duì)成員的協(xié)作努力完成一系列預(yù)定目標(biāo)的教學(xué)方法。在這一過程中，學(xué)生全部或部分獨(dú)立組織，通過分工與協(xié)作，研究問題、得出結(jié)論。在處理項(xiàng)目遇到困難時(shí)，他們往往通過學(xué)科研究手段如實(shí)驗(yàn)、分析、協(xié)作與共享等來完成。項(xiàng)目學(xué)習(xí)法雖然有很多靈活的方式，但仍然強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在分工協(xié)作完成任務(wù)過程中大膽探索與獨(dú)立發(fā)現(xiàn)。項(xiàng)目學(xué)習(xí)法是一種非常典型的以學(xué)生為中心的實(shí)用主義教學(xué)法，在數(shù)學(xué)探究實(shí)驗(yàn)過程中常常被使用，深受廣大師生喜愛。

創(chuàng)新教育? 我國在1998年正式提出創(chuàng)新教育這一理念，創(chuàng)客教育繼承了創(chuàng)新教育的理念，用來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維以及創(chuàng)新能力?，F(xiàn)代教育研究表明，學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)是現(xiàn)實(shí)的、富有挑戰(zhàn)性的，好的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程應(yīng)該是學(xué)生不斷地進(jìn)行猜想、嘗試、發(fā)現(xiàn)、推理、驗(yàn)證的動(dòng)態(tài)生成過程。因此，近年來新課程極力倡導(dǎo)數(shù)學(xué)操作實(shí)驗(yàn)教學(xué)這種新型教學(xué)方法，其目的就在于滿足學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的動(dòng)手動(dòng)腦之需，逐步提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力，從而實(shí)現(xiàn)“人人學(xué)有用的數(shù)學(xué)，不同的人有不同的發(fā)展”的個(gè)性化創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)。

體驗(yàn)教育? 由于長期受應(yīng)試教育思想的影響，我國教育培養(yǎng)的人才創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力普遍較弱，導(dǎo)致我國應(yīng)對經(jīng)濟(jì)全球化所需高端創(chuàng)新人才極度匱乏。當(dāng)創(chuàng)客精神、創(chuàng)客文化與教育相遇，創(chuàng)客教育便誕生了。創(chuàng)客教育強(qiáng)調(diào)體驗(yàn)教育的深度參與，繼承了在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力的思想?？梢哉f，創(chuàng)客教育巧妙融進(jìn)創(chuàng)新教育、體驗(yàn)教育及建構(gòu)主義的思想元素，契合了學(xué)生富有好奇心和創(chuàng)造力的天性，對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)起到助推作用。

DIY理念? DIY理念泛指不通過專家和專業(yè)人士的幫助，自己修理、改造、制造或創(chuàng)造一樣?xùn)|西的過程[2]。數(shù)學(xué)教學(xué)無論是獲得某種數(shù)學(xué)理論，還是驗(yàn)證某種數(shù)學(xué)猜想、解決某種數(shù)學(xué)問題，往往都需要學(xué)生利用一些數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)工具或?qū)W具，由學(xué)生獨(dú)立操作或小組合作完成，以便再現(xiàn)數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)過程，增強(qiáng)學(xué)生的獲得感。這種既培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦能力，又崇尚精益求精、尚工重器的工匠精神，正是DIY理念的重要特征。事實(shí)上，很多創(chuàng)客都是從DIY愛好者逐步走上創(chuàng)客之路的。

信息技術(shù)融合? 隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展和3D打印技術(shù)、微控制器等開源硬件平臺(tái)的日益成熟，創(chuàng)客教育正在掀起一股席卷全球的教育變革浪潮[3]。創(chuàng)客教育作為新興的教育理念，越來越依賴于現(xiàn)代科技的發(fā)展，日新月異的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為創(chuàng)客教育提供了豐富的知識儲(chǔ)備與技術(shù)支撐，而創(chuàng)客教育所推崇的創(chuàng)客文化也正是現(xiàn)代教育所倡導(dǎo)的“要構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個(gè)性化、終身化的教育體系”的有機(jī)組成部分，學(xué)習(xí)型社會(huì)對人才的迫切需求促進(jìn)了創(chuàng)客教育的進(jìn)一步發(fā)展。

3 從創(chuàng)客視角審視小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值

與實(shí)踐對接? 數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是指為獲得某種數(shù)學(xué)理論，檢驗(yàn)?zāi)硞€(gè)數(shù)學(xué)猜想，解決某類問題，實(shí)驗(yàn)者運(yùn)用一定的物質(zhì)手段，在特定的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下進(jìn)行的探索、研究性的數(shù)學(xué)思維活動(dòng)[4]。站在創(chuàng)客的視角來看數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，就是讓兒童的數(shù)學(xué)思想與數(shù)學(xué)實(shí)踐實(shí)現(xiàn)完美對接，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)過程成為一個(gè)生動(dòng)活潑的、主動(dòng)的和富有個(gè)性的過程。教育的本質(zhì)在于參與，即充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主體能動(dòng)性，增強(qiáng)他們的合作、交流、參與意識，讓更多的學(xué)生最大限度地參與教學(xué)活動(dòng)，用自己的思維方式積極主動(dòng)地建構(gòu)知識。

歸納與演繹交融? 數(shù)學(xué)是一門歸納與演繹交融的學(xué)科。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)構(gòu)建了兒童“用手操作、動(dòng)腦思考”的學(xué)習(xí)方式，在動(dòng)手做的過程中，兒童才有足夠的時(shí)間、空間和機(jī)會(huì)經(jīng)歷猜想、觀察、實(shí)驗(yàn)、推理、驗(yàn)證等數(shù)學(xué)思維活動(dòng)的全過程。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生仿佛就是一個(gè)個(gè)小創(chuàng)客，各種猜想假設(shè)、奇思妙想在他們的頭腦中萌生，各種演繹論證在小組合作交流中越辯越明……學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)探索的奧秘，體會(huì)到收獲知識的快樂，激活創(chuàng)造性思維。

思維與創(chuàng)造共生? 數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅出現(xiàn)在現(xiàn)行的教材中，而且在學(xué)生生活中也客觀存在著。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生常常一邊利用實(shí)物模型或數(shù)學(xué)教具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，或通過計(jì)算機(jī)模擬、自我設(shè)計(jì)、動(dòng)手制作，體驗(yàn)問題解決的過程，一邊又積極主動(dòng)地進(jìn)行觀察、分析、推理、抽象、概括等思維活動(dòng)。因此，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)就是感性觀察與理性思考并存、形象思維與抽象思維交織共生的創(chuàng)造性思維活動(dòng)過程，學(xué)生在此過程中真真切切地深入領(lǐng)悟了“做中學(xué)、學(xué)中悟、悟中創(chuàng)”的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)奧秘。也難怪創(chuàng)客們說數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)就是兒童數(shù)學(xué)創(chuàng)造性思維的孵化器。

4 從創(chuàng)客教育的視角探尋小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的眾創(chuàng)路徑

從“約”到“放”，敞露實(shí)驗(yàn)之趣? 有教育家曾說：“在人的心靈深處，都有一種根深蒂固的需要，這就是希望自己是個(gè)發(fā)明家、研究者、探索者?！币虼耍趯?shí)驗(yàn)教學(xué)過程中必須把學(xué)生作為認(rèn)識和發(fā)展的主體，充分尊重他們的主體地位，喚醒他們的主體意識。如一位教師在教學(xué)“可能性”時(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)探究游戲：在一個(gè)紙箱中依次放入同樣大小、顏色不同的紅球五個(gè)、黃球三個(gè)、白球兩個(gè)，分三組進(jìn)行摸球比賽，判斷哪組獲勝的可能性大？為什么大？然后讓學(xué)生進(jìn)行游戲驗(yàn)證，進(jìn)而引出要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)，學(xué)生積極性非常高，思維也沒有受到絲毫的約束，都樂于參與到游戲中來，不僅對可能性的大小有了初步的理解和認(rèn)識，而且能自主設(shè)計(jì)游戲規(guī)則來改變可能性的大小，儼然成為一個(gè)數(shù)學(xué)意義上的創(chuàng)客，趣味橫生。

從“易”到“難”，呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)之理? 兒童在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中常常會(huì)產(chǎn)生許多“迷思概念”，可以用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法逐步點(diǎn)化兒童思維，使兒童思維敞亮。正如教育家杜威所說，最有效的教學(xué)方法就是讓學(xué)生把自己的思想轉(zhuǎn)化成實(shí)驗(yàn)，用實(shí)踐活動(dòng)來證明或表達(dá)自己的思想。而實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)表明，學(xué)生對于實(shí)踐動(dòng)手類的活動(dòng)興致比較高，能調(diào)動(dòng)他們的手、眼、腦等多種器官參與學(xué)習(xí)。如在教學(xué)“分?jǐn)?shù)的基本性質(zhì)”時(shí)，筆者設(shè)計(jì)了如下自主實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。

1）給每個(gè)小組發(fā)三張同樣大小的長方形紙，分工合作，分別折出它的1/2、2/4、4/8，同小組議一議：發(fā)現(xiàn)了什么？

2）利用電子白板演示（三堆蘋果，每堆12個(gè)），分別圈出它的1/3、2/6、4/12，觀察比較：又發(fā)現(xiàn)了什么？

3）全班交流，發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象的規(guī)律。

4）引導(dǎo)學(xué)生歸納、概括出分?jǐn)?shù)的基本性質(zhì)。

5）讓學(xué)生再舉一些生活中的例子驗(yàn)證規(guī)律的普遍性。

6）解決實(shí)際生活問題。

從“易”到“難”、由此及彼的梯度呈現(xiàn)設(shè)計(jì)，讓更多的學(xué)生主動(dòng)參與到特定的數(shù)學(xué)探究活動(dòng)中來，通過自己的操作、觀察、猜測、推理、類比、歸納與交流等數(shù)學(xué)思維活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)分?jǐn)?shù)的基本性質(zhì)，加深對所學(xué)知識的理解，同時(shí)解開心中的疑惑，使學(xué)生由被動(dòng)接受知識的容器變成主動(dòng)建構(gòu)知識的創(chuàng)客。

從“外”到“內(nèi)”，彰顯實(shí)驗(yàn)之意? 創(chuàng)造性思維的特點(diǎn)是靈活、獨(dú)特、新穎，而且人人都具有創(chuàng)造性思維。對于動(dòng)作、形象思維占優(yōu)勢的小學(xué)生來說，他們最深刻的體驗(yàn)?zāi)^于自己親手實(shí)踐過的東西。因此，能夠讓兒童外顯的實(shí)踐操作與內(nèi)隱的數(shù)學(xué)思維有機(jī)結(jié)合起來，即讓實(shí)驗(yàn)活動(dòng)成為“外化”的思維活動(dòng)，讓思維訓(xùn)練成為“內(nèi)化”的思維活動(dòng)，方能彰顯實(shí)驗(yàn)之意。

如“圓的面積”一課，教師先讓學(xué)生分小組動(dòng)手操作，把一個(gè)圓等分成四份、八份，利用已有知識轉(zhuǎn)化成一個(gè)近似的平行四邊形，并根據(jù)平行四邊形的面積公式推導(dǎo)出圓面積的計(jì)算公式。這時(shí)教師進(jìn)一步啟發(fā)誘導(dǎo)：如果把一個(gè)圓等分成16份、32份……，會(huì)發(fā)生什么變化？你能推導(dǎo)出圓面積計(jì)算公式嗎？這不但向?qū)W生滲透了轉(zhuǎn)化成長方形的極限的思想，而且誘發(fā)了學(xué)生的發(fā)散思維，想象出還可以把圓轉(zhuǎn)化成三角形推導(dǎo)圓面積計(jì)算公式的思路。學(xué)習(xí)一些概念、公式、定理，不僅要讓學(xué)生掌握它的結(jié)論，知道它的用途，理解其中的運(yùn)算和推理技巧，還要讓學(xué)生深刻理解這些定理、概念、公式的形成過程，加深對事物本質(zhì)的理解，從而激發(fā)學(xué)生探索數(shù)學(xué)知識的奧妙，拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維。

因此，在平時(shí)的教學(xué)中要讓學(xué)生把學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識、動(dòng)手操作實(shí)踐和發(fā)展學(xué)生思維能力有機(jī)結(jié)合起來，要有目的、有計(jì)劃地對學(xué)生進(jìn)行想象思維、發(fā)散思維、聯(lián)想思維、類比思維、逆向思維的訓(xùn)練，使學(xué)生不拘泥于現(xiàn)成的結(jié)論，善于應(yīng)變，敢于創(chuàng)新，成為真正意義上的創(chuàng)客。

從“低”到“高”，凸顯信息技術(shù)價(jià)值? 目前，與課本完全配套使用的實(shí)驗(yàn)用具普遍偏少，農(nóng)村中小學(xué)學(xué)生信息技術(shù)應(yīng)用能力普遍偏低，而現(xiàn)代信息技術(shù)正深刻影響人們的學(xué)習(xí)、工作和生活方式，因此急需提高學(xué)生應(yīng)用信息技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)的能力。交互式電子白板集文本、聲音、圖形、圖像、動(dòng)畫于一體，知識信息容量大，內(nèi)容充實(shí)形象。對于一些實(shí)驗(yàn)器具較難準(zhǔn)備的探究性、結(jié)論性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，教師還可以借助交互式電子白板的虛擬實(shí)驗(yàn)，不但能檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性，減少學(xué)生動(dòng)手操作帶來的誤差，還能讓學(xué)生感受到現(xiàn)代科技的神奇。同時(shí)，交互式電子白板還可以作為創(chuàng)客作品展示的平臺(tái)，如果經(jīng)常讓學(xué)生借助交互式電子白板展示自己的思維成果，時(shí)間久了，不但能提高學(xué)生對信息技術(shù)的應(yīng)用能力，而且能促進(jìn)學(xué)生個(gè)性思維的發(fā)展。

5 結(jié)語

在創(chuàng)客教育開展得如火如荼的今天，教學(xué)要走出傳統(tǒng)封閉的模式，向絢麗多彩的大千世界開放，鼓勵(lì)學(xué)生走出狹隘的個(gè)人小天地，在生活中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識，在實(shí)踐中鍛煉、發(fā)展數(shù)學(xué)思維，提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

參考文獻(xiàn)

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