陳天

摘? 要 從創(chuàng)客教育的理念出發(fā)，分析小學數(shù)學實驗教學的價值，反思小學數(shù)學實驗教學存在的問題，提出小學數(shù)學實驗教學的改進路徑，希望對提高小學數(shù)學實驗教學質量具有借鑒意義。

關鍵詞 創(chuàng)客教育;小學數(shù)學;數(shù)學實驗;交互式電子白板

中圖分類號：G623.5? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）01-0098-03

1 前言

創(chuàng)客教育（Maker Education）是在融合體驗教育、項目學習法、創(chuàng)新教育、DIY理念的基礎上，以學生為中心，與實踐相結合的新型教育理念[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、山東科技大學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)品設計和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培訓等活動。這些持續(xù)升溫的創(chuàng)客活動雖然與高速發(fā)展的信息技術、互聯(lián)網(wǎng)等新技術不無關系，但深究其原因，是創(chuàng)客教育所倡導的教育理念如體驗教育、項目學習法、創(chuàng)新教育、DIY思想與我國新課程所倡導的以人為本的教育理念具有相通之處，是這些先進的教育理念對當今世界各國教育帶來持續(xù)而深遠的影響。

2 創(chuàng)客教育理念助推學校實驗教學模式變革

下面先看一看創(chuàng)客教育所倡導的幾種主要教育理念。

項目學習法? 項目學習法就是學生在教師的指導下，在一定的時間和情境中，通過團隊成員的協(xié)作努力完成一系列預定目標的教學方法。在這一過程中，學生全部或部分獨立組織，通過分工與協(xié)作，研究問題、得出結論。在處理項目遇到困難時，他們往往通過學科研究手段如實驗、分析、協(xié)作與共享等來完成。項目學習法雖然有很多靈活的方式，但仍然強調以學生為中心，強調學生在分工協(xié)作完成任務過程中大膽探索與獨立發(fā)現(xiàn)。項目學習法是一種非常典型的以學生為中心的實用主義教學法，在數(shù)學探究實驗過程中常常被使用，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，學生的數(shù)學學習內容應當是現(xiàn)實的、富有挑戰(zhàn)性的，好的數(shù)學學習過程應該是學生不斷地進行猜想、嘗試、發(fā)現(xiàn)、推理、驗證的動態(tài)生成過程。因此，近年來新課程極力倡導數(shù)學操作實驗教學這種新型教學方法，其目的就在于滿足學生學習過程中的動手動腦之需，逐步提升學生的動手實踐能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力，從而實現(xiàn)“人人學有用的數(shù)學，不同的人有不同的發(fā)展”的個性化創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標。

體驗教育? 由于長期受應試教育思想的影響，我國教育培養(yǎng)的人才創(chuàng)新能力和動手能力普遍較弱，導致我國應對經(jīng)濟全球化所需高端創(chuàng)新人才極度匱乏。當創(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)客教育強調體驗教育的深度參與，繼承了在實踐中培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和實踐能力的思想?？梢哉f，創(chuàng)客教育巧妙融進創(chuàng)新教育、體驗教育及建構主義的思想元素，契合了學生富有好奇心和創(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)造一樣東西的過程[2]。數(shù)學教學無論是獲得某種數(shù)學理論，還是驗證某種數(shù)學猜想、解決某種數(shù)學問題，往往都需要學生利用一些數(shù)學實驗工具或學具，由學生獨立操作或小組合作完成，以便再現(xiàn)數(shù)學發(fā)現(xiàn)過程，增強學生的獲得感。這種既培養(yǎng)學生動手動腦能力，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。

信息技術融合? 隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展和3D打印技術、微控制器等開源硬件平臺的日益成熟，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)代科學技術為創(chuàng)客教育提供了豐富的知識儲備與技術支撐，而創(chuàng)客教育所推崇的創(chuàng)客文化也正是現(xiàn)代教育所倡導的“要構建網(wǎng)絡化、數(shù)字化、個性化、終身化的教育體系”的有機組成部分，學習型社會對人才的迫切需求促進了創(chuàng)客教育的進一步發(fā)展。

3 從創(chuàng)客視角審視小學數(shù)學實驗教學的價值

與實踐對接? 數(shù)學實驗是指為獲得某種數(shù)學理論，檢驗某個數(shù)學猜想，解決某類問題，實驗者運用一定的物質手段，在特定的實驗環(huán)境下進行的探索、研究性的數(shù)學思維活動[4]。站在創(chuàng)客的視角來看數(shù)學實驗教學，就是讓兒童的數(shù)學思想與數(shù)學實踐實現(xiàn)完美對接，讓學生的學習過程成為一個生動活潑的、主動的和富有個性的過程。教育的本質在于參與，即充分調動學生的主體能動性，增強他們的合作、交流、參與意識，讓更多的學生最大限度地參與教學活動，用自己的思維方式積極主動地建構知識。

歸納與演繹交融? 數(shù)學是一門歸納與演繹交融的學科。數(shù)學實驗構建了兒童“用手操作、動腦思考”的學習方式，在動手做的過程中，兒童才有足夠的時間、空間和機會經(jīng)歷猜想、觀察、實驗、推理、驗證等數(shù)學思維活動的全過程。在數(shù)學實驗過程中，學生仿佛就是一個個小創(chuàng)客，各種猜想假設、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……學生在實驗中發(fā)現(xiàn)數(shù)學探索的奧秘，體會到收獲知識的快樂，激活創(chuàng)造性思維。

思維與創(chuàng)造共生? 數(shù)學實驗不僅出現(xiàn)在現(xiàn)行的教材中，而且在學生生活中也客觀存在著。在數(shù)學實驗學習過程中，學生常常一邊利用實物模型或數(shù)學教具進行實驗，或通過計算機模擬、自我設計、動手制作，體驗問題解決的過程，一邊又積極主動地進行觀察、分析、推理、抽象、概括等思維活動。因此，數(shù)學實驗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)造性思維活動過程，學生在此過程中真真切切地深入領悟了“做中學、學中悟、悟中創(chuàng)”的數(shù)學學習奧秘。也難怪創(chuàng)客們說數(shù)學實驗就是兒童數(shù)學創(chuàng)造性思維的孵化器。

4 從創(chuàng)客教育的視角探尋小學數(shù)學實驗教學的眾創(chuàng)路徑

從“約”到“放”，敞露實驗之趣? 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發(fā)明家、研究者、探索者?！币虼?，在實驗教學過程中必須把學生作為認識和發(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“可能性”時，設計一個探究游戲：在一個紙箱中依次放入同樣大小、顏色不同的紅球五個、黃球三個、白球兩個，分三組進行摸球比賽，判斷哪組獲勝的可能性大？為什么大？然后讓學生進行游戲驗證，進而引出要學習的內容。

這樣的教學設計，學生積極性非常高，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識，而且能自主設計游戲規(guī)則來改變可能性的大小，儼然成為一個數(shù)學意義上的創(chuàng)客，趣味橫生。

從“易”到“難”，呈現(xiàn)實驗之理? 兒童在數(shù)學學習中常常會產(chǎn)生許多“迷思概念”，可以用數(shù)學實驗的方法逐步點化兒童思維，使兒童思維敞亮。正如教育家杜威所說，最有效的教學方法就是讓學生把自己的思想轉化成實驗，用實踐活動來證明或表達自己的思想。而實際教學經(jīng)驗表明，學生對于實踐動手類的活動興致比較高，能調動他們的手、眼、腦等多種器官參與學習。如在教學“分數(shù)的基本性質”時，筆者設計了如下自主實驗探究活動。

1）給每個小組發(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），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）引導學生歸納、概括出分數(shù)的基本性質。

5）讓學生再舉一些生活中的例子驗證規(guī)律的普遍性。

6）解決實際生活問題。

從“易”到“難”、由此及彼的梯度呈現(xiàn)設計，讓更多的學生主動參與到特定的數(shù)學探究活動中來，通過自己的操作、觀察、猜測、推理、類比、歸納與交流等數(shù)學思維活動，發(fā)現(xiàn)分數(shù)的基本性質，加深對所學知識的理解，同時解開心中的疑惑，使學生由被動接受知識的容器變成主動建構知識的創(chuàng)客。

從“外”到“內”，彰顯實驗之意? 創(chuàng)造性思維的特點是靈活、獨特、新穎，而且人人都具有創(chuàng)造性思維。對于動作、形象思維占優(yōu)勢的小學生來說，他們最深刻的體驗莫過于自己親手實踐過的東西。因此，能夠讓兒童外顯的實踐操作與內隱的數(shù)學思維有機結合起來，即讓實驗活動成為“外化”的思維活動，讓思維訓練成為“內化”的思維活動，方能彰顯實驗之意。

如“圓的面積”一課，教師先讓學生分小組動手操作，把一個圓等分成四份、八份，利用已有知識轉化成一個近似的平行四邊形，并根據(jù)平行四邊形的面積公式推導出圓面積的計算公式。這時教師進一步啟發(fā)誘導：如果把一個圓等分成16份、32份……，會發(fā)生什么變化？你能推導出圓面積計算公式嗎？這不但向學生滲透了轉化成長方形的極限的思想，而且誘發(fā)了學生的發(fā)散思維，想象出還可以把圓轉化成三角形推導圓面積計算公式的思路。學習一些概念、公式、定理，不僅要讓學生掌握它的結論，知道它的用途，理解其中的運算和推理技巧，還要讓學生深刻理解這些定理、概念、公式的形成過程，加深對事物本質的理解，從而激發(fā)學生探索數(shù)學知識的奧妙，拓展學生的創(chuàng)新思維。

因此，在平時的教學中要讓學生把學習數(shù)學知識、動手操作實踐和發(fā)展學生思維能力有機結合起來，要有目的、有計劃地對學生進行想象思維、發(fā)散思維、聯(lián)想思維、類比思維、逆向思維的訓練，使學生不拘泥于現(xiàn)成的結論，善于應變，敢于創(chuàng)新，成為真正意義上的創(chuàng)客。

從“低”到“高”，凸顯信息技術價值? 目前，與課本完全配套使用的實驗用具普遍偏少，農(nóng)村中小學學生信息技術應用能力普遍偏低，而現(xiàn)代信息技術正深刻影響人們的學習、工作和生活方式，因此急需提高學生應用信息技術進行學習的能力。交互式電子白板集文本、聲音、圖形、圖像、動畫于一體，知識信息容量大，內容充實形象。對于一些實驗器具較難準備的探究性、結論性實驗活動，教師還可以借助交互式電子白板的虛擬實驗，不但能檢驗實驗結果的正確性，減少學生動手操作帶來的誤差，還能讓學生感受到現(xiàn)代科技的神奇。同時，交互式電子白板還可以作為創(chuàng)客作品展示的平臺，如果經(jīng)常讓學生借助交互式電子白板展示自己的思維成果，時間久了，不但能提高學生對信息技術的應用能力，而且能促進學生個性思維的發(fā)展。

5 結語

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

參考文獻

[1]祝智庭，孫妍妍.創(chuàng)客教育：信息技術使能的創(chuàng)新教育實踐場[J].中國電化教育，2015（1）：14-21.

[2]李建忠，趙國貞，邢存恩，等.基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的采礦專業(yè)DIY模型教學實踐[J].教育教學論壇，2017（49）：200-202.

[3]裴卓云，李澤瑜，王海蘭.國內創(chuàng)客教育文獻綜述[J].西部素質教育，2017（12）：189-190.

[4]劉菲.有效運用數(shù)學實驗解決數(shù)學思維瓶頸：一道試題中運用數(shù)學實驗的可行性紀實[J].數(shù)學大世界，2017（6）：65，71.