(二) 相关概念的界定
曹一鸣认为,数学实验是指为获得某种数学理论,检验某个数学猜想,解决某类数学问题,实验者运用一定的物质手段,在数学思维活动的参与下在特定的实验环境下进行探索、研究活动。 邵光华等认为,教学实验是指,为获得某种数学理论,探求或验证某个数学猜想,解决某类数学问题,运用一定的物质技术手段,经由数学思维活动的参与,在典型的环境中或特定的条件下进行的一种数学实践活动。 这些概念有共同的要素:数学实验的本质是一种活动,它以获得数学理论、检验数学猜想、解决数学问题为目的,需要借助一定的物质手段和典型环境进行。
喻平、董林伟将数学实验表述为:数学实验是学生通过动手动脑,以“做”为支架的数学教与学的活动方式,是在教师的引导下,学生运用有关工具,通过实际操作,在认知与非认知因素参与下进行的一种发现数学结论、理解数学知识、验证数学结论的思维活动。 这种表述综合了数学实验的基本要素,将数学的学科特征和学生学习特征相结合,把数学实验作为教学活动的一个环节,强调了学生的动手操作,体现了学生主体、教师主导的教学思想。
结合上述数学实验的基本要素与本质特征,本文将数学实验定义为:数学实验是一种学生在教师引导下以获得数学理论、检验数学猜想、解决数学问题为目的的动手操作活动。
(三) 研究现状
1. 数学实验在西方的研究情况
“数学实验”一词最早出现在波利亚的著作《数学的猜想》与《怎样解题》中。20世纪中叶,计算机的出现促进了数学实验的发展。1986 年,国际数学教育委员会提出“有必要去选择那些鼓励和促进实验方法的数学课题和领域”后,美国 Mount Holyoke College 数学系于 1989 年就在教学计划中增加了大学本科数学实验课程“数学实验室”,并出版了《数学实验室》教材。 1996年,在第八届国际数学教育大会上"实验数学"一词被正式提出,数学实验得到了国际数学界的广泛重视。
在发达国家,数学实验已经成为一种常用的数学教学方式。美国的中学设有专门的数学实验室供学生数学学习使用,英国的中学教材例如SMP教材中有许多数学实验的材料。美国2000年《学校数学的原则和标准》中要求教师应该选择和使用合适的课程材料、工具与教学技术,组织适当的实验以支持学生的数学学习。 由此可见,数学实验课程在国外已经有了广泛的开展。
2. 数学实验在中国的发展现状
在我国,数学实验起初是与大学数学建模教学联系在一起的。1995 年“国家数学高等教育面向21世纪数学内容课程体系改革”和“理科非数学类专业高等数学课程体系和内容改革”中,把“数学实验”作为高校非数学专业的数学基础课。之后的2001 年,中科院林夏水先生在“全国数学科学方法论与数学创新教育学术交流会”上提出,可以在中学开设数学实验。在此建议的基础上,数学实验教学在中学逐步开展起来。如北京四中李晋渊、刘坤《数学实验的数学价值》一文中阐述了数学实验的必要性、可行性,并结合一个实验课例,指出了数学实验的指导思想及教学价值。董林伟等人的《初中数学实验的理论研究与实践探索》对初中数学实验进行了系统的研究与实践,内容涉及数学实验的概念和类型、设计原则、实施模式及评价等。目前,初中数学实验已发展至较为成熟的水平。 小学数学实验课开设现状的调查研究(4):http://www.chuibin.com/jiaoxue/lunwen_206232.html

