《小学数学自制教具(学具)的研究与探讨》开题报告
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《小学数学自制教具（学具）的研究与探讨》开题报告
泰州实验学校数学课题组
一、课题提出的背景分析
，基础教育课程改革在全国范围正式启动，
< br>课程改革力图改
变以往课程内容难、繁、偏、旧的倾向和单一的课程结构，构建充
分
体现综合性、
均衡性和选择性的新的基础教育体系。
课程改革充分借
鉴了国际先进教育理念、
教育思
想和改革的成果，
具有相当程度的创
新力度，
< br>引发了教学理念、
教学方法、
教材以及教学评价的重大变
革。
构建充满生命力的课堂教学运行体系，
是我们一线教师所面
临的更实
在的任务。
随着改革的不断深化，
对数学实验教学进行深入研究的迫
切性日益显现。
一方面，
数学课程标准及配套实验教材与原教材相比
显现出明显的变化，
形成与原教材相匹配的实验教具器材与实验教材
教学的实际需要
匹配失衡，
出现品种上诸多断口及数量上的不足。
另
一方面，实施新课程的教学过程中，教师要改变教和学的方式，促进
学生自
主学习，
让学生在自主探究中构建知识，
教师和学生的角色都<
/p>
发生了根本转变；研究性学习的开展，教学教法的创新，探究方式发
生转变，
都必须依靠教学装备来支撑。
在以科学探究为教学之
本的数
学教学，失去了实验教具、器材的支持，便无异于在做无米之炊，会
制约数学教学的顺利开展。因此，开展新课程背景下“数学自制教具”
的系统
研究，对拓展和开发课程资源，对新课程实验的深入发展，三
维课程目标的落实，都具有
十分重要的意义。
二、课题基本概念界定
㈠自制教具
⒈顾名思义，
自制教具是教师和学生利用简便易行的方法，
就地
取材，
自己动手制作的教具。
国际上通常把自制教具称之为“无
价”
(non
－
cost)
或“廉价”
(low
－
c
ost)
教具。这种称呼仅指制作教具的成本低，
不是指教具的
实际价值低。
⒉除此之外，
我们还应树立大自制教具的观念。
所谓大自制教具
是指，将对学生进行素质教育的一切媒体和工具都纳入教具的范畴。
除教具、学具、
标本、模型及实验训练器材外，还包括供学生学习数
学知识所需的教具，
生产、
生活用具及社会实践活动中的一切工具和
材料等
。
⒊自制教具是一种富有创造性的科技实践活动。
通过这种活动不
仅能提高教学质量，
而且能激发学
生的创造精神，
培养学生的创新能
力。从教具的发展历史看，<
/p>
教具起源于自制教具，这个自制教具的活
动会贯穿整个教具发展的
始终。
从改革教学方法的角度看，
它会比一
般教具更有使用价值。
国外教育界的人士非但不小看这种廉价的自制
教具，还非常推崇它，广为提倡。
㈡小学数学自制教具
是指针对小学数
学教材，适用于小学数学课堂教学的教具（学
具）。这些教具（学具）的自制，利于培养
学生的动手能力，创新意
识，发展学生的创造力。
三、相关研究的现状和趋势分析
搜索
国内期刊文献可知，目前直接以“自制教具”为题发表的成
果，绝大多数是具体介绍如何
去制作和运用特定的教具、学具，少数
文章涉及自制教具的功能和价值的问题。
90
年代提倡自制教具主要
是为了缓和当时教学
仪器的短缺，
自制教具是以仿制教师课堂演示用
的仪器为主。改
革开放以来，随着数学教学改革的不断深化，自制教
具也逐步向纵深发展。
在国外自制教具、
学具进行的实验一般属于所
谓的“
低成本实验”。在日本和欧美等发达国家中，现代教育技术水平
较高，
< br>但仍热衷于低成本实验的研究，
因为他们认识到理科学生的动
手能力、实践能力和实验技能的培养是无法单靠黑板或屏幕来达到
的。在日本，有一
大批热心数学低成本自创实验的教师，自创了许多
高智慧的低成本数学实验。在美国，非
常重视低成本实验，电视节目
上经常制作一些趣味的低成本实验指导学生，
各学校实验室都使用大
量的自制实验器具，
甚至还占
相当大的比重，
一些自制教具还有着悠
久的历史。
在英国，
当教师要接受制作和表演低成本实验的技能培训。
< br>当今的世界各国数学教学中，
都对数学教师自己设计和制作的教具和
低成本实验非常感兴趣，提倡利用低成本实验来激励学生的学习动
机，培养动
手实践能力，激发创新思维己成为一种共识。
尽管世界各国都非常重视自制教具、学具，但总的来说不外乎
是将其定位为三
个方面：
①解决教学经费不足造成的实验器材不足问
题提高教学
效果；
②培养学生动手实践能力训练创新思维；
③增进数
学学习的兴趣培养品格。但都没有从课程实施的人、物、环境、课程
整
体出发，
将自制教具与课堂教学作为一个相互支持的整体来加以研
究。
四、课题研究的实践意义与理论价值
科学的核心是探究，
数学新课程标准尤其突出了科学探究的学习
方式。
科学探究需要一定的实验技能，
如使用基本工具和仪器进
行测
量和观察的技能、基本的实验技术、查阅信息资料的技术等。
然而，
由于小学数学实验装备投入上的亏空以及新课程带来
的教学理念和
内容上的变化，
造成目前数学实验装备与教学脱节
。
自主研发适应不
同特色教学需要的实验器材和装备，
不仅可以解决实验装备上的不足
适应教学内容的不断更新，
而且制作教具和学具的能力也是对实验能
力的一个重要补充。
加德纳认为，
智力是在特
定文化背景或社会中解决问题或制作产
品的非常重要的能力。
以
促进数学课程建设为背景，
解决教学装备不
足或陈旧的实际问题
，进行研究和创新，正是开发智力提高能力，使
师生共同获益的一条很好途径。
实践表明，
在教具学具的制作和创新
过程中需要
调动每位参与者的各种智能。
陶行知先生在其生活教育理论中
指出，教育要“教人发明工具、
制造工具、运用工具”，
“教育有无创造力，也只需看他能否发明人生
新工具或新人生工具”
。师生自主研发、创造出个性化、本土化的教
学装备和器材，
不
仅是课程资源建设的有效途径，
同时研发和创造活
动本身应该作
为新课程的重要内容，这将给数学课程带来新的活力，
使学习变得更有意义。
师生自主研发、
创造教学装备和器材，
从数学课程的教学上来看，
具有建构主义的特质，会使自主、合作、探究
的教学方式走向深入。
建构主义理论认为，
学生学习的有效性首
先体现在学生是否积极主动
地参与学习，以保证对知识的主动建构。面对一个学习课题，
教师首
先应该让学生明确或制订自己的学习目标，
在这种目标下
师生结合现
有条件通过动手“做”来学习，可以充分调动学生的多种感觉器官，让
学生动口、动手、动脑，在活动中、在解决问题的过程中进行学习。
实
际上，师生间共同研究、
开发与学习主题相关的教具、学具就是一
种典型的“认知学徒”。师生研发、创造教学装备活动还为学生的学习
提供了一种良好
的经验，这种“做的经验”属于“经验之塔”（
[
美
]
戴尔
Edgar
Dale
《教学中的视听方法》
1946
< br>）的底层。“经验之塔”理论认
为，
底层的经验易于理解
和记忆，
顶层的经验易于获得概念便于应用，
教学应从具体经验
入手，
逐步过渡到抽象，
学习间接经验要尽可能以
直接经验为基础。
由此可见，新课程的实验设计与自
制教具的研发，不仅是数学课
程资源建设的行之有效途径，而且这是一种有效的自主、合
作、探究
学习方式，是“教学做合一”的实际体现，研究、创造的过程实际上就
是知识建构的过程，
这种建构过程可以全面提高学生各方面素质，
这
种过程是教学中的人、物、
环境高度统一的
过程。在新课程背景下的
自主研发、
创制教学装备不仅仅是一种
简单意义上的制作和活动，
它
已经上升为一种新的教与学的方式
。
因此，进行本课题的研究具有十分重要的意义。首先，可以
促进
数学课程资源建设，使自主、合作、探究学习有“物”的保障；其次，
通过广泛开展自制、
自创活动在本地区形成良好的风气，
让广大教师
与新课程共同成长；第三，
师生合作研创教具、
学具是对新课程理念
的良好实践形式，
有利于学生各种能力的发
展和形成优良品格；
第四，
可以促进课程的个性化，提高课程对
师生的亲和力，使学习更有趣、
更有意义；最后，
努力促进自主
研创教具、学具活动与课程教学的整
合，使之成为一种有益的学习方式。
五、研究的支撑理论
㈠辩证唯物主义的实践观
人们的认识
是一个以实践为基础的辩证过程，是从实践到认识，
再由认识到实践的循环往复，实践发
展的程度决定着认识内容的深
度。儿童对事物的认知、获得知识、提高能力都靠感官来进
行。小学
生数学学习与具体实践活动是密不可分的，
重视学具操
作，
是培养学
生探索创新精神，实践应用能力的最有效途径之一
。
㈡多元智能理论
基于多年来对人类潜能的大量实验研究，
美国著名心理学家加德
纳提出了多元智能理论，
认为每个人都不同程度地拥有相对独立的八
种智力，包括逻辑数学智能、空间智能、肢体运作智能、自然探索智
能等，
而且每种智力有其独特的认知发展过程和符号系统。因此，教
学方法和手段就应该根据教
学对象和教学内容而灵活多样，因材施
教。开展自制教具和学具的研究能发展调动每位参
与者的各种智能，
扶助有问题的学生，采取对他们更合适的方法去教学。
㈢“经验之塔”理论
戴尔
的“经验之塔”理论将教学活动中的经验称为学习的途径，其
理论要点有：⒈最底层的经
验最具体，越往上越抽象，各种教学活动
可以按照经验的具体—抽象程度排成一个序列；
⒉教学活动应该从具
体经验入手，
逐步
进入抽象经验；
⒊在学校教育中使用各种教学媒体
可以使各种教
学活动更为具体，
也能为抽象概括创造条件；
⒋视听教
材和视听经验比上层的言语和视觉符号更具体，
更形象，
能有效突破
教学信息时间和空间的限制。
开展自制教具
和学具的研究可以促进学
生积累一定的具体经验后，
更有效地参
与更复杂的、
更抽象的教学活
动。
㈣生活教育理论
陶先生的“生活教育
”指出教育要“教人发明工具、
制造工具、
运用
工具”，
“教育有无创造力，
也只需看他能否发明人生新工具或新人生
工具”。师生自主研发、创造出个性化、本土
化的教学装备和器材，
不仅是课程资源建设的有效途径，
同时研
发和创造活动本身可以作为
新课程的重要内容，
这将给数学课程
带来新的活力，
使学习变得更有
意义。
六、课题研究的主要目标和内容
㈠课题研究的主要目标
1.
完成自制教具在小学数学教学中的作用的一般理论研究，包
括自制教具在
小学数学的应用与学生能力发展的关系；小学数学自
制教具应用的现状及前景分析等等。
2.
构建小学数学自制教具（学具）
资源库。
3.
促进教师们的学习和研
究，创设基于师生交往互动、互惠的
教学关系。
4.
通过本课题的研究与探索，
实现教学方式与学习
方式的变革。
㈡课题研究的主要内容
本课题研究将根据我校实际情况和小学生数学学习的需要的一
般
规律，
在数学教学与学习中进行一系列的数学实验。
在实验过程
中，
让学生在老师的指导下，
充分利用身边的废旧物品，
自己动手或参与
制作学具的整个过程，
从而发
展学生的思维，
培养学生的创新意识和
创新能力。同时通过自制
教具和学具激发学生的学习兴趣的研究。
子课题设置：
⒈低年级数学教具（学具）制作的研究
⒉中年级数学教具（学具）制作的研究