摘要
《义务教育数学课程标准（2022版）》指出要实施促进学生发展的教学活动，引导学生在真实情境中发现和提出问题，利用观察、猜测、实验、计算、推理、验证等方法分析和解决问题。知识经济时代越来越需要复合型人才，开展数学实验助力学生发展思考与探究的能力、证实与证伪能力、创新创造能力、沟通与合作能力。在这样的时代背景下数学实验应运而生，将实验用于研究数学中数量关系和空间，可以实现抽象的知识直观化、内隐的规则可视化、枯燥的训练更有趣。数学实验强调学生“做中学”，以类似于科学探究的模式进行数学的探究，“做中学”也是学科育人的实践创新，因此如何更好地利用数学实验培养学生数学核心素养是数学教育研究的热点问题。 “5E”教学模式虽起源于生物学科常用于指导生物学科实验教学，但数学是理科的基础，是人类了解自然规律的基础，数学实验与生物实验存在共性，都要经历发现问题—提出问题/猜想—验证的过程，因此起源于理科教学的5E模式也适用于数学教学。本文基于5E教学模式探讨以下三个问题： （1）如何将5E教学模式与数学实验相结合？ （2）设计数学实验应当遵循的原则以及如何设置流程？ （3）基于5E教学模式的数学实验教学能否提高学生数学成绩、问题解决能力以及数学学习兴趣？ 本文将理论研究和实践研究相结合，采用了文献研究法、教育测验法、调查法、以及统计法。在理论研究方面，阅读文献梳理5E教学模式和数学实验研究现状，归纳了数学实验概念、类型、特征、原则，明确5E教学模式和数学实验环节的一一对应关系，并举例如何将实验嵌入5E教学的环节中。在实践方面，在遵循数学实验设计原则的基础上，按照制定的准备流程设计实验，然后将案例运用到实际课堂教学中，课程结束后对学生进行访谈，通过访谈和成绩测试分析数学实验实施效果并总结反思。 研究结果表明：（1）根据实验目的的不同可以将数学实验融入5E教学模式的引入、探究、解释三个阶段之一；（2）设计数学实验时要遵循操作性、目标性和探究性原则，按教师教学工作发生先后顺序将数学实验教学的准备流程分为：课前准备、设计课中活动、课后学情分析；（3）基于5E教学模式的数学实验教学能提高学生数学成绩、问题解决能力和学生数学学习兴趣。
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