《义务教育数学课程标准(2011年版)》提出了学生应当有足够的时间和空间经历观察、实验、猜想、计算、推理、验证等活动,明确了动手实践也是数学学习的一种重要方式。数学实验是通过手脑并用“做”数学的一种学习活动,是学生运用有关工具,在数学思维活动的参与下,通过动手动脑,用观察、模仿、实验、猜想等手段获得经验,逐步建构并发展数学认知结构的活动。
《义务教育教科书·数学》(以下简称苏科版《数学》教材)根据《标准》的要求,将数学实验引进教材,设计了章头活动以及“做一做”、“操作”、“实践与思考”等多个栏目,还专门设置了“数学实验室”、“数学活动”、“课题学习”……为广大教师开展数学实验的教学提供了素材和基本线索。
为了更有效地指导教师开展数学实验教学,帮助学生更好地“做”数学实验,提高学习数学的兴趣,主编董林伟组织发展心理学、数学课程论以及数学教育教学等方面的专家,以《标准》基本理念和内容要求为依据,结合苏科版《数学》教材的教学实际,精心设计编写了“数学实验手册丛书”。该丛书目前已经出版了七年级上下册,八年级上下册。《数学实验手册》自2013年9月开始进入实验学校使用,到目前为止已有60多万学生在使用。
《数学实验手册》的内容编排紧跟苏科版《数学》教材的教学进度,力求呈现课程内容。实验的主题或取材于教学实际,或取材于学生生活,实验材料生动直观,注重揭示数学本质和体现数学思想方法。每一个数学实验课题取材小但目的明确,实验材料生动形象,注重揭示数学本质和体现数学思想方法,实验过程符合教和学的基本规律。每一个数学实验包括实验主题、实验目的、实验准备、实验内容和步骤、实验设计说明等内容。
以《数学实验手册》(七年级上册)为例,共设计了17个数学实验,包括:感受无理数、在数轴上表示无理数、“幻方”中的游戏、翻牌游戏、数字黑洞、字母表示数、数值转换机、月历游戏、钟面上的数学、认识简单几何体、七巧板拼图、火柴棒游戏、平移翻折旋转、展开与折叠、三角尺拼角、感受“唯一性”、垂线段最短。《数学实验手册》在附录中还配有实验操作时所需的一些必备素材,这些素材方便易用,教师和学生可以取下来直接操作,节约了准备素材的时间,提高了课堂教学效率。
《数学实验手册》中的一些实验内容,教师可以在课堂教学过程中取出一些片断进行操作使用,帮助学生理解教学内容中的关键点和难点;有些可以作为课前预习的实验,学生在上课前使用,预先知晓将要学习的内容;对于难度较大一点的实验,学生可以利用课后或业余时间,在教师或家长的指导下,用比较长的时间完成,以强化学习数学的效果。
《数学实验手册》填补了基础教育实验研究的空白,丰富了初中数学“实验”教学的内涵。它将成为学生学习数学的“伙伴”和教师教学的“助手”,改变传统的“听数学”为“做数学”,变“被动接受”为“主动探究”,真正地实现数学学习方式的转变。

