利用信息技術(shù)開展數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的探索與實踐*

☉安徽省無為縣劉渡中心學(xué)校　丁浩勇

利用信息技術(shù)開展數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的探索與實踐*

☉安徽省無為縣劉渡中心學(xué)校丁浩勇

當(dāng)今世界以信息技術(shù)為代表的科學(xué)技術(shù)正在飛速發(fā)展，多學(xué)科交叉融合的趨勢越來越明顯，實驗已悄然走進(jìn)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)之中，打破了“實驗”被理化生學(xué)科壟斷的歷史.

什么是數(shù)學(xué)實驗?zāi)?？?shù)學(xué)實驗是在數(shù)學(xué)思維活動的參與下進(jìn)行的一種數(shù)學(xué)實踐活動.在數(shù)學(xué)實驗活動中，學(xué)生手腦并用，通過操作、觀察、驗證、猜想等手段積累活動經(jīng)驗，透視知識實質(zhì)，從而獲得解決問題的能力.義務(wù)教育階段《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》也明確指出：“為了幫助學(xué)生真正理解數(shù)學(xué)知識，教師應(yīng)注重數(shù)學(xué)知識與學(xué)生生活經(jīng)驗的聯(lián)系，組織學(xué)生開展實驗、操作、嘗試等活動，揭示知識的數(shù)學(xué)實質(zhì)及其體現(xiàn)的數(shù)學(xué)思想，幫助學(xué)生理清相關(guān)知識之間的區(qū)別和聯(lián)系.”這充分說明在數(shù)學(xué)教學(xué)活動中開展數(shù)學(xué)實驗活動，對提高數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量來說是十分重要的.

開展數(shù)學(xué)實驗活動需要一定的物質(zhì)技術(shù)手段來支撐，信息技術(shù)資源為開展數(shù)學(xué)實驗活動提供了良好的平臺.讓現(xiàn)代教育技術(shù)走進(jìn)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)之中已是大勢所趨，充分利用信息技術(shù)開展數(shù)學(xué)實驗教學(xué)，對提高課堂教學(xué)質(zhì)量十分有利.

下面從導(dǎo)入新知、發(fā)現(xiàn)新知、深化新知、應(yīng)用新知等課堂教學(xué)中常見的幾個教學(xué)環(huán)節(jié)入手談一談如何利用信息技術(shù)在數(shù)學(xué)實驗中開展課堂教學(xué).

一、利用信息技術(shù)進(jìn)行實驗?zāi)M現(xiàn)實情境，巧妙導(dǎo)入新知

美國著名的數(shù)學(xué)教育家波利亞認(rèn)為：“學(xué)習(xí)材料的生動性和趣味性是學(xué)習(xí)的最佳刺激.”多媒體是用文字、圖形、動畫、音頻、視頻、投影等媒體直觀地呈現(xiàn)教學(xué)信息的，它可以為學(xué)生提供更加豐富的感知，同時這種新穎的學(xué)習(xí)形式不僅能激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，而且能增加感知深度.因此，在數(shù)學(xué)教學(xué)中，積極開發(fā)、利用多媒體課件創(chuàng)設(shè)有助于學(xué)生自主學(xué)習(xí)的問題情境來導(dǎo)入新課，是提高教學(xué)效率的重要手段之一.

案例1在教學(xué)“代數(shù)式”中的“用字母表示數(shù)”這部分內(nèi)容時，筆者是制作這樣的Flash動畫導(dǎo)入的：一望無際的蓮荷，紅花綠葉.幾個小孩駕著靈巧的采蓮船穿梭其間，小憩在綠荷上的青蛙被驚動了，一只接一只地?fù)淙胨?孩子們一邊采摘蓮蓬，一邊唱著歌兒：“1只青蛙1張嘴，2只眼睛4條腿，撲通1聲跳下水；2只青蛙2張嘴，4只眼睛8條腿，撲通2聲跳下水；3只青蛙3張嘴，6只眼睛12條腿，撲通3聲跳下水……”

此時歌聲停止，畫面定格，展示思考題：

（1）接后面4只青蛙這首兒歌該怎么唱？5只呢？10只呢？

（2）如果青蛙的只數(shù)我們用字母n來表示，那么有n只青蛙又該怎么唱呢？

引人入勝的動畫課件，把現(xiàn)實情境通過模擬實驗的方式引入課堂，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的趣味性，一開始就把學(xué)生分散的注意力迅速集中起來，巧妙地引領(lǐng)學(xué)生參與到課堂教學(xué)之中，很自然地讓學(xué)生步入新知識的天地——用字母表示數(shù).

二、利用信息技術(shù)進(jìn)行實驗探究數(shù)學(xué)規(guī)律，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)新知

數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)指出，有效的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程不能單純地依賴模仿與記憶，教學(xué)應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生主動地從事觀察、實驗、猜測、驗證、推理與交流等數(shù)學(xué)活動，從而使學(xué)生形成自己對數(shù)學(xué)知識的理解和有效的學(xué)習(xí)策略.信息時代的今天，計算機(jī)就是為學(xué)生提供從事觀察、實驗、猜測、驗證等數(shù)學(xué)活動的最佳平臺之一.因此，在數(shù)學(xué)教學(xué)中，要充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，為學(xué)生探究新知提供強(qiáng)有力的學(xué)習(xí)工具.

案例2筆者在教學(xué)“圓周角定理”時是通過幾何畫版軟件設(shè)計如下實驗讓學(xué)生探究并發(fā)現(xiàn)新知的.

（1）AC是直徑，O為圓心（如圖1），此時弧AB所對圓心角（∠AOB）與圓周角（∠ACB）的大小有什么關(guān)系？

注：幾何畫版軟件能直接顯示這兩個角的大小，學(xué)生通過顯示的數(shù)值即可知道它們的大小關(guān)系.

（2）拖著圖1中的點(diǎn)C在圓周上移動（如圖2），當(dāng)點(diǎn)在不同的位置時，讓學(xué)生根據(jù)顯示的角度值比較∠AOB與∠ACB的大小關(guān)系.

（3）拖著圖2中的點(diǎn)B在圓周上移動（如圖3），同樣讓學(xué)生觀察比較∠AOB與∠ACB的大小關(guān)系.

借助電腦演示實驗，展示了同弧所對的圓周角與圓心角的關(guān)系，學(xué)生通過觀察，發(fā)現(xiàn)無論圓周角的位置如何，也不管同一條弧的大小如何，都有同一個事實，即“同弧所對的圓周角相等，都等于這條弧所對的圓心角的一半”，從而提出猜想，再證明猜想，最終形成新的知識.這樣設(shè)計教學(xué)，讓學(xué)生在積極、主動的嘗試探究中獲得新知，從而提高了教學(xué)效益.

三、利用信息技術(shù)進(jìn)行實驗展示問題過程，幫助學(xué)生深化新知

圖4

教師在鞏固新知識的教學(xué)中，如果能夠根據(jù)教學(xué)內(nèi)容借助于現(xiàn)代信息技術(shù)手段拓展學(xué)生的思維，給學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件，將會非常有利于學(xué)生對所學(xué)新知識的理解和掌握.

案例3在學(xué)習(xí)“四邊形”這部分內(nèi)容時，筆者利用多媒體課件設(shè)計如下問題來幫助學(xué)生鞏固正方形的性質(zhì)及全等三角形等相關(guān)知識的.

題目：如圖4，正方形ABCD的對角線相交于點(diǎn)O，O又是正方形EFGO的一個頂點(diǎn)，兩個正方形的邊長相等且為a，求兩個正方形重疊部分的面積.

這一課件的設(shè)計，充分發(fā)揮了多媒體教學(xué)的輔助作用，通過演示正方形EFGO位置變化的過程，把一般情況轉(zhuǎn)化為特殊情況，再把特殊情況下得出的結(jié)論經(jīng)過證明推廣到一般情況，從而降低了解題的難度，同時也為學(xué)生解決此類問題提供了一種有效的方法和途徑.

四、利用信息技術(shù)進(jìn)行實驗虛擬現(xiàn)實情景，幫助學(xué)生應(yīng)用新知

數(shù)學(xué)的研究對象是現(xiàn)實世界的空間形式和數(shù)量關(guān)系，但受時間、空間的限制，數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中不可能讓學(xué)生身臨其境，而利用現(xiàn)代信息技術(shù)就可以將“現(xiàn)實世界”搬進(jìn)課堂呈現(xiàn)給學(xué)生，這就大大地縮短了學(xué)生與現(xiàn)實世界的距離，讓學(xué)生在課堂上也能很好地分析和處理現(xiàn)實生活中的數(shù)學(xué)問題，從而可以更好地讓學(xué)生體會到數(shù)學(xué)的作用和價值，感悟到數(shù)學(xué)的真諦.

案例4在教學(xué)“數(shù)據(jù)的描述”時，筆者課前拍下一段無為大堤和劉渡新街交叉的十字路口的交通狀況的錄像，然后制作成課件，課上筆者演示課件時啟發(fā)學(xué)生解決如下問題：

（1）你能統(tǒng)計出在這一時段各種車輛通過這一路口的數(shù)量嗎？

（2）選擇適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計圖表示上面的信息.

（3）根據(jù)你統(tǒng)計的結(jié)果，大致估計一下一周內(nèi)通過這一路口的車輛數(shù).

（4）從中你還能獲得哪些信息？說出三條以上.

聯(lián)系學(xué)生生活實際，充分利用各種信息資源，將道路交通場景真實地在課堂上重現(xiàn)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容更加豐富多彩，學(xué)生在對這個問題的自主探索、合作交流的過程中不僅能夠盡情地汲取數(shù)學(xué)知識，而且能夠深深地領(lǐng)悟到數(shù)學(xué)知識在社會生活中的實用價值，從而能夠讓學(xué)生更好地學(xué)會分析現(xiàn)實和正確地面對生活.

參考文獻(xiàn)：

1.中華人民共和國教育部制定.義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

2.丁浩勇.利用信息技術(shù)在數(shù)學(xué)實驗中開展概念教學(xué)［J］.中學(xué)數(shù)學(xué)（下），2016（4）.

*基金項目：安徽省教育信息技術(shù)研究“十二五”規(guī)劃2015年度立項課題“現(xiàn)代教育技術(shù)環(huán)境下的數(shù)學(xué)實驗教學(xué)研究”（課題編號：AH2015056）的研究成果.