對中學數(shù)學實驗教學的思考

徐世勇

【摘要】隨著我國新課程改革的不斷推進，在數(shù)學教學中提出了實驗教學的方式，這一方式更好的體現(xiàn)出了新課程改革的精神。本文首先介紹了數(shù)學實驗教學的概念和意義，并對中學數(shù)學實驗教學提出了相應的看法。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學；實驗教學；思考

【中圖分類號】G633.6 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）14-0087-02

一直以來，我們對數(shù)學教學的認識只是在概念、定理、公式及解題方面，大家認為數(shù)學學科是一門比較嚴謹具有抽象性思維的活動。數(shù)學教學中開展實驗，在認識上存在誤差。通過歷史表明，數(shù)學不僅是邏輯推理，還有實驗。新型的人才不僅需要傳統(tǒng)意義上的邏輯思維能力和運算能力，還要數(shù)學建模能力及數(shù)值計算能力，數(shù)學實驗為了綜合培養(yǎng)這些方面所設(shè)置。在傳統(tǒng)的教學中，學生的教學活動知識智力的活動，或是直接解題的活動，數(shù)學家在紙上做數(shù)學，數(shù)學教師在黑板上向?qū)W生進行傳授知識，學生每天在課堂上聽數(shù)學知識和做題，無法得到思維上的發(fā)展。

隨著我國計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，學生不僅可以在較短的時間里自由的選擇軟件，對計算方法及結(jié)果進行比較分析，同時還可以在顯示器上通過數(shù)值和幾何觀察等發(fā)現(xiàn)解決問題的線索，同時研究出相應的具有規(guī)律性的結(jié)果，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，計算機技術(shù)的發(fā)展為數(shù)學實驗教學奠定了深厚的基礎(chǔ)。

一、數(shù)學實驗教學的概念

在數(shù)學領(lǐng)域中，對數(shù)學實驗具有不同的理解和含義，按照科學實驗的定義及數(shù)學學科的特點，數(shù)學實驗的概念可以分為：為獲取某種數(shù)學理論、檢驗某個數(shù)學猜想、解決某類問題，實驗者采用的一些物質(zhì)手段，在數(shù)學思維活動的參與下，在特定的實驗環(huán)境下進行研究和探索。數(shù)學實驗教學是指采用數(shù)學實驗，引導學生主動的參與，合作交流，及時發(fā)現(xiàn)問題，并提出猜想。數(shù)學實驗和物理化學相比不僅需要動手、動腦，還需要大量的思維，這些是數(shù)學實驗的基本特點。中學數(shù)學實驗是按照具體的教學內(nèi)容需求，人為的、具有目的性的創(chuàng)設(shè)一些有助于觀察的數(shù)學對象，在典型的實驗環(huán)境中或是指定的條件下，通過一定的組織和設(shè)計，讓學生借助一些物質(zhì)儀器或是技術(shù)，在數(shù)學思想和數(shù)學理論指導下，對客觀事物的數(shù)量關(guān)系的特性進行觀察、測試和檢驗的學習活動。

數(shù)學實驗在數(shù)學教學中是一種新型的教學方式，主要是實驗者按照實際的問題特點和需求，通過反復的研究和思考，作出一定的假設(shè)，讓問題在不失真的情況下得到簡化，并進行抽象和概括，建立數(shù)學模型，然后研究相應的數(shù)學方法和算法，最終得出結(jié)果并將結(jié)果返回到實際問題中進行檢驗。它將數(shù)學知識、數(shù)學建模和計算機應用融為一體，讓學生對數(shù)學概念及基本方法進行了解，熟悉經(jīng)常運用的數(shù)學軟件，培養(yǎng)學生運用所學知識建立數(shù)學模型，使用計算解決實際問題的能力。

二、數(shù)學實驗的意義及特點

1.數(shù)學實驗的意義

在中學數(shù)學教學中，開展數(shù)學實驗，最主要的意義不僅在于學生對數(shù)學知識的熟練掌握，還可以更好的提升學生學習數(shù)學的主動性，提高學生對數(shù)學的應用意識。（1）計算機的引入和數(shù)學軟件的應用，為數(shù)學的思想和方法注入了較多的內(nèi)容，讓學生擺脫了繁重枯燥的數(shù)學計算，促進數(shù)學和其他學科之間的結(jié)合，讓學生有更多的時間去做創(chuàng)造性的工作。（2）數(shù)學實驗通過學生對全過程的參與和自我的嘗試，使學生了解了數(shù)學的實際意義，同時增強了學生學習數(shù)學的信心，有助于對學生的獨立思考學習品質(zhì)及探索精神進行培養(yǎng)，更好的解決生活中出現(xiàn)的實際問題。（3）數(shù)學素質(zhì)是數(shù)學知識和能力的綜合而體現(xiàn)，除了包含了傳統(tǒng)的邏輯思維能力及空間想象力外，還包括了數(shù)學解決實際問題，用計算機解決實際問題的能力。開展數(shù)學實驗更好的推動了學生數(shù)學素質(zhì)的全面發(fā)展。

2.數(shù)學實驗的特點

數(shù)學實驗的特點主要有以下幾點：（1）以問題作為載體，通過對實際問題的解決，培養(yǎng)應用數(shù)學知識和解決實際問題的意識；（2）以計算機作為手段，實際問題的解決離不開計算機對數(shù)據(jù)的處理和計算機仿真，這也是計算機的優(yōu)勢；（3）以學生作為主體，在教師的精心準備下，學生自主探索解決問題，在失敗和成功中獲得知識和培養(yǎng)能力。

三、對中學數(shù)學實驗教學的看法

1.教師對教學實驗認識不足

在教育的理念上，大多數(shù)教師深受傳統(tǒng)教學方式的影響，教師擔心會影響學生的升學率，而放棄了數(shù)學實驗。雖然實驗教學需要花費一些時間，但進行適當?shù)臄?shù)學實驗教學可以有效的提高教學的深度，有助于激發(fā)學生的好奇心，培養(yǎng)學生的科學探索精神，一時的犧牲可以獲得具有深度的知識，并非是得不償失的事情。

2.教學缺乏必要的指導

因為數(shù)學實驗教學的研究還處于開始階段，教材和教學雜志的相關(guān)資料較少，在實驗過程中如何引導學生設(shè)計實驗方案，激發(fā)問題控制實驗，對實驗結(jié)果進行總結(jié)和歸納，對數(shù)學教學軟件進行二次開發(fā)，多的數(shù)教師會覺得力不從心。但是隨著教育環(huán)境的影響，很多人面臨如何上好數(shù)學實驗課的問題。

3.學校缺少實驗材料及工具

受到經(jīng)濟及教學規(guī)模的制約，一部分學校還沒有開設(shè)數(shù)學實驗室和購買數(shù)學實驗材料和設(shè)備。實際上，大多數(shù)數(shù)學實驗可以利用計算機作為工具，不論是作圖還是計算都可以采用計算機來快速的完成。

四、中學數(shù)學實驗教學的研究

為了更好的實施中學數(shù)學實驗教學，需要教師積極的投入到數(shù)學實驗教學的課題研究中，加強自身的理論修養(yǎng)和實驗積累經(jīng)驗，經(jīng)常和同行交流數(shù)學實驗教學案例，加大自身對數(shù)學實驗教學設(shè)計及實驗操作問題的研究，同時對學生認知心理進行研究。例如：在什么情況下數(shù)學實驗教學形式效果要比授課教學好？如何對待實驗誤差等問題，這些問題采用科學的理論作指導處理后，才能有針對性的指導學生，達到理想的實驗效果。

讓學生走出課堂，與實際的生活進行結(jié)合，按照自己的能力進行充分的發(fā)揮，比如，測量學生教學樓前的國旗桿的高度的實驗活動，不同層次的學生所涉及的方案有所差異，有的是利用同一時刻物體的高度和影子長度進行比例，有的利用了三角函數(shù)，還有的利用了生過去速度和時間的關(guān)系來計算。通過這一問題的解決，讓學生對所學到的進行深刻的了解，在學生獨立或是合作實驗的同時，激發(fā)了學生學習數(shù)學的愿望，同時促進了數(shù)學教學的良性循環(huán)。最后，將現(xiàn)代化的教學方式引入到數(shù)學的實驗中，將計算機引入數(shù)學實驗有助于提升學習效率，計算機還可以模擬一些遠比傳統(tǒng)教學更富有啟發(fā)性的教學情境，以幫助學生加深對數(shù)學概念和定理的理解。

五、結(jié)束語

在中學數(shù)學實驗教學中，可以有效的培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的習慣，這種良好的個性品質(zhì)正是他們走上社會做好任何工作所需要的，數(shù)學實驗教學是中學生終身受益的養(yǎng)成教育。所以，不管是從數(shù)學教學自身的需求出發(fā)，還是滿足時代的需求，都要抓好中學數(shù)學實驗教學。

參考文獻

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