中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室建設(shè)探索

李曉寧

摘 要 在中學(xué)階段建立數(shù)學(xué)實驗室是新課改的基本要求，與學(xué)生的發(fā)展需求同步。信息技術(shù)的進步與教師、學(xué)校教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變，推動了中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室的建設(shè)，而數(shù)學(xué)實驗室的建設(shè)有利于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)綜合素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 中學(xué)數(shù)學(xué)；實驗室；新課改；素質(zhì)教育

中圖分類號：G482 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）05-0013-03

1 前言

數(shù)學(xué)在中學(xué)教育階段具有重要作用，隨著教育改革的不斷推進，在數(shù)學(xué)教學(xué)中引入實驗教學(xué)，使學(xué)生通過實驗驗證數(shù)學(xué)知識，激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的興趣。建立中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室，為學(xué)生驗證數(shù)學(xué)知識、探索數(shù)學(xué)知識提供實驗環(huán)境，使學(xué)生可以在數(shù)學(xué)實驗室中通過猜想、觀察實驗、推測等過程學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識，從而有效解決數(shù)學(xué)教學(xué)中的疑難問題，強化中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)效果?？梢姡袑W(xué)數(shù)學(xué)實驗室建設(shè)具有重要意義。

2 建設(shè)中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室的目的

開展數(shù)學(xué)實驗主要是為數(shù)學(xué)教學(xué)提供可以全面探究數(shù)學(xué)知識的環(huán)境。中學(xué)數(shù)學(xué)教師和學(xué)生可以在數(shù)學(xué)實驗室中進行測量、畫圖、推理以及計算等多方面的教學(xué)和探究活動，從而使學(xué)生掌握比較詳細的數(shù)學(xué)知識，了解數(shù)學(xué)知識的起源和發(fā)展，并準確運用數(shù)學(xué)知識解決問題。建設(shè)中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室的目的可以從不同的角度加以詳細解釋。

1）實驗室可以為數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容、與數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系密切的數(shù)學(xué)單元教學(xué)以及數(shù)學(xué)知識專題教學(xué)提供良好的教學(xué)環(huán)境。教師可以帶領(lǐng)學(xué)生在實驗室中驗證數(shù)學(xué)知識之間的關(guān)系，探索數(shù)學(xué)知識的奧妙，對中學(xué)數(shù)學(xué)知識有更加深刻的體驗。

2）中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室中有豐富的數(shù)學(xué)教研資源，且實驗室環(huán)境較好，適合教師在實驗室中學(xué)習(xí)和工作。教師可以充分利用數(shù)學(xué)實驗室進行備課，在實驗室中進行專業(yè)知識的學(xué)術(shù)研究，研究教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容，利用實驗室中的設(shè)施提高探索知識的準確性?？梢?，中學(xué)建立數(shù)學(xué)實驗室有利于數(shù)學(xué)教師的專業(yè)化發(fā)展，進而使學(xué)生在數(shù)學(xué)方面獲得較好的發(fā)展機會。

3）中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室的功能和環(huán)境可以滿足不同學(xué)生的個性化需求，使學(xué)生可以在實驗室中驗證自己的猜想，從而培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維，創(chuàng)新學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的思路，增強學(xué)生學(xué)習(xí)中心數(shù)學(xué)知識的信心，為學(xué)生探索數(shù)學(xué)知識提供驗證環(huán)境。

4）使學(xué)生對數(shù)學(xué)知識充滿興趣，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考數(shù)學(xué)知識的能力，這是中學(xué)建立數(shù)學(xué)實驗室的重要目的。中學(xué)數(shù)學(xué)知識比較復(fù)雜且抽象，而在數(shù)學(xué)實驗室中可以運用數(shù)學(xué)軟件將抽象的知識使其具有動態(tài)感，使學(xué)生可以快速理解數(shù)學(xué)知識。同時，數(shù)學(xué)實驗室中的教學(xué)設(shè)備可以為課堂教學(xué)提供豐富的教學(xué)形式，幫助學(xué)生將數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)化為自身的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，真正理解數(shù)學(xué)知識，了解數(shù)學(xué)知識的使用方向。

政府相關(guān)部門的支持是中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室建設(shè)成功的主要依據(jù)，而數(shù)學(xué)實驗室的建設(shè)，一是為教師的教研活動和學(xué)生的學(xué)習(xí)；二是響應(yīng)政府的號召，創(chuàng)新數(shù)學(xué)教學(xué)模式。按照新課標和新課改的要求：學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識具有現(xiàn)實意義，且在教學(xué)中體現(xiàn)出學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識挑戰(zhàn)性的特點；同時，學(xué)生應(yīng)主動參與教學(xué)活動，并親自驗證數(shù)學(xué)知識，強化數(shù)學(xué)實踐意識和能力。國家對數(shù)學(xué)教學(xué)改革的要求，推動我國教育機構(gòu)積極建設(shè)中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室，為學(xué)生提供實踐的機會和環(huán)境，增強學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的現(xiàn)實意義。

中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室可以為教師和學(xué)生研究數(shù)學(xué)知識提供實驗探究環(huán)境。在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，迫切需要改變學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的模式，模仿和記憶數(shù)學(xué)知識已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會對學(xué)生能力的要求，需要學(xué)生根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進行實驗，探索數(shù)學(xué)知識的形成過程。因此，中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)需要建立屬于自己的實驗室。

3 中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室建設(shè)現(xiàn)狀

中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室建設(shè)在逐步完善中，但在建設(shè)過程中仍存在不足，具體可以從實驗室的教學(xué)設(shè)施、中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)理念以及各方對數(shù)學(xué)實驗室的認識等方面進行詳細概括。

中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室教學(xué)設(shè)施不足 很多發(fā)達國家的中學(xué)建有完善的數(shù)學(xué)實驗室，而我國目前只有部分高校中配有數(shù)學(xué)實驗室，因?qū)χ袑W(xué)建立數(shù)學(xué)實驗室沒有明確標準，大多數(shù)中學(xué)沒有建設(shè)數(shù)學(xué)實驗室[1]。同時，即便是建設(shè)數(shù)學(xué)實驗室的學(xué)校，其實驗室的實驗設(shè)施也存在不全面的問題，實驗室中的器材只能滿足教師和學(xué)生進行簡單的數(shù)學(xué)實驗，且以操作性實驗為主，不能滿足學(xué)生對數(shù)學(xué)實驗的需求。此外，由于數(shù)學(xué)實驗器材的缺失、場地的限制以及數(shù)學(xué)實驗課題的篩選等，需要在實驗之前做很多準備工作，導(dǎo)致中學(xué)數(shù)學(xué)教師對數(shù)學(xué)實驗教學(xué)興趣不高，中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室成為擺設(shè)?？梢?，中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室的建設(shè)要想取得成功并運用到數(shù)學(xué)教學(xué)中，需要從完善數(shù)學(xué)實驗室的教學(xué)設(shè)施做起，使實驗設(shè)施滿足師生“教”與“學(xué)”的要求。

應(yīng)試教育影響中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室建立 受到中考的影響，中學(xué)數(shù)學(xué)教師在課堂教學(xué)中增大教學(xué)容量，學(xué)生每天需要通過課堂教學(xué)學(xué)習(xí)很多數(shù)學(xué)知識，教學(xué)和學(xué)習(xí)的強度加大，且很多數(shù)學(xué)知識需要教師重復(fù)講解，導(dǎo)致教師和學(xué)生在數(shù)學(xué)知識的教授和學(xué)習(xí)上都出現(xiàn)情緒化，影響數(shù)學(xué)教學(xué)的正常進度和效率。同時，中學(xué)數(shù)學(xué)教師擔心數(shù)學(xué)實驗教學(xué)對正常的理論教學(xué)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量下降，影響學(xué)生的中考成績，使其失去進入重點高中的機會，故而幾乎不帶領(lǐng)學(xué)生進行數(shù)學(xué)實驗。尤其是初三數(shù)學(xué)教師，學(xué)生馬上要參加中考，學(xué)生每天需要不斷地做練習(xí)題，掌握數(shù)學(xué)理論知識，解答各類數(shù)學(xué)模擬題。應(yīng)試教育影響中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室的建設(shè)和使用，教師在教學(xué)中不使用數(shù)學(xué)實驗室，對建設(shè)數(shù)學(xué)實驗室沒有積極的態(tài)度和想法，影響實驗室的建設(shè)進程和使用效率?？梢?，應(yīng)試教育影響了中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室建立。

對中學(xué)數(shù)學(xué)實驗的認識存在不足 在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師和學(xué)生已經(jīng)適應(yīng)并熟悉傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)模式，可以順利使用教學(xué)中的演示和操作教學(xué)用具；而對于數(shù)學(xué)實驗教學(xué)，不僅需要教師掌握數(shù)學(xué)知識，更需要教師掌握計算機等現(xiàn)代科技產(chǎn)品的使用和性能，甚至在探究數(shù)學(xué)知識的過程中，需要教師運用程序設(shè)計的相關(guān)知識。很多中學(xué)數(shù)學(xué)教師沒有開展數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的經(jīng)驗，抵觸實驗教學(xué)中的未知情況。同時，部分教師對于中學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的認識停留在多媒體教學(xué)上，利用多媒體展示數(shù)學(xué)實驗，而學(xué)生只是“看實驗”，沒有親自操作的經(jīng)驗。初中數(shù)學(xué)教學(xué)中有很大部分探究活動，學(xué)生可以進行數(shù)學(xué)實驗，而由于教師對數(shù)學(xué)實驗的錯誤認知，導(dǎo)致學(xué)生只能“看實驗”。

4 中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室建設(shè)措施

基于中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室建設(shè)中存在的不足，筆者提出幾點意見，期望各中學(xué)可以全面展開數(shù)學(xué)實驗室建設(shè)，促使數(shù)學(xué)實驗室早日投入使用，改善中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)環(huán)境。

完善數(shù)學(xué)實驗設(shè)施 完善中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室設(shè)施建設(shè)，首先需要從實驗室的框架建設(shè)方面著手。在數(shù)學(xué)實驗室建設(shè)中，其室內(nèi)設(shè)計和使用的建筑材料等需要按照國家的相關(guān)標準執(zhí)行，確保學(xué)生在實驗室學(xué)習(xí)期間處于安全的環(huán)境中；同時，實驗室的采光、通風(fēng)以及用電等需要具有環(huán)保、安全的特性。其次，數(shù)學(xué)實驗需要的硬件設(shè)備要與初中數(shù)學(xué)實驗內(nèi)容相符，保證實驗的硬件設(shè)備滿足數(shù)學(xué)實驗要求，設(shè)備質(zhì)量要合格，避免實驗設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)維修或是數(shù)據(jù)不準確等現(xiàn)象，并保證學(xué)生使用實驗設(shè)備的安全性，嚴禁無生產(chǎn)日期、無使用說明、無質(zhì)量合格證明等設(shè)備進入中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室。如現(xiàn)代化的中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室中需要配有一定的電子產(chǎn)品，其中電腦是最為常見的實驗設(shè)備。初中數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容中很多實驗需要依靠電腦，學(xué)校購買的電腦應(yīng)保證質(zhì)量合格，避免電腦突然出現(xiàn)死機等導(dǎo)致實驗數(shù)據(jù)丟失或是數(shù)據(jù)不準，影響數(shù)學(xué)實驗的正常進行。因此，需要在夠買電腦時認真檢測其性能以及產(chǎn)品的其他信息，為師生使用電腦提供基本保證。

轉(zhuǎn)變應(yīng)試教育理念 我國早已實行素質(zhì)教育，國家更加重視學(xué)生的全面發(fā)展和素養(yǎng)，應(yīng)試教育理念與素質(zhì)教育的標準明顯不同。同時，應(yīng)試教育理念影響教師的教學(xué)安排，影響中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室的使用。因此，建設(shè)中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室，需要轉(zhuǎn)變教師的應(yīng)試教育理念，使素質(zhì)教育深入每一位教師心中，在初中數(shù)學(xué)教學(xué)活動中積極使用實驗室驗證初中數(shù)學(xué)知識[2]。如驗證勾股定理，在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師直接講解勾股定理的公式和概念，學(xué)生不了解勾股定理的發(fā)展和驗證，只是按照教師的講解背誦定理和公式，在解題過程中直接使用，影響對數(shù)學(xué)做深入探究。教師需要改變這樣的教學(xué)模式，減少中考對自身的影響，在講解勾股定理知識過程中，帶領(lǐng)學(xué)生進行數(shù)學(xué)實驗，驗證勾股定理。

此外，學(xué)校應(yīng)積極對數(shù)學(xué)教師展開培訓(xùn)，使其了解其他初中數(shù)學(xué)教師使用實驗室開展教學(xué)的效果、使其了解我國對素質(zhì)教育的重視，進而轉(zhuǎn)變教師的應(yīng)試教育理念，使其為中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室建設(shè)提供意見，并積極使用實驗室開展教學(xué)活動。

強化對中學(xué)數(shù)學(xué)實驗的認識 目前，中學(xué)數(shù)學(xué)教師對數(shù)學(xué)實驗的認識存在不足，進而不認可建設(shè)中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室。因此，需要強化教師對中學(xué)數(shù)學(xué)實驗的認識，使其正確看待數(shù)學(xué)實驗在教學(xué)中的作用，進而使用數(shù)學(xué)實驗室落實教學(xué)，并在實驗室中進行教研活動。促使教師正確認識中學(xué)數(shù)學(xué)實驗，可以有不同的方式。

1）組織中學(xué)數(shù)學(xué)教師到其他學(xué)校參觀，使其了解其他學(xué)校的數(shù)學(xué)實驗室使用情況，并觀察該校學(xué)生的數(shù)學(xué)成績和歷年來學(xué)生的數(shù)學(xué)中考成績，從而了解數(shù)學(xué)實驗有推動數(shù)學(xué)教學(xué)的作用，不僅不會對中考造成不良影響，反而會提高學(xué)生的數(shù)學(xué)成績。

2）組織教師參加中學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)培訓(xùn)。通過培訓(xùn)，使教師了解如何正確使用實驗室器材，帶領(lǐng)學(xué)生探索數(shù)學(xué)知識，改變學(xué)生只能“看實驗”的實驗教學(xué)現(xiàn)狀，發(fā)揮數(shù)學(xué)實驗室的作用。

5 總結(jié)

根據(jù)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的不同，主要建設(shè)具有操作功能、驗證功能等不同類型的中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室，可以在實驗室中探索不同類型的數(shù)學(xué)知識。本文結(jié)合中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室的建設(shè)現(xiàn)狀，提出具體的建設(shè)策略，主要有完善數(shù)學(xué)實驗設(shè)施、轉(zhuǎn)變應(yīng)試教育理念、強化對中學(xué)數(shù)學(xué)實驗的認識等措施。這些措施適合應(yīng)用在不同類型的數(shù)學(xué)實驗室建設(shè)方面，促使中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室能夠順利建設(shè)，進而為中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)提供更好的教學(xué)環(huán)境，增強教學(xué)成果。

參考文獻

[1]孫蘇菁，白占兵.關(guān)于數(shù)學(xué)實驗室建設(shè)的若干思考[J].科技視界，2013（11）：41，104.

[2]孫宏根.中學(xué)數(shù)學(xué)實驗室建設(shè)標準的思考[J].中國教育技術(shù)裝備，2012（5）：57-60.