中学数学实验教学探讨

2022-10-16

中学数学实验教学, 是指运用一定的物质手段, 组织、引导中学生通过操作、实践、试验来进行探索性学习的数学教学形式。在中学开展数学实验活动, 是时代的呼唤, 素质教育的要求, 它必将极大的激发中学生学习数学的兴趣, 使教学更加开放, 更具活力, 从而大面积提高中学生的数学素质。

1 利用实物模型、数学教具进行数学实验教学

中学数学教学内容, 大部分是初等数学, 许多概念和命题都有其产生的直观背景。希尔伯特曾指出:“在每个数学分支中, 那些最初、最老的问题肯定起源于经验, 由外部现象世界所提出”。传统的数学实验方法, 正是基于直观背景, 利用实物模型或数学教具进行实验的。这种数学实验方法, 在我国中学数学教学中, 从来没有停止过, 只不过是由老师在讲台上演示而已。这种教师演示实验教学, 充分体现了数学的严谨性、逻辑性, 对于数学的思想、问题的结论、解题的方法与技巧的教学, 起着十分重要的作用, 是不可或缺的。

另一方面, 组织、引导学生利用实物模型或数学教具进行数学实验, 让学生作为一个数学探索者, 亲历发现过程, 获取知识和能力, 也是不可或缺的。如教师在教学三角形的性质时, 引导学生利用实物模型或三角形纸片, 亲自测量、实验, 学生可自己发现三角形内角和, 三条中线交于一点, 三条角平线交于一点等性质。这样学到的知识, 学生不仅认为是自然的, 而且可以形成良好的认知结构, 对数学学习产生极大的兴趣。而这方面, 却是我们所欠缺的。

因此, 利用实物模型或数学教具开展数学实验教学有二个形式, 一是演示实验, 二是学生实验, 都是必要的。要进行学生实验教学, 就必然要有一个实验室。目前大多数中学的数学教具室, 仅仅作为教具存放的仓库, 是不能满足学生实验要求的, 很有必要也完全可能把它改装成学生实验室, 我们权且把它称作“直观数学实验室”。在教师的指导下, 学生在这儿进行操作、观察、测试、度量, 甚至自己制作教具, 进行研究性学习。另外, 根据需要学生也可进行一些实地考察研究, 如土地测量、面积计算和统计分析等, 学生的学习活动丰富了, 从而发展就更充分, 学习活动更深入, 研究意识也就越强, 更有利于创造能力的培养。

2 利用计算机多媒体技术进行数学实验教学

今天, 计算机技术的引入, 特别是诸如《M a p l e》、《M a t h m a t i c a》、《几何画板》、《数学实验室》、《T I手持图形计算器》、《卡氏几何》等强大功能的数学软件平台的出现, 不仅可以帮助我们解决问题, 还可以发现问题, 探索问题, 创新问题, 为数学教学提供了一种新的现代化形式——数学实验。

计算机作为一种多媒体信息的载体, 其信息传输通道宽阔多样、容量大、速度快、效果好。利用数学软件平台强大的求值、计算、作图、动画等功能, 可以简便地解决诸如函数及其性质、图形的数形关系、轨迹问题、方程求解等等, 直观形象地展示数学问题的背景、过程和结果, 为学生创设一种良好的认知情景。学生可以一边操作, 一边观察、分析, 从中发现量与量、数与形、动与静之间的关系, 探求问题的规律和本质, 深入地理解概念和问题的内涵。因此, 计算机多媒体技术, 对于中学数学实验教学来说, 具有传统方法无可比拟的优势, 能解决许多传统教学难以解决的实验问题, 给数学实验注入了新的活力。

如抛硬币的概率实验, 是一个需要进行大量的重复实验, 可以进行实际操作的实验, 既费时, 又枯燥, 所以在传统教学中主要是引用以前数学家做过的实验结果来说明, 学生只是被动的接受。而用计算机模拟, 不仅可节省时间, 又能进行多次实验、对比、分析, 学生能轻而易举的归纳出有趣的结论。又如在学习指数函数、对数函数的性质时, 传统情况下是作出两三个底数大于1和底数大于0小于1的图像, 进行观察分类处理, 学生总感到有一种不真实感, 结论记住了, 但具体解题时, 往往不会按底数进行分类处理。运用计算机技术, 学生可自己作出大量图像, 通过观察、归纳, 很快发现两类不同情况, 自然而然的学到了知识, 获得了乐趣, 提高了兴趣。

利用计算机进行数学实验教学, 就应该有一个让学生进行实验的场所, 我们权且把它称作“抽象数学实验室”。实验室至少应具有计算机多媒体演示功能, 便于学生观察、分析、研究。有条件的学校, 应至少按两人一组配套相应的计算机, 便于学生自己上机操作, 人机对话, 探索和研究, 进行研究性学习。

3 组织教师培训和课题研究

随着社会经济的发展, 新课程改革的深入, 不论是硬件, 还是软件, 还是人们的认识, 都基本具备了开展中学数学实验教学的条件。但是, 长期以来, 数学教材是不提什么实验的, 新教材开始有了实验内容, 但仍然很少。教学杂志上关于数学实验的文章也很少, 而且主要集中在统计、概率、测量这几个传统课题上。这说明, 无论是新教师, 还是老教师, 特别是农村中学教师, 数学实验教学都是一个新的课题。因此, 组织教师培训, 开展数学实验课题研究就成为当务之急。

组织教师培训班, 把专家请进来, 给教师讲课, 学习实验理论, 培训微机技术, 交流实践经验, 研讨实验课题, 是提高教师数学实验水平的有效途径。教师培训可分为骨干培训和在职培训。骨干培训主要应以县为单位, 以专家为教师, 以骨干教师为学员的脱产培训, 更适宜将培训与课题研究结合起来。在职培训应以校为单位, 请参加过县级培训的骨干讲课, 组织教师一边工作一边学习, 更适宜将培训与教研结合起来。

选好课题、定好方向, 是数学实验课题研究十分重要的问题。研究课题可以分为两类, 一类应以实践性课题为主, 解决教师经验不足的问题, 如实验设计、实验操作、实验室操作规程、规则和制度等, 研究的主体自然是一线的数学教师。中学数学实验教学, 只有依靠广大教师大胆尝试, 先让数学实验进入课堂, 在实践的同时积累经验, 研究课题, 然后通过交流, 互相学习, 取长补短, 才能普及提高, 逐步使之成为一种经常采用而不是偶然采用的常规教学形式。另一类是理论性课题, 这自然是以专家为主了。如研究教师的经验, 综合提升为理论论文, 予以发表;研究学生数学实验的教材内容、编排, 指导大面积的数学实验教学。有的国家在中学里不但有专门的数学实验室, 而且教材中安排了许多数学实验材料, 而我们的教材中只有“想一想”、“看一看”, 因此, 学生数学实验教材研究就成为迫切需要。

客观地说, 在中学开展数学实验, 有一定的局限性, 这主要因为中学生的知识面较窄, 深度较浅, 因此, 在实验课题的选择上必须符合中学生的认知特点。将数学实验教学认真地开展起来, 这对中学教育改革必将起到重要而深远的影响。

摘要：提高中学生的数学素质, 采用中学数学实验教学, 是一个新的课题。本文就中学数学实验教学进行详细的阐述。

关键词：中学,数学,实验,数学实验教学