數學實驗教學的研究與探索

我校課題組開展了基于網絡教室的交互式的“數學實驗”教學模式的探索，推出了初、高中若干個典型課例，通過選題、設計、施教、評價等一系列環節，由典型課例的引導和提煉，初步構建了基于網絡教室的“數學實驗”教學模式，并進一步構建了基于“校園局域網”的網站模式。

一、數學實驗教學模式的基本環節

數學實驗教學模式的基本思路是：從問題情境(實際問題或數學問題)出發，學生在教師的指導下，設計研究步驟，在計算機上進行探索性實驗，發現規律、提出猜想、進行證明或驗證。根據這一思想，教學模式一般主要包括以下五個環節。

1 創設情境

創設情境是數學實驗教學過程的前提和條件，其目的是為學生創設思維場景，激發學生的學習興趣。問題隋境的創設要精心設計。要有助于喚起學生的積極思維。數學教學中，創設合適的問題情境。創設情境不宜過多，過于展開，用時也不要太長，以免沖淡主題，甚至畫蛇添足。

2 活動與實驗

學習通過“做數學”來學習數學，在教師的指導下，通過觀察、實驗去獲得感性認識，有利于學生以一個研究者的姿態，在“實驗空間”中觀察現象、發現問題、解決問題，進而培養學生的想象力、解決實際問題的能力及嚴謹的科學態度和數學情感。因此。開展活動和實驗是這種教學模式的主體部分和核心環節。教師根據具體情況組織適當的活動和實驗；數學活動形式可根據具體情況而定，最好是以24人為一組的小組形式進行。也可以是個人探索，或全班進行。在此教師的主導作用仍然是必要的，教師給學生提出實驗要求，學生按照教師的要求，在計算機(器)上完成相應的實驗，搜集、整理研究問題的相關數據，進行分析、研究，對實驗的結果作出清楚的描述。這一環節對創設情境和提出猜想兩大環節起承上啟下的作用。

3 討論與交流

討論與交流是開展數學實驗必不可少的環節，也是培養合作精神、進行數學交流的重要環節。讓學生積極主動地參與到數學實驗活動中去，對知識的掌握，思維能力的發展，學業成績的提高以及學習興趣、態度、意志品質都具有積極的意義。在學生積極參與小組或全班的數學交流和討論的過程中，通過發言、提問和總結等多種機會培養學生數學思維的條理性。鼓勵學生把自己的數學思維活動進行整理，明確表達出來。這是培養學生邏輯思維能力和語言表達能力的一個重要途徑。

4 歸蚋與猜想

歸納與猜想這一環節和活動與實驗、討論與交流密不可分，常常相互交融在一起，有時甚至是先提出猜想，再通過實驗驗證。提出猜想是數學實驗過程中的重要環節，是實驗的高潮階段；根據實驗觀察到的現象進行數據分析，尋找規律，通過合情推理、直覺猜想，得到結論是數學實驗的教學目標實現程度的體現，是實驗能否成功的關鍵環節。

5 驗證與數學化。

提出猜想得出結論，并不代表實驗結束，還需要驗證，通常有實驗法、演繹法和反例法。提出猜想是科學發現的一個重要步驟，開展研究性學習、培養學生的創新意識、開發學生的創新潛能需要猜想。教師有必要引導學生證明猜想或舉反例否定猜想，讓學生明白。數學中只有經過理論證明而得出的結論才是可信的。

二、開展數學實驗教學亟待解決的問題

1 轉變觀念。對于傳統教學，數學實驗用時較多，而中學數學課程內容多，學時少，為完成教學計劃及應付中考、高考，時間寶貴，有人甚至認為沒有時間進行數學實驗。事實上，開展數學實驗，不僅在于對數學知識本身的探求，還在于數學知識的應用。數學實驗是數學體系、內容和方法改革的一項嘗試，有利于培養學生的主動性、創造性和協作精神，有利于促進學生整體素質的提高。數學實驗教學模式不是要取代其他教學模式。而是對傳統教學模式的有益補充。在中學開展數學實驗、研究性學習符合素質教育的要求，具有長效性。

2 提高教師素質。在常規教學中，開展數學實驗教師面臨來自專業素質方面的挑戰：一方面，對大多數教師來說。對計算機知識相對生疏，而利用計算機開展數學實驗需要較多計算機知識，有時甚至要用到簡單的程序設計知識；另一方面，開展數學實驗，需要教師具有更強的數學知識和科研能力，這就對教師素質提出了更高的要求。

3 豐富教學資源。開展數學實驗教學需要計算機硬件的支持，由于我國的經濟發展不平衡，有些經濟不發達地區的學校購買實驗儀器設備還有一定的困難，這給推廣數學實驗造成了客觀上的障礙和阻力。值得高興的是，如今計算機及其網絡技術發展迅猛，價格不斷下降，對創建數學實驗室提供了便利條件。為適應信息技術教育的需要，應克服困難逐步建立數學(計算機)實驗室，開展數學實驗，讓理論與實踐接軌。

數學實驗教學是一種新型的數學教學模式，這一教學模式的產生是現代數學發展的必然產物。數學本身的這種發展走向預示著在新的數學教學改革中，數學實驗教學模式具有強勁的生命力。