有效的數學學習活動不能單純地依賴模仿與記憶,更需要學生的感受、體驗和思考過程.只有當學生通過自己的思考建立起自己的數學理解力時,才能真正懂得數學、學好數學.也就是說,有效的數學學習,必須要讓學生充滿具體的數學經驗,而獲得數學經驗的最好辦法之一就是做數學實驗.數學實驗是數學學習的出發點,是數學思維的基本方法.
1. 指明探究的方向
有些數學問題,如果僅僅憑借思考,則往往比較抽象,很難得出結果,但如果進行一些具體的實驗,則可把問題直觀化、簡單化,并且一目了然,使問題很快得到解決.
例1(幾何證明選講選做題)ABCD是平行四邊形,E、F分別是AB、BC的中點,DE∩AC=G,DF∩AC=H.若AB=2BC,則△ADG與△CDH的面積之比= .
此題出現在一次大型的高三模擬考試中,相當多的學生在證明遇阻后,選擇了放棄.其實只需做個數學實驗:畫個精確的圖,用尺子量一量,則答案自現.但大多數學生卻在這種情況下顯得手足無策,最終選擇放棄.由此可見學生缺乏數學實驗的思想,不懂得數學結論的產生也可通過實驗得出,再經過邏輯判斷去證明(使證明更具目標性).
從以上例子,我們不難看出:實驗有助于把問題直觀化,使問題的結果水落石出,從而給問題的探究指明方向,這在探究活動中非常重要,避免了盲目性.
2. 暴露隱蔽的性質
數學實驗可以使一些數學問題的特征強化,即把數學問題放置在最特殊的位置上去觀察,從而使隱蔽的性質充分地得以暴露.
例2過拋物線y2=2px(p>0)的焦點作一直線l交拋物線于
A(x1,y1),B(x1,y2),則=( )
A. 4 B. -4 C. p2D. -p2
由于直線l的變化,本題初看起來結果似乎與p有聯系,故一類學生在C或D中猜測答案;另一類認為由于直線l的變化,必然導致點A、B坐標的不確定,于是思路受阻.其實如果我們把題設的條件作一下強化實驗:使過焦點的直線l垂直于x軸,則便知A(,
-p),B(,p),可見==-4,得到一個與p無關的定值.
作為一道僅有唯一答案的選擇題,若采用嚴密的推理,則費時費力,在考試時不足取,此時恰當的運用數學實驗,像數學家一樣,通過實驗先“做”出一個結論,使其隱蔽的性質得以暴露,再通過嚴密的推理加以論證.
從上例可以看出:實驗有助于使一些教學問題隱蔽的性質充分地得以暴露,在變化中探究所存在的不變規律.
3. 去“偽”存“真
數學實驗不僅可以發現一些數學對象的性質與規律,還可以檢驗數學命題的真假.我們平時所講的特殊值法,其實就是一種數學實驗,通過實驗來試誤,僅用到極簡單的數學知識便可達到排除錯誤選項的目的,從而使正確答案浮現出來.
C. (-∞,-1)∪(1,+∞)
D. {2}∪[-1,1]
此題對成績一般的學生來說并不容易做出來,嚴格的求解需分兩種情況,這種討論型是一般學生的弱項.而學生的強項是對分段函數會計算f(1)、f(2)等具體的值,因而可利用學生的強項,告知學生進行數學實驗,即取選項中的某些值計算,由f[f(-1)]=f(2)=2,可排除A、C;由f[f(2)]=f(2)=2,又可排除B,最后獲取正確答案D.
可見,利用數學實驗的檢驗性,去“偽”存“真,在選擇題中可速戰速決,發揮其高效的作用.
責任編輯羅峰
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