數學實驗在農村高中教學中的重要地位

摘要：目前，大多數農村高中數學課堂教學模式與培養農村高中學生的數學興趣和數學素養的要求不符。本文通過在農村高中教學中進行數學實驗的幾個實例，表明數學實驗在農村高中教學中具有不可替代的作用，突出了其重要的地位。

關鍵詞：數學實驗 農村高中 地位

傳統的數學教學模式已深深根植于廣大教師的思維中，缺乏實踐操作能力的數學教學已經嚴重阻礙了學生的個性發展。在不同的數學領域中，對于數學實驗有著不同的理解。在本文中，數學實驗是指實驗者運用一定的物質手段，在特定的實驗環境下，為了獲得某種數學理論、檢驗某個數學猜想、解決某類問題而進行的探索和研究活動，其內容包括簡單的計算工具（如紙、筆、算盤等）和現代計算機技術。這里，物質手段既包括傳統手段，又包括現代手段。

常用的數學實驗形式包括手工操作、制作模型、實物或教具演示等，以驗證結論為主要目的?，F代數學實驗是指基于現代技術的數學實驗，具體而言，就是以計算機等先進的現代技術工具作為實驗手段，以數學素材作為實驗對象，以數學理論作為實驗原理，以實例分析、模擬仿真、歸納發現等為主要實驗方法，旨在探索數學現象、發現數學規律、驗證數學結論或輔助數學學習與研究的實踐活動。

目前，大多數農村高中的數學教學仍以說教為中心，采用解釋定義、講解定理、闡述證明過程、舉例說明的教學順序。雖然這種模式具有一定的優勢，但卻耗費了學生大量的時間，并占用了一部分實踐操作訓練的時間，與農村高中教育的培養目標不符，再加上農村高中生的學習基礎較差，在一定程度上導致學生對數學學習缺乏興趣。因此，教師必須在數學教學中引入實踐教學環節，讓學生動手“做數學”。實踐證明，數學實驗是一種很好的實踐方式，也是數學學習的一種有益補充。

一、加強學生對數學知識的認識與理解

農村高中生由于數學基礎差，很難理解一些抽象的數學知識。數學實驗可以使抽象的內容具體化，為他們學習數學提供感性、直觀的材料，從而提高學生的學習積極性，促使他們更好地理解數學學習的過程和本質。

二、激發學生的求知欲和好奇心

農村高中生經過多次失敗，對數學的興趣和熱情幾乎降為零。然而，數學實驗的過程本身就是一個科學探索真理的過程，是學生觀察、實驗、猜測、推理、交流和反思的過程，可以使他們從聽眾變成真正的參與者，激發他們的好奇心與求知欲。

三、讓學生在數學活動中積累經驗

數學實驗可以再現知識的形成過程，同時可以模擬問題的觀察、發現、解決、引申、變化等過程，讓學生在自主探索實踐中“做數學”，親身體驗數學發現與創新的過程，并從中積累數學活動經驗。

四、提高學生解決問題的能力

數學實驗并不應僅僅局限于將抽象理論轉化為形象演示的過程，教師還可以引導學生探索數學知識或通過數學可視化去驗證數學結論，并通過直觀現象進行歸納，重新建構數學知識體系，最終使學生掌握用數學知識解決實際問題的能力。

數學實驗教學設計按照實驗任務可分為傳統實驗和現代化實驗兩種類型。

1.傳統實驗

傳統實驗，即驗證、觀察實驗，檢測由相關知識推導出的結論或猜測的正確性，從而樹立分析問題、解決問題的信心，或者發現問題解決過程中的謬誤，深入分析其產生的原因，以便于今后改正。解決數學問題的傳統方法是在邏輯上判斷正誤，而在驗證實驗中，則采用全新的手段來驗證答案的準確性。中學數學中的很多問題都可以通過實驗來驗證、判斷和猜測。如在學習圓的一般方程時，教師可以用超級畫板進行觀察實驗，通過動態演示，使數形關系一目了然，有效增強了學生對抽象數學概念的感性認識。

2.現代化試驗

現代化試驗，即借助計算機的強大功能，創造出一種實驗環境。在這種環境下重現所要描述的客觀數學現象，這種數學實驗通常被稱為模擬實驗，它可以彌補常規實驗存在的不足。中學數學有很多內容，都可以采取模擬實驗進行教學。如法國數學家蒲豐設計的投針實驗，就可以通過概率計算出圓周率的近似值。這樣一來，學生就能從中深刻地體會到數學方法的神奇與美妙。

數學的本質是以數量形勢認識自然，進而指導和改造自然。數學應該教給人高度理性的抽象思維、正確的邏輯思維以及豐富的形象思維，同時使人學會從實際問題中提煉數學模型進行定量處理，即運用數學技術的能力，它必須通過數學實驗的形式，尤其是數學建模實驗來完成。而許多人，包括一些著名的科學家都認為：數學素質，如抽象思維和形象思維，就應該靠傳統的數學教學來實現，數學實驗教學將背離數學的本質，使學生失去特殊的數學訓練機會。當然，現代計算工具的運用導致了部分心腦計算功能的退化，使得人們更多地依賴計算工具，但如果人的智能轉向更高層次的開發，這部分的退化就不值得擔憂了。事實上，在某種程度上，數學實驗加快了數學素質的形成。

數學實驗提高了學生應用計算機的能力，激發了學生探究的興趣，提升了學生的實驗能力和分析能力。這些都表明數學實驗啟發了學生的創造性，提高了學生探究學習的主動性。數學實驗課教學活動的開展，無論從內容，還是形式上，都是對傳統數學教學模式的創新和改進，使數學教學氛圍更加活躍，教學形式更加新穎，進一步增強了數學教學的活力。

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（作者單位：浙江省衢州市開化縣華埠中學）