淺談新課改下高中數學實驗教學的意義

朱小英

【摘 要】現代信息技術的廣泛應用也正對數學課程內容、數學教學、數學學習等方面產生深刻的影響。在這種課程改革背景下，高中數學應提倡信息技術與課程內容的有機整合，適時有效地使用計算機、ti圖形計算器、各種數學軟件平臺等進行探索和發現數學，而實現這一理念的有效方式是開展數學實驗教學。

【關鍵詞】高中數學；實驗教學；現實意義

一、數學實驗教學能有效促進學生的數學理解，從而促進有效教學

數學實驗教學，可以超越傳統數學語言的表達形式，幫助學生建立直觀模型，加深學生對數學的體驗，有利于觀察和發現數學現象的本質，形成良好的知識結構。過去由于結論的抽象程度高、推理復雜，學生在心理上對新知識的接受有障礙，新知識不能很好的內化到學生已有的認知結構中去，現在學生通過實驗來驗證，使知識具體化，可增加學生對新知識的理解。例如數學實驗可以將傳統方法中描繪靜態離散的點進化成描述動態變化的函數圖象的生成過程，如果說傳統作圖法由于受研究工具的限制只能動態過程靜態捕捉，那么在數學實驗模式中，借助電腦，我們可以讓函數關系中自變量x與因變量y之間的動態依存關系原汁原味動態地表現出來。總而言之，數學實驗通過學生的操作、實驗或試驗，使學生從原有的知識中自然“生長”出新的知識，這一知識的生長過程是一種主動的探索過程，不僅使新知識找到了牢固的附著點，而且使認知結構在探索中得到發展。

二、數學實驗教學能培養學生的非邏輯思維能力

在數學實驗過程中，不僅可以使學生掌握相關的數學知識，而且可以提高學生的動手能力和分析問題、解決問題的能力。學生在數學實驗中，通過自己動手實驗，充分嘗試，并通過各種途徑去思考、探索，這樣所獲得的知識比起單靠教師講解所獲得的要深刻得多；學生通過對知識的形成過程，對問題的觀察、發現、解決、引申、變化等過程的模擬和實驗，在深刻理解知識、把握邏輯演繹證明的本質的同時，觀察能力、探索能力、創造能力、實際操作能力等都得到相應的發展。相比較傳統教學形式而言，數學實驗教學對培養學生非邏輯思維能力的作用是不言而喻的，這也完全符合現代數學教育以學生發展為主體目標的教育觀念。一些數學教育家很早就提出，讓學生動手“做數學”，要在數學教學中引入數學活動，應當給學生以“數學的發現”的教育，要讓學生除了演繹推理之外，還會運用歸納推理，“合理推理”等思維方法，體驗完整的數學創造過程，即觀察，抽象，歸納，概括，猜想，到分析和論證的全過程。數學實驗正是這種理想的數學教育形式。

三、數學實驗教學能提高學生的數學學習能力，促進學習方式的轉變

在傳統的數學教學中，學生的學習沒有經驗的支持，只是被動的接受老師傳授的知識，只是一味的死記硬背公式和定理，只是大量地演算習題，很少有參與知識的形成過程，更沒有知識的發現過程與創造過程，這樣的學習方式是很難真正理解數學的。而數學實驗是學生根據教師布置的某些內容，選定要學習或要解決的問題，用適當的數學實驗軟件編程實驗。獲得對發現數學結論重要的數據（數值，圖像等），從而發現或猜想數學結論，再加以嚴格的理論證明，是學生親自動手做數學，嘗試數學的再創造。可見，數學實驗教學改變了傳統教學中學生從老師那里被動的接受的事實，給學生提供了更多的動手機會，學生以研究者的身份進行學習，突出學生的主體地位，使學生由“聽數學”轉為“做數學”，由過去被動接受轉為主動參與，由以前做書本中的習題變為做自己設計問題，由被動地學習變為主動地發現探索式學習。

四、數學實驗教學能有效提高學生的數學學習信念

我們認為，講授式教學設計得再好，也很難適合各種不同層次的學生的不同需求，而數學實驗是一種活動化教學，它能滿足不同學生的需求，使不同學生在各自的能力基礎上都得到較充分的發展。在一定的問題背景下，學生自己動手實驗，觀察、比較、歸納，親身經歷了數學建構過程，所有的新知識，通過自身的“再創造”，納入到自己的認知結構中，成為有效而能發展的知識，徹底改變了以講授“現成結果”為主，以“灌輸”為特征的傳統的數學教學模式，真正體現了教師為主導，學生為主體的教學原則。數學實驗教學在幫助學生對數學概念進行必要的意義建構的同時，恰能起到激勵學生積極的主觀學習意愿，實際上學生在數學實驗課堂上自始至終保持著濃厚的學習和研究的興趣，不再把學習數學看成負擔，增強了學好數學的信心，享受著學習數學的樂趣。

總之，數學實驗雖然不是嚴密的論證，但它使學生在實驗中探索，在操作、觀察、討論、交流、歸納、猜想、分析和整理的過程中，理解數學問題的提出、數學概念的形成、數學結論的獲得與驗證以及數學知識的應用，對形成參與實踐、自主探究、合作交流等積極主動的學習方式創造了有利的條件。數學實驗教學對培養直覺思維能力、提高觀察與歸納能力、培養數學素養和數學人文價值、培養創新意識和情感的生成等都有積極的意義。

參考文獻：

[1]邵光華，卞忠運.數學實驗的理論研究與實踐[J].課程·教材·教法，2007（3）.