數(shù)學(xué)實驗在農(nóng)村高中教學(xué)中的重要地位

摘要：目前，大多數(shù)農(nóng)村高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)模式與培養(yǎng)農(nóng)村高中學(xué)生的數(shù)學(xué)興趣和數(shù)學(xué)素養(yǎng)的要求不符。本文通過在農(nóng)村高中教學(xué)中進行數(shù)學(xué)實驗的幾個實例，表明數(shù)學(xué)實驗在農(nóng)村高中教學(xué)中具有不可替代的作用，突出了其重要的地位。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)實驗 農(nóng)村高中 地位

傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)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(shù)學(xué)教學(xué)已經(jīng)嚴重阻礙了學(xué)生的個性發(fā)展。在不同的數(shù)學(xué)領(lǐng)域中，對于數(shù)學(xué)實驗有著不同的理解。在本文中，數(shù)學(xué)實驗是指實驗者運用一定的物質(zhì)手段，在特定的實驗環(huán)境下，為了獲得某種數(shù)學(xué)理論、檢驗?zāi)硞€數(shù)學(xué)猜想、解決某類問題而進行的探索和研究活動，其內(nèi)容包括簡單的計算工具（如紙、筆、算盤等）和現(xiàn)代計算機技術(shù)。這里，物質(zhì)手段既包括傳統(tǒng)手段，又包括現(xiàn)代手段。

常用的數(shù)學(xué)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(jié)論為主要目的。現(xiàn)代數(shù)學(xué)實驗是指基于現(xiàn)代技術(shù)的數(shù)學(xué)實驗，具體而言，就是以計算機等先進的現(xiàn)代技術(shù)工具作為實驗手段，以數(shù)學(xué)素材作為實驗對象，以數(shù)學(xué)理論作為實驗原理，以實例分析、模擬仿真、歸納發(fā)現(xiàn)等為主要實驗方法，旨在探索數(shù)學(xué)現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律、驗證數(shù)學(xué)結(jié)論或輔助數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究的實踐活動。

目前，大多數(shù)農(nóng)村高中的數(shù)學(xué)教學(xué)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(xué)順序。雖然這種模式具有一定的優(yōu)勢，但卻耗費了學(xué)生大量的時間，并占用了一部分實踐操作訓(xùn)練的時間，與農(nóng)村高中教育的培養(yǎng)目標不符，再加上農(nóng)村高中生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差，在一定程度上導(dǎo)致學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)缺乏興趣。因此，教師必須在數(shù)學(xué)教學(xué)中引入實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生動手“做數(shù)學(xué)”。實踐證明，數(shù)學(xué)實驗是一種很好的實踐方式，也是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的一種有益補充。

一、加強學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的認識與理解

農(nóng)村高中生由于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差，很難理解一些抽象的數(shù)學(xué)知識。數(shù)學(xué)實驗可以使抽象的內(nèi)容具體化，為他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)提供感性、直觀的材料，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促使他們更好地理解數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程和本質(zhì)。

二、激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心

農(nóng)村高中生經(jīng)過多次失敗，對數(shù)學(xué)的興趣和熱情幾乎降為零。然而，數(shù)學(xué)實驗的過程本身就是一個科學(xué)探索真理的過程，是學(xué)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(fā)他們的好奇心與求知欲。

三、讓學(xué)生在數(shù)學(xué)活動中積累經(jīng)驗

數(shù)學(xué)實驗可以再現(xiàn)知識的形成過程，同時可以模擬問題的觀察、發(fā)現(xiàn)、解決、引申、變化等過程，讓學(xué)生在自主探索實踐中“做數(shù)學(xué)”，親身體驗數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新的過程，并從中積累數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗。

四、提高學(xué)生解決問題的能力

數(shù)學(xué)實驗并不應(yīng)僅僅局限于將抽象理論轉(zhuǎn)化為形象演示的過程，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生探索數(shù)學(xué)知識或通過數(shù)學(xué)可視化去驗證數(shù)學(xué)結(jié)論，并通過直觀現(xiàn)象進行歸納，重新建構(gòu)數(shù)學(xué)知識體系，最終使學(xué)生掌握用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的能力。

數(shù)學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計按照實驗任務(wù)可分為傳統(tǒng)實驗和現(xiàn)代化實驗兩種類型。

1.傳統(tǒng)實驗

傳統(tǒng)實驗，即驗證、觀察實驗，檢測由相關(guān)知識推導(dǎo)出的結(jié)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(fā)現(xiàn)問題解決過程中的謬誤，深入分析其產(chǎn)生的原因，以便于今后改正。解決數(shù)學(xué)問題的傳統(tǒng)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(xué)數(shù)學(xué)中的很多問題都可以通過實驗來驗證、判斷和猜測。如在學(xué)習(xí)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(tài)演示，使數(shù)形關(guān)系一目了然，有效增強了學(xué)生對抽象數(shù)學(xué)概念的感性認識。

2.現(xiàn)代化試驗

現(xiàn)代化試驗，即借助計算機的強大功能，創(chuàng)造出一種實驗環(huán)境。在這種環(huán)境下重現(xiàn)所要描述的客觀數(shù)學(xué)現(xiàn)象，這種數(shù)學(xué)實驗通常被稱為模擬實驗，它可以彌補常規(guī)實驗存在的不足。中學(xué)數(shù)學(xué)有很多內(nèi)容，都可以采取模擬實驗進行教學(xué)。如法國數(shù)學(xué)家蒲豐設(shè)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(xué)生就能從中深刻地體會到數(shù)學(xué)方法的神奇與美妙。

數(shù)學(xué)的本質(zhì)是以數(shù)量形勢認識自然，進而指導(dǎo)和改造自然。數(shù)學(xué)應(yīng)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(xué)會從實際問題中提煉數(shù)學(xué)模型進行定量處理，即運用數(shù)學(xué)技術(shù)的能力，它必須通過數(shù)學(xué)實驗的形式，尤其是數(shù)學(xué)建模實驗來完成。而許多人，包括一些著名的科學(xué)家都認為：數(shù)學(xué)素質(zhì)，如抽象思維和形象思維，就應(yīng)該靠傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)來實現(xiàn)，數(shù)學(xué)實驗教學(xué)將背離數(shù)學(xué)的本質(zhì)，使學(xué)生失去特殊的數(shù)學(xué)訓(xùn)練機會。當(dāng)然，現(xiàn)代計算工具的運用導(dǎo)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(zhuǎn)向更高層次的開發(fā)，這部分的退化就不值得擔(dān)憂了。事實上，在某種程度上，數(shù)學(xué)實驗加快了數(shù)學(xué)素質(zhì)的形成。

數(shù)學(xué)實驗提高了學(xué)生應(yīng)用計算機的能力，激發(fā)了學(xué)生探究的興趣，提升了學(xué)生的實驗?zāi)芰头治瞿芰Α＿@些都表明數(shù)學(xué)實驗啟發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性，提高了學(xué)生探究學(xué)習(xí)的主動性。數(shù)學(xué)實驗課教學(xué)活動的開展，無論從內(nèi)容，還是形式上，都是對傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)模式的創(chuàng)新和改進，使數(shù)學(xué)教學(xué)氛圍更加活躍，教學(xué)形式更加新穎，進一步增強了數(shù)學(xué)教學(xué)的活力。

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（作者單位：浙江省衢州市開化縣華埠中學(xué)）