數學實驗教學與師范生能力培養

江蘇省常州幼兒師范學校 劉建國

傳統數學教學工作中，對計算、推導證明、敘述等方面內容較為看重，對數學模型的構建、如何應用數學語言描述問題等方面能力的培養有所忽視，對師范生能力的培養產生一定阻礙。針對上述問題，本文對數學實驗教學優化改革方面的工作進行具體分析，希望人們能夠對計算機技術、各類數學軟件及工具等進行充分利用，通過數學實驗教學更好地輔助數學教育專業基礎課程及應用課程的教學工作，為師范生實際問題解決能力等方面的培養奠定堅實基礎。

一、數學實驗教學對師范生能力的影響

數學實驗教學對師范生能力的培養具有較大幫助，下面從幾方面對其進行具體分析：

其一，通過數學實驗教學使師范生對數學基本理論方面的知識進行更好的理解。在教學過程中，教師可以對現代教學手段、技術進行充分利用，通過數學實驗教學和更加生動、直觀、有趣的方式將數學定理、定義、公式等展示出來，提高數學理論知識教學工作的趣味性、生動性及直觀性，同時對師范生自身數學知識建構方面的工作具有較多的積極影響，在實驗過程中有更多的時間和機會進行分析、觀察、研究歸納和猜想，真正意義上理解數學理論知識，為自身能力發展及今后的工作提供更多支持。

其二，在數學實驗過程中，師范生能夠對數學學科的魅力產生更多直觀感受，對借助計算機技術完成數值計算、隨機模擬等方面工作的便利性及高效性，對現代數學方法在非線性科學相關數學知識中的作用及威力進行了解，使師范生能夠更好地應對今后數學教學、研究等方面工作，甚至對利用現代化手段及技術“做數學”“教數學”的方法進行掌握，為師范生自身從師任教能力的提升奠定堅實基礎。由此可見，數學實驗教學對師范生能力的培養是極為重要的，下面對如何利用數學實驗教學培養師范生能力的相關內容進行具體分析。

二、利用數學實驗教學對師范生能力進行培養的方法及策略

1.秉承幾方面原則開展數學實驗教學工作

開展數學實驗教學時，需要秉承實踐化、問題化、算法化及圖形化原則進行教學，進而對師范生能力進行有效培養：首先，實踐化的數學實驗教學。對師范生計算機做題能力、實踐能力進行培養時，需要對數學軟件平臺的選擇產生更多重視，使師范生能夠對數學問題進行合理簡化，以數學建模等方式對問題進行解決，通過計算機操作及適宜的算法完成解題工作，并且對數學實驗分析及計算結果進行研究。其次，問題化原則。數學學科知識的學習是動態化過程而非封閉的、絕對的、僵化的規則性訓練，因此通過數學實驗教學能夠對數學問題進行細化，對傳統教學方式的單一性問題進行解決。再次，算法化原則。數學實驗教學過程中，需要對數值計算、統計原理、優化方法等進行示范講解，使學生對相應的數學概念、思想以及方法等進行更好的掌握。最后，圖形化原則。通過數學實驗教學對學生流程設計方面的能力進行培養，使其能夠以繪圖、構建數學模型等方式解決實際的數學問題。

2.對數學實驗教學內容進行優化調整

為了提高數學實驗教學的實效性，對師范生的能力進行提升，需要設置更多實用性較強的數學實驗教學內容，對現代教育技術進行更多的應用，進而為師范生邏輯思維、定量思維、抽象思維等方面的訓練提供更多支持，使其能夠對數學實驗教學中所學的數學理論及方法進行有效運用。此外，需要減少刻意追求刻板演繹風格的情況出現，對數學教學程式化方面的問題進行克服，加強對數學本質問題的關注，結合師范生能力培養目標方面的情況對部分定理證明內容的要求進行適當放寬，加強對師范生抽象思維、邏輯思維及嚴謹性方面的訓練，對具有代表性的定理證明進行更好的掌握，能夠將“數”“形”進行緊密聯系，對數學知識間的內在聯系進行掌握，提高師范生的空間想象能力等。通過教學內容的調整和側重性講解，能夠為數學實驗教學提供更多的時間，為理論及實踐的融合提供更多支持，通過數學實驗對師范生數學知識分析、處理的能力和問題解決能力進行更好的鍛煉。

3.對師范生的數學思維能力、數學情感等方面進行培養

數學實驗教學可以為師范生提供更多動手實踐的機會，使學生在自主探索、合作學習過程中對數學知識、技能以及方法等進行透徹理解及掌握，獲取更多的數學活動經驗。然而，部分數學實驗教學工作僅停留在實際操作層面，未能將數學實驗教學和師范生數學思維的培養工作進行融合，無法使師范生在腦海中完成數學知識、認知等方面的重構和重組，不能讓師范生的數學思維進一步發展，針對這些問題，需要設置更多側重于創造性思維培養的數學實驗，使師范生在實驗活動中進行更多的觀察、想象、猜想，在鍛煉了師范生創造性思維、歸納性思維、演繹思維等方面的同時，使其意識到在今后的數學教學工作中，需要對學生這幾方面能力進行更好的培養，促進其教學水平及業務能力的提升。

此外，需要對師范生數學情感的培養產生足夠重視，除了數學知識、技能等方面的學習外，師范生的情感態度、價值觀等同樣對其自身能力發展和今后教學工作的開展具有較大影響，因此在數學實驗教學活動中，需要對師范生進行有意識的啟發和引導，使其獲得更多有價值的心理體驗。例如教師可以在數學實驗教學過程中創設相應的數學實驗情境或問題情境，使學生在相應的情境或動手實踐過程中獲得相應的體驗，形成數學情感，激發師范生對數學知識的學習興趣、自信心；在數學實驗活動進展順利或較為成功時，師范生的情緒較為高漲，探索失敗時產生失望、沮喪之感，如何對這些情緒、情感進行正確的調動，對其激勵性作用進行充分發揮也是人們需要關注的重要內容，比如在數學實驗教學過程中，教師需要注重對學生進行鼓勵，使其能夠積極主動地尋求問題的解決辦法，并且通過不斷研究、摸索找到解決辦法，使數學實驗更加成功，獲得更多精神上的成就感及快慰，在發現及創造新事物時獲得更多快樂的體驗，體會到數學知識探索過程的艱難，對數學科學的研究真諦進行感悟，進而產生更多內部驅動力，能夠積極主動地投入到數學實驗教學活動中，對自身的能力進行有效鍛煉。

4.在數學實驗教學中加強對學生的計算機應用能力的培養

計算機基礎知識、應用及操作能力的培養同樣為數學實驗教學中的重要內容，并且是師范生需要具備的素質和能力，因此在數學實驗教學中需要對師范生的這些能力進行有重點的訓練和培養，教師先進行相應的數學實驗演示操作，師范生進行模仿和學習，對熟練應用計算機技術解決數學問題的能力進行鍛煉。通常情況下，在數學實驗教學之初，便需要對學生進行計算機導論、計算機應用相關知識的教學，讓師范生對計算機基本操作原理進行了解，一些能力較強的師范生甚至可以自己編寫一些小程序解決數學問題，對上機操作的方式進行更多的熟悉和應用，進而為師范生今后的教學工作提供更多支持。

綜上所述，為了對師范生的能力進行更好的培養，需要對數學實驗教學方面的工作產生更多重視，在師范院校開展數學教育工作時，對師范生解決實際問題的能力、今后從事數學教學工作的業務能力等進行重點培養，通過數學實驗教學改變和豐富原有授課方式，使學生對數學概念進行更好的理解，加強對數學猜想、定理探索過程的了解，讓師范生的思考方式更加接近數學家，最終使其能夠更好地駕馭數學本領，促進師范生綜合素質及能力的提升。

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