利用信息技術(shù)開展初中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的實踐與思考

鄧志娥

摘要：數(shù)學(xué)是一門實驗性的歸納科學(xué)，現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)為我們提供了進行數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的更有利的條件和時機。在初中數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)中，合理利用信息技術(shù)，恰當(dāng)?shù)亻_展數(shù)學(xué)實驗，可以形象直觀地揭示數(shù)形關(guān)系，驗證和發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律，變“聽數(shù)學(xué)”為“做數(shù)學(xué)”，引導(dǎo)學(xué)生主動地進行問題解決。我們要合理評價信息技術(shù)環(huán)境下初中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的有效性，注重初中數(shù)學(xué)教師高層次的專業(yè)引領(lǐng)，讓信息技術(shù)更好地服務(wù)于初中數(shù)學(xué)課程。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);初中數(shù)學(xué);實驗教學(xué)

1、問題的提出

著名數(shù)學(xué)教育家G·波利亞曾精辟地指出：“數(shù)學(xué)有兩個側(cè)面，一方面它是歐幾里得式的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)，從這個方面看，數(shù)學(xué)像是一門系統(tǒng)的演繹科學(xué);但另一方面，創(chuàng)造過程中的數(shù)學(xué)，看起來卻像一門實驗性的歸納科學(xué)”。《全日制義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（實驗稿）也明確指出：“數(shù)學(xué)教學(xué)活動必須建立在學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和已有的知識經(jīng)驗基礎(chǔ)之上。教師應(yīng)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，向?qū)W生提供充分從事數(shù)學(xué)活動的機會，幫助他們在自主探索和合作交流的過程中真正理解和掌握基本的數(shù)學(xué)知識與技能，數(shù)學(xué)思想和方法，獲得廣泛的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗”。因此，在初中數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)中，合理利用信息技術(shù)，恰當(dāng)?shù)亻_展數(shù)學(xué)實驗，為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)提供一些感性材料，幫助他們從形象思維向抽象思維過渡，既是完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，幫助他們?nèi)嬲J(rèn)識數(shù)學(xué)兩個側(cè)面的重要途徑，也是貫徹新課程理念，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提出猜想，驗證猜想，進而創(chuàng)造性地解決數(shù)學(xué)問題的有效手段。

2 、利用信息技術(shù)開展數(shù)學(xué)實驗

傳統(tǒng)的初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，我們經(jīng)常利用實驗的方法去探索和研究數(shù)學(xué)問題，如教具演示、構(gòu)造模型、特殊值驗證等。但是，現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)為我們提供了進行數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的更有利的條件和時機。利用信息技術(shù)開展初中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)，打破了傳統(tǒng)實驗?zāi)Ｊ降氖`，為學(xué)生進行建構(gòu)性學(xué)習(xí)提供了有利的平臺。運用信息技術(shù)可以形象直觀地揭示數(shù)形關(guān)系，模擬數(shù)學(xué)概念和數(shù)學(xué)知識的發(fā)生過程，為學(xué)生提供交互式的學(xué)習(xí)環(huán)境，從而引導(dǎo)學(xué)生親自參與到數(shù)學(xué)問題的探索和解決之中。

2.1 形象直觀地揭示數(shù)形關(guān)系

數(shù)和形是初中數(shù)學(xué)的兩大支柱，數(shù)形結(jié)合思想就是通過數(shù)與形（以數(shù)解形，以形助數(shù)）處理數(shù)學(xué)問題。在初中數(shù)學(xué)中，諸如函數(shù)圖象的形成、圖形的變換、方程解的幾何意義等，都可以利用信息技術(shù)的直觀演示功能，運用動畫模擬、過程演示、內(nèi)容重放等手段，將抽象的數(shù)學(xué)知識直觀形象、變化有序地展示在學(xué)生面前，并引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考。

如在“反比例函數(shù)的圖象”的教學(xué)中，傳統(tǒng)教學(xué)的難點有兩個：一是雙曲線的形成，二是對雙曲線與兩坐標(biāo)軸無限逼近的理解。為了突破這兩個難點，我一改傳統(tǒng)的“教師示范——學(xué)生模仿——師生討論”的教學(xué)模式，把學(xué)生帶進計算機教室，并為他們提供一個畫圖軟件，然后讓學(xué)生利用這一媒體技術(shù)，在教師的指導(dǎo)和幫助下，通過給自變量賦與更多的不同的數(shù)值，讓學(xué)生自己來“繪制”出雙曲線，并最終發(fā)現(xiàn)和歸納出反比例函數(shù)的圖象及其性質(zhì)。這樣的數(shù)學(xué)活動，不是獨立地理解數(shù)與形，而是自然而然地由數(shù)到形，加深了學(xué)生對反比例函數(shù)的圖象與性質(zhì)的理解與掌握。

2.2 驗證和發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律

計算機具有極其強大的運算功能和圖形處理能力。利用“幾何畫板”中的測量功能，構(gòu)造動態(tài)數(shù)學(xué)模型和數(shù)據(jù)圖表，可以動態(tài)的保持給定的幾何關(guān)系，便于學(xué)生自行動手在變化的圖形中發(fā)現(xiàn)恒定不變的幾何規(guī)律，有效地發(fā)展學(xué)生的空間觀念，幫助學(xué)生認(rèn)識和掌握規(guī)律，提高思維能力。

例如，在探究等腰三角形的性質(zhì)時，我讓學(xué)生利用“幾何畫板”先作一個任意的，畫出的中線、高線和的角平分線，并測量出、的長度;然后拖動點，觀察在的長度發(fā)生變化時，點、、的位置所發(fā)生的變化;最后讓，再觀察點、、的位置（學(xué)生很直觀地就會發(fā)現(xiàn)、、互相重合），進而啟發(fā)學(xué)生從實驗結(jié)果中去尋找等腰三角形的“三線合一”的性質(zhì)。在這一教學(xué)活動中，教師只是給學(xué)生提供了一個問題背景，而讓學(xué)生自己動手實驗、觀察、比較、驗證、歸納、結(jié)論，親歷數(shù)學(xué)知識的發(fā)現(xiàn)過程，從而使等腰三角形“三線合一”的性質(zhì)很自然地納入到學(xué)生已有的知識結(jié)構(gòu)中，不僅使教師擺脫了“說不清楚”的窘境，而且體現(xiàn)了“學(xué)生為主體”的教學(xué)原則。

再如，在“勾股定理”的教學(xué)中，我先讓每位學(xué)生利用“幾何畫板”畫出任意的直角三角形，并利用軟件的度量功能，測量三邊的長度，結(jié)合小組討論的形式，進行猜想和發(fā)現(xiàn);然后再改變直角三角形的形狀，對發(fā)現(xiàn)的規(guī)律進行一般性驗證;最后填寫實驗報告，用數(shù)學(xué)符號和文字語言闡述這一規(guī)律，并設(shè)法進行數(shù)學(xué)證明。通過這樣的實驗過程，勾股定理不再神秘，不再可畏，許多學(xué)生都戲言：如果我生在那個年代，這個定理該以我的名字命名了……。

3、幾點思考

3.1信息技術(shù)環(huán)境下初中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的有效性應(yīng)有合理的評價

“幾何畫板”等計算機操作平臺提供了一個十分理想的讓學(xué)生積極探索問題的“做數(shù)學(xué)”的環(huán)境，是一個很好的“數(shù)學(xué)實驗室”。但是，從短期來看，借助信息技術(shù)開展初中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)，不僅要花費大量的精力和時間，而且很難以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績來體現(xiàn)。因此，不可避免地使人們對它的有效性產(chǎn)生了質(zhì)疑和責(zé)難。為此，我們要把應(yīng)然式的信息技術(shù)與初中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)整合變?yōu)閷嵢皇降男畔⒓夹g(shù)與初中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)整合，摒棄畢其功于一役的想法和做法，立足現(xiàn)有基礎(chǔ)，承認(rèn)整合的現(xiàn)實性、階段性、層次性與漸進性。

3.2 初中數(shù)學(xué)教師需要高層次的專業(yè)引領(lǐng)

目前，隨著學(xué)校辦學(xué)硬件的不斷改善，大部分初中數(shù)學(xué)教師通過職后（或職前）多層次多渠道的學(xué)習(xí)與進修，基本上掌握了一些常規(guī)的計算機軟件（如PowerPoint、Flash等）的簡單使用。但是，他們對許多開展數(shù)學(xué)實驗的專用軟件（如幾何畫板、Z+Z智能教育平臺等），要么用得不精深，未能挖掘其應(yīng)有的教育功能，要么根本就談不上真正用于初中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)。因此，為了切實提升初中數(shù)學(xué)教師運用數(shù)學(xué)實驗專用軟件的水平，迫切需要高層次的專業(yè)引領(lǐng)，各級教育主管部門要有計劃、有步驟地開展針對研習(xí)數(shù)學(xué)實驗專用軟件的初中數(shù)學(xué)教師繼續(xù)教育，加強初中數(shù)學(xué)教師運用專用軟件的相關(guān)技能訓(xùn)練。

參考文獻(xiàn)：

[1]王學(xué)志.《運用現(xiàn)代信息技術(shù) 優(yōu)化教學(xué)過程》.[J] .中小學(xué)電教. 2004.4

[2]潘巧明.張維忠.《計算機技術(shù)與數(shù)學(xué)創(chuàng)造性思維培養(yǎng)》.[J] .教學(xué)教育學(xué)報.2002.11

3755500338262