利用信息技術開展初中數學實驗教學的實踐與思考

鄧志娥

摘要：數學是一門實驗性的歸納科學，現代信息技術的發展已經為我們提供了進行數學實驗教學的更有利的條件和時機。在初中數學的課堂教學中，合理利用信息技術，恰當地開展數學實驗，可以形象直觀地揭示數形關系，驗證和發現數學規律，變“聽數學”為“做數學”，引導學生主動地進行問題解決。我們要合理評價信息技術環境下初中數學實驗教學的有效性，注重初中數學教師高層次的專業引領，讓信息技術更好地服務于初中數學課程。

關鍵詞：信息技術;初中數學;實驗教學

1、問題的提出

著名數學教育家G·波利亞曾精辟地指出：“數學有兩個側面，一方面它是歐幾里得式的嚴謹科學，從這個方面看，數學像是一門系統的演繹科學;但另一方面，創造過程中的數學，看起來卻像一門實驗性的歸納科學”。《全日制義務教育數學課程標準》（實驗稿）也明確指出：“數學教學活動必須建立在學生的認知發展水平和已有的知識經驗基礎之上。教師應激發學生的學習積極性，向學生提供充分從事數學活動的機會，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學知識與技能，數學思想和方法，獲得廣泛的數學活動經驗”。因此，在初中數學的課堂教學中，合理利用信息技術，恰當地開展數學實驗，為學生學習數學提供一些感性材料，幫助他們從形象思維向抽象思維過渡，既是完善學生的認知結構，幫助他們全面認識數學兩個側面的重要途徑，也是貫徹新課程理念，引導學生發現問題，提出猜想，驗證猜想，進而創造性地解決數學問題的有效手段。

2 、利用信息技術開展數學實驗

傳統的初中數學教學中，我們經常利用實驗的方法去探索和研究數學問題，如教具演示、構造模型、特殊值驗證等。但是，現代信息技術的發展已經為我們提供了進行數學實驗教學的更有利的條件和時機。利用信息技術開展初中數學實驗教學，打破了傳統實驗模式的束縛，為學生進行建構性學習提供了有利的平臺。運用信息技術可以形象直觀地揭示數形關系，模擬數學概念和數學知識的發生過程，為學生提供交互式的學習環境，從而引導學生親自參與到數學問題的探索和解決之中。

2.1 形象直觀地揭示數形關系

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

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

2.2 驗證和發現數學規律

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，構造動態數學模型和數據圖表，可以動態的保持給定的幾何關系，便于學生自行動手在變化的圖形中發現恒定不變的幾何規律，有效地發展學生的空間觀念，幫助學生認識和掌握規律，提高思維能力。

例如，在探究等腰三角形的性質時，我讓學生利用“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，觀察在的長度發生變化時，點、、的位置所發生的變化;最后讓，再觀察點、、的位置（學生很直觀地就會發現、、互相重合），進而啟發學生從實驗結果中去尋找等腰三角形的“三線合一”的性質。在這一教學活動中，教師只是給學生提供了一個問題背景，而讓學生自己動手實驗、觀察、比較、驗證、歸納、結論，親歷數學知識的發現過程，從而使等腰三角形“三線合一”的性質很自然地納入到學生已有的知識結構中，不僅使教師擺脫了“說不清楚”的窘境，而且體現了“學生為主體”的教學原則。

再如，在“勾股定理”的教學中，我先讓每位學生利用“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，結合小組討論的形式，進行猜想和發現;然后再改變直角三角形的形狀，對發現的規律進行一般性驗證;最后填寫實驗報告，用數學符號和文字語言闡述這一規律，并設法進行數學證明。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信息技術環境下初中數學實驗教學的有效性應有合理的評價

“幾何畫板”等計算機操作平臺提供了一個十分理想的讓學生積極探索問題的“做數學”的環境，是一個很好的“數學實驗室”。但是，從短期來看，借助信息技術開展初中數學實驗教學，不僅要花費大量的精力和時間，而且很難以提高學生的學習成績來體現。因此，不可避免地使人們對它的有效性產生了質疑和責難。為此，我們要把應然式的信息技術與初中數學實驗教學整合變為實然式的信息技術與初中數學實驗教學整合，摒棄畢其功于一役的想法和做法，立足現有基礎，承認整合的現實性、階段性、層次性與漸進性。

3.2 初中數學教師需要高層次的專業引領

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

參考文獻：

[1]王學志.《運用現代信息技術 優化教學過程》.[J] .中小學電教. 2004.4

[2]潘巧明.張維忠.《計算機技術與數學創造性思維培養》.[J] .教學教育學報.2002.11