浅谈中学数学实验的作用

余雷

【摘 要】随着计算机科学的飞速发展和信息时代的到来，使得研究数学有了高科技的辅助工具和研究手段，数学实验应运而生。而我国的中学数学教学仍侧重于定理的证明，公式的推导及运用，计算方法与技巧，忽视了数学发现过程中实验性、经验性的一面。因此将数学实验引入中学数学课堂教学是十分必要的。

【关键词】数学实验；价值；作用；问题

说起实验，大多数人都会本能地想到物理实验、化学实验和生物实验；说数学实验，他们都会表现出茫然和困惑。那么，什么是数学实验？为什么要开设（做）数学实验呢？有什么作用呢？

一、数学实验的含义

数学实验是一种以知识素材形成、发展和应用为任务，利用算具（或空间模型实物）作为实验工具来推演（或模拟）的，并且以一定的数学思想方法作为实验原理的一种实验形式；它必须以某一层面的数学知识素材作为实验对象，在一般意义下的某种运算程序里，以数值计算、符号演算或图形演示等作为实验内容的操作（或心智活动）；达到验证数学命题，广泛开展猜想创新的目的。学生通过数学实验，手脑并用，获得直接的感性认识，能最大程度地发挥其主观能动性，有利于右脑的开发，并能由此引发奇思妙想，产生大胆的猜想和创新，使得所学的知识真正地转化自身的知识结构。数学实验与物理、化学实验、生物实验相比，不仅需要动手，更需要动脑，思维量大是数学实验的基本特征。在中学开展数学实验具有一定的教学价值。它主要体现在三个方面：从教学的角度来看，通过开展数学实验，由原来的仅重推理或演算能力转变为学生从探索、猜想到自己得出结论，增强了智力开发性；由纯数学转变为联系实际的数学，增强了数学的应用性。从学生的角度来看，通过开展数学实验，不仅能使中学生做事的主动性、创造性和协作精神得到很大提高，而且还能通过改变学习方式从而达到提高学习数学的兴趣。从教师的角度来看，用实验的方式传授数学，是对传统教学方式的有益补充，它既在一定程度上减轻了教师的工作负担，又为教师充实了素质教育和创新教育理论，丰富了数学教学理念，使实验法、归纳法、演绎法一起成为研究数学的重要方法。

二 数学实验的作用

1.激发兴趣的功能

如教“轴对称图形”时，组织学生进行折纸、剪纸实验，学生能折、剪出多种多样的美丽的对称图形，看着自己的作品，学生往往会产生一种喜悦的心情，富有成就感，进而产生强烈的求知欲，从而起到激发兴趣的作用。

2.激发学生创新思维的源泉

数学理论的抽象性，通常都有某种“直观”的想法为背景，作为教师，就应该通过数学实验，把这种直观的背景显现出来，帮助学生抓住其本质，了解它的变形和发展及与其它问题的联系。

例如：你能把一张三角形纸片剪成两个三角形，使它们恰好相似吗？教师就可通过实验——剪纸活动，使学生領悟其本质。以一个贴近学生生活的问题引入，激发学生的学习兴趣。问题引发学生两点思考：一是能不能剪；二是若能的话，则如何剪。学生一般会先从特殊三角形入手，能迅速给出解决，等腰三角形和直角三角形能分割。

3.突破教学难点

如探索三角形全等的条件中有一难点：学生容易用AAS来判定两个三角形全等，用一般的教学方式很难让学生理解为什么不能用这个方法，假如课前给每个学生都发一张上面印有很多标明数据的全等三角形，其中一个钝角三角形，一个锐角三角形都满足两边及其一边所对的角对应相等，让学生找反例，相信学生一下子就能找到反例， 难点马上就突破了。

4.更加深刻揭示知识形成过程

在教“圆与圆的位置关系”时，组织学生运用两个不同的圆纸片作相对运动的实验，通过量一量、比一比，学生能很自然地归纳总结出两个圆的位置关系及其判定，同时对相应知识的形成过程也有了较深的了解。

5.帮助学生巩固数学知识，促成教学的良性循环

数学实验是帮助学生理解和巩固数学知识的一种有效方法。学生在实验时要将课本知识与眼前现实结合起来，将以实验中获得的感性认识，通过抽象思维得到对概念、定理的深入理解。在要求学生解决“不过河测河宽”的问题时，学生们集思广益，结合课本知识提出了不下五种的解决方法：①利用全等三角形；②利用三角形或梯形中位线定理；③利用等边三角形性质；④利用平行四边形性质；⑤利用相似三角形性质；⑥利用勾股定理；⑦利用三角函数。通过这一问题解决，使学生对“不过河测河宽”所运用的相关知识有了深刻的理解。“做然后知不足”，在学生独立或合作完成实验的同时，激发了他们进一步学好数学的愿望，也促成数学教学的良性循环。

6.有利于培养学生学习数学的应用意识

通过数学教学，帮助学生树立数学应用意识，是素质教育的一项重要任务，这就要求教师应努力创设一种实验环境，使学生能受到必要的教学应用的实际训练。

例如：学校每年要举行运动会，要求学生用学过的知识通知全班每一个同学做一个完全一样的三角形小旗，相信学生会想出五花八门的设计方案，然后引导学生说出他这种想法的原理，那么这节全等复习课的效果肯定非常好。

总之开展中学数学实验教学，可以培养学生理论联系实际的工作作风和一丝不苟的工作态度，这种良好的个性品质也正是他们走上社会做好任何工作所必需的，也可以这样说，数学实验是中学生终生受益的养成教育。因此，不论从数学教学本身的需要出发还是时代的需求来考虑都要抓好中学数学实验教学。

参考文献：

[1]盛中平，王晓辉.什么是数学实验，高等理科教学，2001.1：P24-28

[2]李太新.谈谈数学实验在中学数学教学中的作用，数学通报，2001.10：P15-1