中小学数学实验剖析

佘碧新

【摘要】本文先是由几位数学大家的话引出“数学需要实验”这个论断，之后阐述了数学实验的含义、意义及特点，引出了关于现代数学实验的若干问题.现代数学实验伴随着信息技术的不断发展而日趋成熟，在数学教学中发挥着越来越重要的作用.

【关键词】数学实验；信息技术；整合

谈起数学，浮现在人们脑子里的可能就是枯燥的数字和乏味的定理.说起实验，可能大家想到的就是物理实验、化学实验及生物实验.那么如果两者结合起来呢？对了，数学实验.其实，数学实验伴随着整个数学的发展历程.可以说，在数学活动之中，实验是无处不有.波利亚（George Polya，1887—1985）是著名的数学教育家，他曾精辟地指出数学既像一门系统的演绎科学，又像一门实验性的归纳科学.高斯（C.F.Gauss，1777—1855）也曾说过，他的许多定理都是靠不断地实验归纳发现的，证明只是后期的补充手续而已.欧拉（Leonhard Euler，1707—1783）更是直接点出数学不但需要观察，也需要实验.由此可知，不管数学怎样发展，总是离不开实验，实验对于数学有着非同寻常的意义.本文所讨论的数学实验是基于中小学教学背景下的数学实验.

一、数学实验的含义、意义

数学实验是实验者运用一定的物质手段，在特定的实验环境下进行的探索和研究活动，其目的是为了获得某

种数学理论，检验某个数学猜想或解决某类问题.开展数学实验教学，可以给学生提供一个特定的环境，在这个环境下学生可以更好地应用自己所学的数学理论，更好地建立系统的数学体系框架.开展数学实验教学的意义主要体现在以下两

个方面：

1.有助于激发学生的学习兴趣.兴趣是最好的老师，而数学实验本身就是一个探索真理的过程，是学生自己观察、实验、猜测、推理、交流和反思的过程，可以使学生最大地发挥主体性作用，激发其求知欲和好奇心.

2.有助于增进学生对数学知识的理解.数学实验可以把一些枯燥的数字转化成生动的图形，使抽象的内容直观化、具体化，从而帮助学生更好地理解数学过程和本质，积累探索数学活动的经验，进一步提高学生的数学素养.

二、数学实验的特点

1.主体的实践性.数学实验是实验主体在数学活动中的一种实践，是在主体数学思维参与下进行的数学化操作.正是源于一定的实践基础，才使实验者不断去探索，形成更深刻、更有远见的数学思想方法，这也是数学得以发展下去的不竭动力.正如布鲁纳说的：“探索是数学的生命线.”

2.情境性强.中小学生的数学实验理论性不能太强，问题不能太脱离实际，贴合学生平常生活的实验更能激起学生的好奇心和求知欲，更能起到立竿见影的效果.新教材中就有不少很贴合学生的情境性强的实验.例如，“怎样盖房子面积最大”“怎样使车间利润最大化”“两辆车的追赶、会面问题”“水池中水的排放问题”等等，都是既浅显又贴近学生生活的数学问题.

3.想象空间大.与物理、化学、生物等传统实验相比，数学实验具有虚构性强、想象空间大的特点，更能考验学生的数学知识，培养学生的数学思维能力.

三、现代数学实验及其存在的问题

值得一提的是，随着现代信息技术的不断发展，数学实验越来越倾向于以多媒体计算机为工具的实验，即通常所称的现代数学实验.现代数学实验是数学与信息技术学科整合的一种产物，也是数学新课程改革的一种趋势.高中数学新课标明确指出，高中数学课程应与现代信息技术有机整合，改变学生传统的学习方式，让学生学会应用现代信息技术探索、解决数学问题.目前中学阶段比较流行的用于数学实验的软件有：几何画板、超级画板（Z+Z智能教育平台）、Excel、PowerPoint、TI图形计算器、Advanced Grapher等.

信息技术虽好，但在实际教学中，却不能盲目利用.现在许多教师把注意力过多地放在了技术在教学中的单纯呈现上，直接把计算机屏幕变成了教书的黑板，忽视了教学观念的更新.没有先进的教学理念的指导，必然会扭曲信息技术在教学中的作用，无法实现技术与课程的整合.另外，受到硬件设施及学生计算机能力的限制，有时信息技术成了一种奢侈的或尴尬的摆设，看起来如鱼得水，用起来捉襟见肘.特别是一些农村地区的学校，设备不齐全或者根本就没有多媒体设备，那就更别提信息技术的应用了.

不可否认的是，现代信息技术正以它独特的魅力冲击着我们的生存方式，改变着我们的学习方式，也急切需要我们改变现行的教育方式.目前，如何把信息技术最大程度应用于数学实验还在不断地探索中，但有一点是不变的，无论信息技术怎样发展，现代数学实验都将是承传统之精，扬信息技术之长.

【参考文献】

[1]曹一鸣.数学实验教学模式探究[J].课程·教材·教法，2003.

[2]李太新.谈谈数学实验在中学数学教学中的作用[J].数学通报，2001（10）.

[3]王江东.对中学数学实验教学的认识与思考[J].四川教育学院学报，2006，22（11）.

[4]黄学文.用几何画板开展高中数学实验教学的实践与研究[D].陕西师范大学，2011.

[5]王兴数.几何画板平台上的中学数学实验[J].宁德师专学报，2007，19（3）.

[6]吴群志.当前信息技术与数学教学整合存在的问题与对策[J].吉林省教育学院学报，2002，22（2）.