探讨数学实验在中学数学教育中的重要性

王锋

摘  要：数学实验是一项以实体教具或计算机建模程序为工具基础，帮助学生认识、演绎和解决数学问题的实践性学习活动。基于此，该文首先对数学实验在中学数学教育中的重要性表现进行了分析;其次，围绕学习兴趣、思维能力、综合素养3个方面，重点提出了数学实验在中学数学教育中发挥重要性的策略方向。

关键词：数学实验  现代教育理念  学习兴趣

中图分类号：G633.6    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）02（a）-0122-02

党的十九大提出了“努力让每个孩子都能享有公平而有质量的教育”的现代教育发展战略，“有质量”3个字掷地有声。所以，为了强化初中数学教育的整体质量，我们有必要对数学实验的重要性进行讨论研究。

1  数学实验在中学数学教育中的重要性表现

数学实验是一项以实体教具或计算机建模程序为工具基础，帮助学生认识、演绎和解决数学问题的实践性学习活动。在实际的应用过程当中，可根据数学实验工具基础的不同，将其分为传统数学实验和现代数学实验两类。其中，前者的实验工具主要以几何体模型、折纸、剪刀等实物材料，要求学生通过触摸、折叠、裁剪、挤压等方式，亲手完成实验环节;后者则更加信息化、现代化，要求学生将实验活动延伸到网络平台当中，通过建模、制图等计算机程序应用手段，对数学知识进行全方位、多层次的实践研究[1]。

由此可见，无论是哪种数学实验，都对学生在数学学习过程中的亲身体验、主动实践做出了强调。通过参与这样的学习活动，中学学生的数学学习兴趣和理论应用能力将得到显著提升，继而消除传统中纸笔运算方式带给学生的枯燥感，达成更加高质的数学学习效果。所以，从阶段性学习的角度来讲，数学实验在中学数学教育中的应用发展是极为重要的。

另一方面，基于我国社会水平的不断提升，服务、生产、科研等各个行业领域运行发展都离不开信息化建设的推动和支持，故而对学生人才的计算机应用素养提出了很高要求。此时，将数学实验引入到中学数学教育工作中，有助培养学生实现理论知识学习与计算机操作技能的同步发展，最终成为符合社会实际、迎合岗位需求的高质量综合性人才。所以，从长远性成长的角度来讲，数学实验在中学数学教育中的应用发展也是不可或缺的。

2  数学实验在中学数学教育中重要性的发挥方向

2.1 在数学实验中培养数学学习兴趣

中学阶段学生在学习学科知识、参与教育活动时，会受到很强的兴趣导向影响。此时，若学生缺乏持续、高涨的主动学习兴趣作为支持，将很难长时间、全身心地投入到学习活动当中，其最终学习效果也必然会大打折扣。在传统的数学学习活动中，学生从数学教师身上接收到的知识信息往往是书面化、理论化的。此类知识信息对大多数中学学生来讲，缺乏足够的吸引力，很难支撑起学生长期高效的主动学习行为，也很难刺激学生产生进一步的创新意识和变通思维。同时，加之传统中数学教师对“唯分数论”理念的推崇，中学学生在学校内能接触到的学习实践活动也大多以考试为主，进而出现惧怕考试、担心分数的负面心理状态，造成学生对数学学习产生抵触情绪。

为了扭转这一局面，中学数学教育者应积极将数学实验引入到课堂环境当中，为学生提供出互动化、趣味化的特色实践活动，使学生摆脱传统的数学学习困境，在主动思考、自主操作的过程中爱上数学。例如，在学习立体几何相关知识时，学生可以通过传统数学实验和现代数学实验两种方式进行实践学习。在传统数学实验的视阈下，学生可用自由观察、翻转和移动圆锥体、正方体等几何形状的塑料教具，并根据自己不同角度的观察结果，动手绘制出各教具物体的俯视图、主视图和侧视图，从而了解几何体在不同空间角度中的形状差异;在现代数学实验的视阈下，学生亦可将长、宽、高等标准参数输入到建模程序当中，构建出不同比例、不同形状的几何体数据模型。其后，学生便可以通过鼠标的拖动控制，对几何体模型进行360°的旋转观察，从而了解几何体在不同视角下的形状差异。通过这样的实验方式，圆锥体、三视图等数学概念及其规律特点被生动、立体地展现到学生眼前，进而通过实践观察被内化到学生的知识结构当中，实现高质的数学学习效果[2]。

2.2 在数学实验中强化数学思维能力

随着学习单元的逐渐推进，中学学生所能接触到的知识理论、公式规则将越来越抽象化、逻辑化。此时，若学生仍秉持传统中以死记硬背为主的学习理念，其数学思维将很难得到活跃发展，进而陷入到理论积累与实践应用相分离的泥沼当中。久而久之，学生在理解知识、解答问题等过程中便很难形成类比思维和创新思维，对“同骨不同皮”的同类题型无法做到举一反三，最终导致其数学知识应用能力的降低。

基于此，在保有数学实验的支持以后，学生能在很大程度上消除“死记硬背法”带来的思维禁锢，在实践中达成数学思维的高度活跃与拓展延伸，进而将理论学习、问题解答、生活实践等行为和思维交融在一起，实现数学素养的整体提升。例如，在学习应用“集合”这一概念的相关知识时，学生可通过传统数学实验的方式，进行这样的学习活动：首先，在计算机建模平台中生成多个方块模型，赋予方块模型以红、黄、蓝、绿4种颜色。再随机挑选出几个方块模型，在其表面点缀出圆点、花瓣等装饰花纹。其后，再编制出指标不同的模型筛选方式，对所有方块模型进行分类。这样以来，不同颜色、不同花纹的方块模型便会自动进入到不同的分类区域当中，具象化表现出集合的基本概念。同时，蓝色带花纹等特殊的方块模型，会同时出现在“蓝色的”“有花纹的”“非红色的”等多个筛选区域当中，进而使学生对交集、并集等知识产生理解。此后，学生在解答集合相关问题时，便会举一反三，将各元素看作是方块模型，从而仔细地分析不同元素的共性与个性，完成应用题目的快速破解。

2.3 在数学实验中提升学生综合素养

现阶段，我国教育工作正逐渐实现由“全面化”向“有素质”发展的积极态势。此时，为了实现实际教育工作与现代教育理念的匹配性，中学数学教育必须重视通过有效手段提升学生的綜合人文素养，数学实验在这一方面具有良好的应用价值。在数学实验中，学生需要与同学进行积极有序的交流探讨和操作配合，以此逐渐查漏补缺，推动实验过程向更加高质、准确的结果方向发展。这样以来，学生便会有意识、有需求地进行自我表达，并倾听他人的意见和建议，最终在达成数学知识实践掌握的同时，实现自身社交能力、共情能力、团队意识的强化提升。

同时，不同的数学实验类型，还会进一步对学生的综合素养进行刺激：在进行以亲身感知、亲手操作为主的传统数学实验活动时，学生的手、脑、眼、口将得到全面调动，进而实现学生多感官协调能力、观察能力的发展;在进行以参数设置、流程操作为主的现代数学实验活动时，学生则会更加重视建模数据的精准性，并对模型、图表的变化进行动态控制，从而实现学生严谨治学观念、行为管理意识的发展。

3  结语

总而言之，将数学实验融入到中学数学教育当中，有助于激发学生主动、热情的学习意识，促进学生对数学知识的深刻理解与自主实践，为学生成为数学水平高、综合素质强的栋梁人才夯实基础。

参考文献

[1] 纪宏伟，钱美兰.论数学实验的类型内涵与教学意义[J].职业，2019（25）：95-97.

[2] 杨联华，章幸辛.中学数学实验教学的探索与认识——高师数学教师教育课程改革实践研究[J].景德镇高专学报，2008，23（4）：37-38.