利用信息技术开展初中数学实验教学的实践与思考

邓志娥

摘要：数学是一门实验性的归纳科学，现代信息技术的发展已经为我们提供了进行数学实验教学的更有利的条件和时机。在初中数学的课堂教学中，合理利用信息技术，恰当地开展数学实验，可以形象直观地揭示数形关系，验证和发现数学规律，变“听数学”为“做数学”，引导学生主动地进行问题解决。我们要合理评价信息技术环境下初中数学实验教学的有效性，注重初中数学教师高层次的专业引领，让信息技术更好地服务于初中数学课程。

关键词：信息技术;初中数学;实验教学

1、问题的提出

著名数学教育家G·波利亚曾精辟地指出：“数学有两个侧面，一方面它是欧几里得式的严谨科学，从这个方面看，数学像是一门系统的演绎科学;但另一方面，创造过程中的数学，看起来却像一门实验性的归纳科学”。《全日制义务教育数学课程标准》（实验稿）也明确指出：“数学教学活动必须建立在学生的认知发展水平和已有的知识经验基础之上。教师应激发学生的学习积极性，向学生提供充分从事数学活动的机会，帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真正理解和掌握基本的数学知识与技能，数学思想和方法，获得广泛的数学活动经验”。因此，在初中数学的课堂教学中，合理利用信息技术，恰当地开展数学实验，为学生学习数学提供一些感性材料，帮助他们从形象思维向抽象思維过渡，既是完善学生的认知结构，帮助他们全面认识数学两个侧面的重要途径，也是贯彻新课程理念，引导学生发现问题，提出猜想，验证猜想，进而创造性地解决数学问题的有效手段。

2 、利用信息技术开展数学实验

传统的初中数学教学中，我们经常利用实验的方法去探索和研究数学问题，如教具演示、构造模型、特殊值验证等。但是，现代信息技术的发展已经为我们提供了进行数学实验教学的更有利的条件和时机。利用信息技术开展初中数学实验教学，打破了传统实验模式的束缚，为学生进行建构性学习提供了有利的平台。运用信息技术可以形象直观地揭示数形关系，模拟数学概念和数学知识的发生过程，为学生提供交互式的学习环境，从而引导学生亲自参与到数学问题的探索和解决之中。

2.1 形象直观地揭示数形关系

数和形是初中数学的两大支柱，数形结合思想就是通过数与形（以数解形，以形助数）处理数学问题。在初中数学中，诸如函数图象的形成、图形的变换、方程解的几何意义等，都可以利用信息技术的直观演示功能，运用动画模拟、过程演示、内容重放等手段，将抽象的数学知识直观形象、变化有序地展示在学生面前，并引导学生观察、思考。

如在“反比例函数的图象”的教学中，传统教学的难点有两个：一是双曲线的形成，二是对双曲线与两坐标轴无限逼近的理解。为了突破这两个难点，我一改传统的“教师示范——学生模仿——师生讨论”的教学模式，把学生带进计算机教室，并为他们提供一个画图软件，然后让学生利用这一媒体技术，在教师的指导和帮助下，通过给自变量赋与更多的不同的数值，让学生自己来“绘制”出双曲线，并最终发现和归纳出反比例函数的图象及其性质。这样的数学活动，不是独立地理解数与形，而是自然而然地由数到形，加深了学生对反比例函数的图象与性质的理解与掌握。

2.2 验证和发现数学规律

计算机具有极其强大的运算功能和图形处理能力。利用“几何画板”中的测量功能，构造动态数学模型和数据图表，可以动态的保持给定的几何关系，便于学生自行动手在变化的图形中发现恒定不变的几何规律，有效地发展学生的空间观念，帮助学生认识和掌握规律，提高思维能力。

例如，在探究等腰三角形的性质时，我让学生利用“几何画板”先作一个任意的，画出的中线、高线和的角平分线，并测量出、的长度;然后拖动点，观察在的长度发生变化时，点、、的位置所发生的变化;最后让，再观察点、、的位置（学生很直观地就会发现、、互相重合），进而启发学生从实验结果中去寻找等腰三角形的“三线合一”的性质。在这一教学活动中，教师只是给学生提供了一个问题背景，而让学生自己动手实验、观察、比较、验证、归纳、结论，亲历数学知识的发现过程，从而使等腰三角形“三线合一”的性质很自然地纳入到学生已有的知识结构中，不仅使教师摆脱了“说不清楚”的窘境，而且体现了“学生为主体”的教学原则。

再如，在“勾股定理”的教学中，我先让每位学生利用“几何画板”画出任意的直角三角形，并利用软件的度量功能，测量三边的长度，结合小组讨论的形式，进行猜想和发现;然后再改变直角三角形的形状，对发现的规律进行一般性验证;最后填写实验报告，用数学符号和文字语言阐述这一规律，并设法进行数学证明。通过这样的实验过程，勾股定理不再神秘，不再可畏，许多学生都戏言：如果我生在那个年代，这个定理该以我的名字命名了……。

3、几点思考

3.1信息技术环境下初中数学实验教学的有效性应有合理的评价

“几何画板”等计算机操作平台提供了一个十分理想的让学生积极探索问题的“做数学”的环境，是一个很好的“数学实验室”。但是，从短期来看，借助信息技术开展初中数学实验教学，不仅要花费大量的精力和时间，而且很难以提高学生的学习成绩来体现。因此，不可避免地使人们对它的有效性产生了质疑和责难。为此，我们要把应然式的信息技术与初中数学实验教学整合变为实然式的信息技术与初中数学实验教学整合，摒弃毕其功于一役的想法和做法，立足现有基础，承认整合的现实性、阶段性、层次性与渐进性。

3.2 初中数学教师需要高层次的专业引领

目前，随着学校办学硬件的不断改善，大部分初中数学教师通过职后（或职前）多层次多渠道的学习与进修，基本上掌握了一些常规的计算机软件（如PowerPoint、Flash等）的简单使用。但是，他们对许多开展数学实验的专用软件（如几何画板、Z+Z智能教育平台等），要么用得不精深，未能挖掘其应有的教育功能，要么根本就谈不上真正用于初中数学实验教学。因此，为了切实提升初中数学教师运用数学实验专用软件的水平，迫切需要高层次的专业引领，各级教育主管部门要有计划、有步骤地开展针对研习数学实验专用软件的初中数学教师继续教育，加强初中数学教师运用专用软件的相关技能训练。

参考文献：

[1]王学志.《运用现代信息技术 优化教学过程》.[J] .中小学电教. 2004.4

[2]潘巧明.张维忠.《计算机技术与数学创造性思维培养》.[J] .教学教育学报.2002.11

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