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數(shù)學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計研究論文
1中學(xué)數(shù)學(xué)實驗的教學(xué)原則
教學(xué)原則是教學(xué)實踐經(jīng)驗的概括總結(jié)和指導(dǎo)教學(xué)工作的一般原理。從教學(xué)原則的角度出發(fā)，中學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)原則主要以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性為主，探討適合中學(xué)生的教學(xué)原則。1．1量力性原則。在教學(xué)中，中學(xué)數(shù)學(xué)實驗的實驗知識應(yīng)該適應(yīng)學(xué)生的現(xiàn)有的知識水平，一般在不需要學(xué)習(xí)大量新知識，又符合學(xué)生現(xiàn)有知識的認知水平的前提下，就可以精設(shè)數(shù)學(xué)實驗來進行教學(xué)。1．2實用性原則。數(shù)學(xué)實驗的培養(yǎng)目的之一即為培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。在數(shù)學(xué)實驗的教學(xué)中，應(yīng)盡可能的選編實際應(yīng)用的數(shù)學(xué)問題，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，給予學(xué)生創(chuàng)造的機會。1．3開放性原則。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力是數(shù)學(xué)實驗的一大功能。在日常教學(xué)中，選擇的實驗課題以有多種求解方法為宜。學(xué)生在對實驗課題的研究的過程中，可提高思維的發(fā)散性，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。
2中學(xué)數(shù)學(xué)實驗的設(shè)計類型
因?qū)嶒災(zāi)康摹⑸婕暗闹R、應(yīng)用的技術(shù)手段等不完全相同，因此，中學(xué)數(shù)學(xué)實驗設(shè)計類型的分類也迥然不同。常規(guī)上，將中學(xué)數(shù)學(xué)實驗設(shè)計類型分為以下四類:第一類，依據(jù)數(shù)學(xué)知識素材劃分，有幾何、解析幾何、代數(shù)、三角實驗以及概率統(tǒng)計實驗等。例如:用多個矩形面積逼近不規(guī)則多邊形面積的過程可劃為幾何實驗，解析幾何實驗有求圓錐曲線中的軌跡方程，圓周率的計算實驗可以作為代數(shù)實驗。第二類，按照數(shù)學(xué)實驗的任務(wù)不同，可分為體驗實驗、計算實驗、計算實驗和應(yīng)用實驗，進行弧度概念測量實驗、球面距離概念實驗都是體驗實驗。第三類，按照實驗中使用的不同實驗工具，可以分為色字實驗、折紙實驗、算法實驗和計算機實驗等。比如用計算機軟件的測量、繪圖和演示進行實驗。第四類，依據(jù)需求不同來區(qū)分。依據(jù)實驗所用數(shù)學(xué)原理、思想方法的不同可將數(shù)學(xué)實驗設(shè)計類型分為邏輯確定型、隨機模擬型等。如:簡單高次不等式解法的探索可視為邏輯確定型的實驗，而對冪函數(shù)圖象性質(zhì)研究的實驗即為隨機模擬型的數(shù)學(xué)實驗。
3中學(xué)數(shù)學(xué)實驗的內(nèi)容選取
中學(xué)數(shù)學(xué)實驗有別于物理、化學(xué)等實驗。數(shù)學(xué)實驗以思想為主要材料，而不是物質(zhì)。作為專門研究課程的數(shù)學(xué)實驗，主要強調(diào)自主探索和應(yīng)用實踐，以學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)發(fā)散思維，提高創(chuàng)新能力為根本目的。而作為數(shù)學(xué)教學(xué)輔助工具對的中學(xué)生數(shù)學(xué)實驗，其主要目的為采用相關(guān)數(shù)學(xué)技術(shù)和數(shù)學(xué)知識，來突破在傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)中的重點和難點。然而，無論是作為專門研究課程的數(shù)學(xué)實驗，還是作為數(shù)學(xué)教學(xué)輔助工具的數(shù)學(xué)實驗，在其實驗內(nèi)容的選取上都應(yīng)該注重典型性、啟發(fā)性、針對性、趣味性、實用性和可擴展性，克服傳統(tǒng)數(shù)學(xué)課程中只注重數(shù)學(xué)知識的系統(tǒng)性、連續(xù)性和層次性的弊端。3．1典型性:數(shù)學(xué)實驗不可能涵蓋所有的數(shù)學(xué)知識點。在進行教學(xué)設(shè)計時，應(yīng)選取具有典型性的點，并進行舉一反三，達到觸類旁通的效果。而對于典型問題的處理上，也應(yīng)采用“與之相適宜”實驗方法，如數(shù)形結(jié)合問題中，采用《幾何畫板》進行數(shù)學(xué)教學(xué)，化靜為動，在動中觀察并體會，使學(xué)生對于知識的認識更鮮活深刻。3．2啟發(fā)性:啟發(fā)性是各科教學(xué)的靈魂，啟發(fā)性在數(shù)學(xué)上的作用尤為突出。在數(shù)學(xué)實驗中，采用計算機技術(shù)，可創(chuàng)設(shè)各種問題情境。并采用多種手段，啟發(fā)學(xué)生的思維。如在學(xué)習(xí)對稱圖形和中心對稱時，利用數(shù)學(xué)實驗?zāi)艹浞终宫F(xiàn)具備對稱性的圖形的特征，通過動態(tài)實驗過程可將軸對稱和中心對稱的特點充分展示，具有啟發(fā)性。3．3針對性:在中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，極限、漸近等問題非常抽象，針對此類實驗，可利用計算機的優(yōu)勢，針對研究的問題，設(shè)計專業(yè)的計算機實驗方案，不僅增強了問題的目標(biāo)性，也可使抽象問題形象化。在形象理解的基礎(chǔ)上，再實現(xiàn)更多的問題的抽象，從而建立起對抽象概念的理解。此外，因?qū)W生的個體差異性，也可針對不同的學(xué)生群體，設(shè)計適合該群體的實驗，因材施教。3．4趣味性:折疊、旋轉(zhuǎn)、截面、展開、空間等問題是傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)的難點，但通過數(shù)學(xué)實驗，特別是在計算機環(huán)境下，利用《幾何畫板》等軟件，則能調(diào)動課堂氣氛，增強學(xué)習(xí)的趣味性，實現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，進而較容易的突破難點。一個好的數(shù)學(xué)實驗，設(shè)計出合理的實驗題目是關(guān)鍵。數(shù)學(xué)實驗中教師最重要的任務(wù)就是綜合上述原則，選取好實驗內(nèi)容。此外，需要注意的是，雖然近幾年中學(xué)數(shù)學(xué)實驗已得到部分教育工作者的重視，但對于中學(xué)數(shù)學(xué)實驗的研究與推廣遠遠不夠。因此，數(shù)學(xué)教育工作者有義務(wù)也有責(zé)任不斷深入研究中學(xué)數(shù)學(xué)實驗相關(guān)問題，并將理論研究應(yīng)用到實際教學(xué)中，讓學(xué)生從中收益。
參考文獻:
［1］陳耀忠．關(guān)于數(shù)學(xué)試驗教學(xué)的實踐和思考［J］．中學(xué)數(shù)學(xué)雜志，2004，11:19－22．
�。�2］曹一鳴．?dāng)?shù)學(xué)教學(xué)論［M］．北京:高等教育出版社，2008:50－52．
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