李學(xué)軍

【摘要】隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的作用也日益突出.這需要我們加深對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)和技術(shù)的探索與實(shí)踐，將計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機(jī)結(jié)合，有效發(fā)揮數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用，切實(shí)提高高中數(shù)學(xué)教學(xué)水平.

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)；輔助教學(xué)；數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)效果

計(jì)算機(jī)信息技術(shù)奠定了當(dāng)今科技變革的基礎(chǔ)，近幾年它逐漸滲透到經(jīng)濟(jì)、文化、政治的各個(gè)領(lǐng)域中.計(jì)算機(jī)輔助數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用在高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，充分利用計(jì)算機(jī)的可操作與靈活性，通過(guò)學(xué)生主動(dòng)地體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)，較好地改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和我們的授課形式，體現(xiàn)出了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的良好優(yōu)點(diǎn).

一、計(jì)算機(jī)輔助高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的意義

開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是從實(shí)際問(wèn)題著手，借助計(jì)算機(jī)與相關(guān)軟件，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)教師和學(xué)生的互動(dòng)設(shè)計(jì)與親身體驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)的手段，采用歸納的方法，幫助學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)、研究和認(rèn)知數(shù)學(xué)規(guī)律，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)，進(jìn)而研究數(shù)學(xué)，掌握數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)技能.

新的《高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)此提出要求：“高中數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)呈現(xiàn)常規(guī)教學(xué)中較難演示與表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)數(shù)學(xué)教學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的整合，提倡多開(kāi)展數(shù)學(xué)探究等學(xué)習(xí)活動(dòng).”在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中利用計(jì)算機(jī)輔助高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，其意義不只是使學(xué)生掌握基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)知識(shí)，更重要的是可以借此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的愿望，提升數(shù)學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，從而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的培養(yǎng).

二、基于計(jì)算機(jī)輔助高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)

高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是根據(jù)國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于中學(xué)階段的學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)與教師教學(xué)手段的脈絡(luò)通過(guò)創(chuàng)設(shè)相關(guān)問(wèn)題情境，然后利用開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的方式增加教學(xué)中的輔助環(huán)節(jié).計(jì)算機(jī)輔助高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是通過(guò)引進(jìn)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)作出猜想，然后作出實(shí)驗(yàn)過(guò)程驗(yàn)證與結(jié)論的證明.計(jì)算機(jī)輔助高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（一）問(wèn)題情境性

利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)開(kāi)展的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以將數(shù)與形融合整理，提供豐富充滿動(dòng)感的演示畫面，非常生動(dòng)與形象地展現(xiàn)出一個(gè)繽紛絢爛的數(shù)學(xué)世界.這種教學(xué)方式彌補(bǔ)了常規(guī)教學(xué)手段在感官表達(dá)與情景設(shè)置等方面的不足，利用這個(gè)特點(diǎn)可處理常規(guī)教學(xué)方式較難處理的問(wèn)題，為學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)出更直觀的情景印象，為我們?cè)诮虒W(xué)時(shí)突破與化解教學(xué)重難點(diǎn)，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果提供了一種先進(jìn)有效的教學(xué)手段.

（二）信息豐富性

計(jì)算機(jī)作為一種多媒體信息的載體，具有豐富的容量、快捷的速度、良好的效果等諸多的優(yōu)勢(shì)，在教學(xué)中充分利用計(jì)算機(jī)上述優(yōu)勢(shì)可以高效快捷地解決平常我們用紙和筆較難表達(dá)與演算的函數(shù)性質(zhì)、向量變化規(guī)律、圓等圖形關(guān)系、方程求解等數(shù)學(xué)問(wèn)題.通過(guò)計(jì)算機(jī)向?qū)W生演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，可以讓學(xué)生從錯(cuò)綜復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)中尋找與總結(jié)出課程知識(shí)的實(shí)質(zhì)，發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)中存在的數(shù)與形、繁與易之間的關(guān)系，幫助學(xué)生全面深入地理解數(shù)學(xué)概念和數(shù)學(xué)問(wèn)題的內(nèi)涵.

（三）主體能動(dòng)性

計(jì)算機(jī)輔助數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更好地體現(xiàn)了以學(xué)生為主體，教師充當(dāng)輔導(dǎo)員的教學(xué)模式.教師通過(guò)精心地準(zhǔn)備和適時(shí)恰當(dāng)?shù)刂笇?dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行自主探索.學(xué)生通過(guò)親身操作與實(shí)踐，在數(shù)字化的學(xué)習(xí)情境中進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn).通過(guò)基于計(jì)算信息技術(shù)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)解決常規(guī)課程教學(xué)中遇到的數(shù)學(xué)問(wèn)題，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)教材章節(jié)中的相關(guān)概念、定理等知識(shí)的理解與掌握，促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng).

（四）探索實(shí)踐性

探索性實(shí)驗(yàn)是由我們?cè)O(shè)計(jì)或者由我們引導(dǎo)學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)課題，然后我們?yōu)閷W(xué)生提供實(shí)驗(yàn)器材，提出相關(guān)的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，讓學(xué)生自主或以小組合作形式擬定實(shí)驗(yàn)步驟，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察與研究，最終對(duì)擬定的實(shí)驗(yàn)步驟與結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證的過(guò)程.由于探索性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是未知的，學(xué)生在自主實(shí)驗(yàn)與探索過(guò)程中能夠保持較高的探究興趣和刻苦鉆研的毅力.也正因?yàn)檫@樣，探索性實(shí)驗(yàn)要比一般的演示性實(shí)驗(yàn)和闡述性實(shí)驗(yàn)更加復(fù)雜和具有較高的難度系數(shù).這需要我們?cè)趯?shí)驗(yàn)時(shí)適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)需要的條件、正確處理分析數(shù)據(jù)、仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)誤差等.

三、計(jì)算機(jī)輔助高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用

（一）有利于學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變

在“計(jì)算機(jī)輔助數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”活動(dòng)中，計(jì)算機(jī)為學(xué)生提供了探究學(xué)習(xí)的平臺(tái).我們可以實(shí)際實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，組織學(xué)生開(kāi)展小組討論，引導(dǎo)學(xué)生邊討論邊合作地進(jìn)行實(shí)驗(yàn).這樣我們就變成了學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和參與者，學(xué)生則通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作和探究合作，由以往的被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的印象比以往的死記硬背更為深刻，特別是數(shù)學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解能力得到顯著提高.

（二）有利于學(xué)生個(gè)性品質(zhì)的培養(yǎng)

我國(guó)的傳統(tǒng)的應(yīng)試教育較為強(qiáng)調(diào)學(xué)生求同思維的培養(yǎng)，卻缺乏對(duì)學(xué)生求異思維的培養(yǎng).《高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)要為學(xué)生提供素質(zhì)全面發(fā)展的基礎(chǔ)，關(guān)注學(xué)生個(gè)性的發(fā)展；要注重學(xué)生個(gè)性思維的培養(yǎng)，注重學(xué)生創(chuàng)新思維與能力的培養(yǎng).在計(jì)算機(jī)輔助數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中，我們通過(guò)鼓勵(lì)學(xué)生自主探索，為學(xué)生提供了親身參與、自主實(shí)踐、鼓勵(lì)創(chuàng)新的學(xué)習(xí)環(huán)境，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、研究問(wèn)題，有利于學(xué)生創(chuàng)造個(gè)性的發(fā)展.

四、計(jì)算機(jī)輔助高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

由于計(jì)算機(jī)輔助數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是最近幾年才出現(xiàn)的課題，以往的教學(xué)中較少涉及這方面的內(nèi)容.有的學(xué)校突然要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生由于知識(shí)體系的欠缺，就較難設(shè)計(jì)完整的實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也很難發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，達(dá)不到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，由此導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常表現(xiàn)出不知所措，造成學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遭遇挫折后容易產(chǎn)生挫敗感.

由于計(jì)算機(jī)輔助數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件有較高的技術(shù)要求，有的學(xué)校在專業(yè)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)上不到位，開(kāi)展起數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)困難重重.再加上現(xiàn)今的高中數(shù)學(xué)教材中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容還是相對(duì)較少，而部分?jǐn)?shù)學(xué)教師對(duì)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)實(shí)意義存在認(rèn)識(shí)不足，觀念還停留在類似于以往的動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)上，缺乏對(duì)數(shù)學(xué)課程內(nèi)容進(jìn)行主動(dòng)研究和進(jìn)一步挖掘的意識(shí).

五、完善計(jì)算機(jī)輔助高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的幾點(diǎn)建議

（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)輔助高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)學(xué)事實(shí)比較客觀.這種比較主觀的實(shí)踐方式主要體現(xiàn)在學(xué)生選擇的認(rèn)識(shí)主體與學(xué)生認(rèn)識(shí)的主觀風(fēng)格上.計(jì)算機(jī)輔助高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的這種特點(diǎn)可以使數(shù)學(xué)概念適時(shí)建立在現(xiàn)實(shí)的背景上，有利于學(xué)生的理解和記憶.

因此，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)時(shí)所選的實(shí)驗(yàn)素材，應(yīng)當(dāng)考慮到學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，又要突出實(shí)驗(yàn)的基本特征，盡量在推導(dǎo)和變換中保持?jǐn)?shù)學(xué)知識(shí)的本質(zhì)，激起學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)的規(guī)律的愿望.例如，我在進(jìn)行幾何實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，把入手點(diǎn)放在使學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立地提取和收集信息，充分應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件動(dòng)態(tài)演示功能，讓學(xué)生認(rèn)知幾何畫板的特征，將抽象的幾何圖形通過(guò)計(jì)算機(jī)演示變得動(dòng)感和形象，這樣更有利于幾何精髓的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生自主探究的學(xué)習(xí)能力.

（二）實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)體現(xiàn)以學(xué)生為本的原則

計(jì)算機(jī)輔助數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)“以學(xué)生為本”的原則，發(fā)揮學(xué)生的主體地位和作用，著重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維.讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的輔助下，更快地學(xué)習(xí)新知識(shí)，理解教學(xué)重難點(diǎn)，更快地搭建學(xué)生自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)，形成獨(dú)有的數(shù)學(xué)思維方式.

同時(shí)，我們還必須注意，應(yīng)當(dāng)在課前簡(jiǎn)短地讓學(xué)生進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)軟件的學(xué)習(xí)，盡量不要把數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課誤解為計(jì)算機(jī)軟件學(xué)習(xí)課，使學(xué)生在課程進(jìn)行時(shí)較為熟練地操作和探究.這要求我們?cè)谌粘＝虒W(xué)中經(jīng)常借助公開(kāi)課等時(shí)間使用數(shù)學(xué)教學(xué)軟件進(jìn)行軟件的現(xiàn)場(chǎng)操作，讓學(xué)生逐漸掌握軟件的功能，學(xué)會(huì)操作實(shí)驗(yàn)器材.

（三）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)中師生間的討論與交流

把實(shí)驗(yàn)與交流結(jié)合起來(lái)體現(xiàn)了數(shù)學(xué)知識(shí)的形成過(guò)程.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)中師生之間的討論與交流，這是計(jì)算機(jī)輔助數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不可或缺的環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)師生之間合作意識(shí)的重要環(huán)節(jié).因此，我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)當(dāng)自始至終注意不斷與學(xué)生進(jìn)行情感交流.當(dāng)學(xué)生討論與交流的時(shí)候，我們可以當(dāng)個(gè)旁觀者適時(shí)地幫助學(xué)生理清實(shí)驗(yàn)過(guò)程的數(shù)學(xué)思維，鼓勵(lì)學(xué)生把自己的數(shù)學(xué)思維活動(dòng)進(jìn)行整理，然后清晰地表達(dá)出來(lái).同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探究、主動(dòng)參與，鼓勵(lì)他們積極地向我們?cè)儐?wèn)，進(jìn)而掌握實(shí)驗(yàn)中的教學(xué)反饋，進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)效果.

六、結(jié)論與反思

實(shí)踐證明，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變.然而，計(jì)算機(jī)輔助高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用過(guò)程中又存在一些學(xué)校實(shí)驗(yàn)條件和教師教學(xué)觀念的問(wèn)題.這需要高中數(shù)學(xué)教師將計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機(jī)結(jié)合，有效發(fā)揮數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用，切實(shí)提高高中數(shù)學(xué)教學(xué)水平.

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