崔海軍

國外，MATLAB則是中學生必不可少的計算學習工具，甚至是從本科生到博士生仍然常用到一項基本技能。因此，這種應(yīng)用性強的工具，正應(yīng)該被推廣，在國家培養(yǎng)應(yīng)用型人才上發(fā)揮更大作用。讓中學學生學會使用MATLAB，一方面對于他們中學數(shù)學的概念和性質(zhì)的理解大有幫助。另一方面，它強大的應(yīng)用性對于中學的數(shù)學建模課程的發(fā)展至關(guān)重要。

一、如何使MATLAB融入初中數(shù)學課堂

數(shù)學實驗課最明顯的一個特點就是以學生為主體，教師根據(jù)課題設(shè)計實驗的內(nèi)容和目的，設(shè)計實驗形式。MATLAB融入中學課堂的第一步就是應(yīng)該融入數(shù)學實驗課中?，F(xiàn)在大多數(shù)數(shù)學課也只是停留在形式上，或者使用的工具基本上是幾何畫板。想要打破這種局面，需要解決兩個實際難題：一個是怎樣使數(shù)學實驗課脫離形式化？第二個是怎樣處理現(xiàn)如今幾何畫板在數(shù)學實驗課上的絕對優(yōu)勢？

針對第一個難題，要想數(shù)學課脫離形式化，首先要思考為什么導致數(shù)學實驗課的形式化。其中一個最主要的原因是初中數(shù)學的應(yīng)試化。傳統(tǒng)課堂很難解釋不同數(shù)學知識系統(tǒng)聯(lián)系在一起之間所體現(xiàn)的理論本質(zhì)。因此初三復習時，一方面學生很難快速地將以前看似零散的知識點串聯(lián)起來去分析和解決問題；另一方面，教師也會感受到就算花了更多時間去培養(yǎng)知識點的綜合運用，也達不到預期的效果。既然在現(xiàn)階段甚至今后的短時間內(nèi)我們無法改變中學數(shù)學的應(yīng)試化，那就先依據(jù)這個特點將數(shù)學實驗課融入平時的解題訓練中，其中最符合的就是融入專題探究以及訓練當中，通過小小的實驗先讓學生認識到知識點的本質(zhì)，逐漸培養(yǎng)學生多思維。比如：在探究二次函數(shù)y=ax2+bx+c中a、b、c對函數(shù)的圖像與性質(zhì)影響時，可以采取計算機技術(shù)將函數(shù)圖像形象地表示出來，甚至將其做成動態(tài)圖形，要求學生根據(jù)情況寫出探究報告。其次，根據(jù)報告結(jié)論同樣利用計算機轉(zhuǎn)化為代數(shù)語言，從而體會到數(shù)形結(jié)合的全方面。此外，數(shù)學實驗課做到在教學過程中多變性，教師根據(jù)教學需要適當變動，逐步使學生意識到數(shù)學實驗應(yīng)用的重要性。

第二，要正確認識幾何畫板在中學數(shù)學的地位。毋庸置疑，幾何畫板尤其對于數(shù)形結(jié)合思想的培養(yǎng)至關(guān)重要，但不能完美地解決中學數(shù)學的每一個知識點。比如函數(shù)的圖像與性質(zhì)、統(tǒng)計中的數(shù)據(jù)分析、方程和不等式等等問題，還是需要強有力的代數(shù)和邏輯思想才能為其錦上添花。而MATLAB依托矩陣這一高等的代數(shù)工具，可作為彌補幾何畫板不足的首選。

MATLAB與算法、統(tǒng)計學、概率與計算機技術(shù)有著緊密聯(lián)系，更能體會到計算機帶來的技術(shù)改革。充分發(fā)揮MATLAB的數(shù)據(jù)處理能力。算法語言主要考察學生的邏輯推理能力。在剛剛學習語言結(jié)構(gòu)時，不少學生會對這種新興的符號感到不知所措，而MATLAB語言的簡單精練，而且MATLAB將把每一步的數(shù)據(jù)保存下來，易于在教學中拆解，MATLAB眾多的數(shù)據(jù)擬合函數(shù)能精準還原相關(guān)關(guān)系的代數(shù)意義，從而反映和指導實際生活生產(chǎn)，學習數(shù)學的意義便在于此。

二、MATLAB在初中數(shù)學教學應(yīng)用上的思考

1.簡化結(jié)構(gòu)體系

將MATLAB引進初中數(shù)學課堂，要簡化結(jié)構(gòu)體系，加強對青年教師信息化技術(shù)教學的培訓，給一線教師搭建信息化教學學習平臺，提供資源與技術(shù)支持，方便教師學習信息化技術(shù)應(yīng)用教學。其次，要符合中學生的認知規(guī)律，側(cè)重于教師引導學生運用軟件處理數(shù)據(jù)，讓學生感受現(xiàn)代技術(shù)處理數(shù)據(jù)的力量，并激發(fā)學生學習熱情。

2.補足實驗課短板

幾何畫板在處理平面幾何問題上，起到將復雜幾何圖形直觀化的作用，且廣泛被初中數(shù)學教師所接受，其優(yōu)勢不言而喻。教師要整合初中階段數(shù)學實驗課內(nèi)容，哪些內(nèi)容用MATLAB輔助更具有優(yōu)勢，要與幾何畫板形成優(yōu)勢互補，共同提升中學生的數(shù)學思想能力。

3.與生活實際相結(jié)合

MATLAB軟件主要用于數(shù)據(jù)處理、無線通信、圖像處理和量化金融等等方面，初中數(shù)學內(nèi)容也會涉及生活中的方方面面，教師引導學生緊跟時代步伐，將數(shù)學應(yīng)用到現(xiàn)實生活的問題解決中去，讓學生感受用數(shù)學的觀點去描述世界，豐富學生對數(shù)學的認識，體會數(shù)學在人的發(fā)展過程中的價值。

【注：本文系中山市2020年度教育科研青年課題“動態(tài)幾何軟件與初中幾何教學設(shè)計整合的研究”（課題編號：C2020087）階段性研究成果】

責任編輯? 黃博彥