“操作－实践－试验”数学实验教学探索

肖　磊

内容摘要：“操作-实践-试验”数学实验教学是一种引导学生进行探索学习的数学教学形式。这种数学实验教学在发达国家中已经成为常见的教学形式，而我们的教师对数学实验则显得认识不足、缺乏经验。

关键词：操作实践试验 实验

“操作-实践-试验”数学实验教学是一种引导学生进行探索学习的数学教学形式。在发达国家中，这种数学教学模式已经成为常见的教学形式，美国的中学里有专门的数学实验室，英国的中学教材中有许多数学实验材料，而我们的教师对数学实验则显得认识不足、缺乏经验。

其一，教师由于怕影响教学进度而放弃数学实验，其中的大多数恐怕不能把原因完全归于客观环境。的确，数学实验的缺点是花费时间较多，但是，适当地做一些实验，对教学进度的影响不会很大。而且，适当的实验能提高教学的深度，牺牲一点进度以换取深度，并非就是得不偿失的事情。

其二，数学教师缺乏数学实验的教学经验。长期以来，只有物理、化学、生物有实验课，数学是不必做什么实验的。因此，无论新教师还是老教师，数学实验都是一个新的课题。同时可以参考的资料又很少，原有的教材中是不提什么数学实验的，新教材中开始有了实验内容，但可以作为实验课来上的内容仍然很少。教学杂志上关于数学实验的文章也很少，而且主要集中在统计、频率、测量这几个课题上。因此，数学教师缺乏上数学实验课的经验，是一点也不奇怪的。

由此可见，从数学教师自身的角度来看，要使数学实验真正进入课堂，成为数学教学的一个环节或一种教学形式，就应特别注意两个问题：一是还须提高对数学实验的认识，二是应开展对数学实验的课题研究．

一、素质教育呼唤数学实验

如果仅从传授知识的角度来看，要使学生确信有关的数学公式和定理，只要通过教师的计算与推理，便可向学生提供有力的证明，而不必像物理、化学、生物教学那样，非得花费较大的精力去做什么实验．然而，数学教学的目的绝非仅仅是传授数学知识．从素质教育的角度来看，数学实验的某些功能是单纯的课堂授课无法替代的。

1、独特的同化功能

数学实验通过学生的操作、实验或试验，可培养学生的动手能力、建模能力和应用意识，使学生进入主动探索状态，变被动的接受学习为主动的建构过程。

如：“勾股定理”的教学。如果直接向学生揭示定理并加以证明，当然既省时又省力，学生接受也不会有什么困难。如果设计一个实验，让学生通过操作、观察，从三角形的旋转中，自己去发现勾股定理及证明方法，那么就很好地利用了学生普遍具有的“图形旋转面积不变”这一非形式几何知识作为知识的生长点，使学生从原有的知识中自然“生长”出新的知识，这一知识的生长过程是一种主动的探索过程，不仅使新知识找到了牢固的附着点，而且使认识结构在探索中得到发展。

2、优越的发展功能

讲授式教学设计得再好，也很难适合各种不同层次的学生的不同需求．而数学实验是一种活动化教学，它能满足不同学生的需求，使不同学生在各自的能力基础上都得到较充分的发展。

3、显著的激励功能

数学实验不仅能使学生主动建构、发展个性，而且能很好地激励学生的求知欲与好奇心。

一般地说，在数学实验中，学生由于亲自动手操作，从一个旁观者和听众变成了一个参与者，因此更容易对实验结果、产生结果的原因、新的知识、新的学科以及新的方法等等产生强烈的好奇心。实验过程就是一个科学研究的过程、探索真理的过程。因此，数学实验必然能更高效地培养学生的探索能力和科学创新精神，激发学生的好奇心，也更有利于学生的个性发展。与物理、化学、生物等实验性学科不同，我们不能也不必依赖于实验方法来学习数学，但完全可以用实验方法去探索真理、发现真理．以创新精神为核心的素质教育必然要呼唤数学实验。

二、开展数学实验的设想

正因为有相当一部分教师感到数学教学中很有必要让数学实验进入课堂而又缺乏数学实验的教学经验，所以，在数学教学中开展数学实验的课题研究，就是既有必要也有可能的事情。对此，笔者设想如下：

第一，研究主体应是广大数学教师。也就是说，广大数学教师应该积极投入数学实验的课题研究之中，而不是等待理论工作者研究好指导自己。而且，这既然是一个实践经验问题，那么，这方面的课题研究就必须由实践者来担任主角，也惟有参加实践的人才能研究出可以付之操作的结果。要使数学实验成为数学教学的一个组成部分，只有依靠数学教师大胆尝试，先让数学实验进入课堂，在实践的同时研究课题，积累经验，然后通过交流经验，在这个过程中可逐步使数学实验成为一种经常采用而不是偶然采用的教学形式。

第二，研究内容应以实践性为主。开展数学实验课题研究的目的，是为了解决数学教师实验教学经验不足的问题，所以研究课题当然应以实践性课题为主。这一方面是教师的优势，另一方面也便于教师相互之间交流学习研究的成果。数学实验的教学设计是打开实验教学局面的迫切需要，一个好的实验教学的具体方案胜过一打名言。

第三，课题研究与职务培训相结合。一方面，教师已是负担重重，繁重的教学与学生管理、法定的职务培训，教师已经很少有喘息的时间，如果要另外抽出精力、挤出时间搞课题研究，对于大多数教师来说是不大切合实际的；另一方面，职务培训也需要新的内容、新的形式。以往的职务培训，大多数是采用课堂教学的形式，效果并不理想．不是教员不想采用探讨的形式，而是没有研究的课题，讨论就难以展开。