开展数学实验课题研究的设想

俞洋琴

[摘  要] 数学实验教学在发达国家是极为普遍的一种形式，在我国因为教师认识、经验的不足以及教育环境、条件的限制而略显滞后，教师在平日的教学中应设计更多的实验与操作环节并引导学生在实验参与中获得突破和发展.

[关键词] 实验教学;课题;现状;价值

引导学生在操作、实践、试验中进行数学的探索学习即为本文所指的数学实验，数学实验教学在发达国家是极为普遍的一种形式，美国各中小学更是配置了专门的数学实验室供学生实验探索，我国各中小学尤其是农村学校因为条件不具备，在数学实验教学的开展上明显存在着许多的不足与问题.

[?]数学实验教学的现状

1. 教师的认识不够

很多教师认为应试教育下的数学教学因为实验的介入会浪费很多的时间，再加上自身因为应试教育所受到的巨大压力，很多教师认为数学实验这一教学形式在实际教学中是不切实际的，甚至有的教师会认为这根本就没有必要. 有的教师也会因为担心教学的进度而舍弃数学实验. 事实上，数学实验确实会花费更多的时间，但适当的数学实验却能令学生的学习效率加倍提升，因此，教师如果能够有效地统筹教学计划并挤出时间让学生亲身实验，不仅不会影响到教学的进度，学生还会因为实验的介入在数学知识的重难点上获得不一样的领会. 因此，数学实验在实际教学中的不受重视主要还是因为教师对数学实验的作用认识不够.

2. 教师的经验不足

有些教师已经认识到数学实验的价值但却没有實际组织数学实验教学的经验，这说明很多教师因为课改的深入而对提升课堂教学效率进行着不断的思考，很多教师对数学实验的认知也随之越来越高，但因为实际操作上的经验不足而导致数学实验教学的效果不甚理想. 数学实验与物理、化学、生物等实验相比是没有什么参考资料的，所以任何数学实验对于教师来说都是一个新的课题，不仅如此，教学杂志、参考资料上相关数学实验的内容与文章也都很少，即使有的内容与数学实验相关，一般也都是集中在统计、频率以及测量等方面的内容，因此，数学教师在数学实验教学上的经验不足也就不足为怪了.

3. 条件不足

我们国家对教育教学的日益重视使得各学校在师资配备、教育教学硬件建设等方面的条件均有所提高，但很多农村学校在数学实验上的配备却不容乐观，计算机、网络等设施无法配备到位，很多能够解决教学重难点的数学实验根本无法开展.

[?]数学实验教学的价值

教师运用计算和推理使学生确信相关的数学公式与定理是单纯传授知识的角度所进行的教学，这种知识层面的传授不需要像物理、化学、生物一样进行实验，但数学教学如果仅仅局限于知识传授自然是不够科学且狭隘的，学生在这种教学中对知识的掌握往往不易牢固且更易遗忘，而且数学实验的价值与功能往往是传统课堂教学所无法比拟的，数学实验教学的开展也是高效课堂改革所必需的.

1. 数学实验具备同化功能

学生在数学实验的操作中不仅能够锻炼动手能力、建模能力以及应用意识，还能在这一过程中更快地形成对数学对象的探索，数学课堂也会因为学生的主动建构而变得越发高效.

案例1：“勾股定理”的教学.

直接揭示定理及其证明过程对于教师来说是较为省时省力的，学生接受这一定理也不是什么难事，但如果教师能够设计实验并引导学生在自主操作、观察中发现勾股定理及其证明方法，那么学生已经掌握的“图形旋转而面积不变”的这一几何知识就可以作为本定理探索过程中的知识生长点，学生在已有知识的基础上发现新知识不仅将其主动探索的过程完全体现，附着于已有知识而获得的新知识也会令学生原有的知识结构获得扩充与发展.

2. 数学实验具备发展功能

讲授式的教学往往很难满足不同层次学生的需求，即使教师在教学设计上投诸再多的精力，各水平层面的学生也只是接受了一种统一化的知识灌输. 但各水平层面的学生在数学实验这一活动化的教学中却能获得各自能力基础上的不同发展.

案例2：“相似三角形的应用举例”的教学.

相似三角形的应用这一内容采用实验课的教学形式往往能够更好地提升课堂教学的效率. 笔者在实际教学中会要求学生自主设计测量旗杆高度的各种方案，要求所用的工具最少. 这一实践设计在成绩最差的学生身上都展现了令人可喜的一面，学生都能改变原有的被动接受的学习状态并根据日常经验与能力设计出各种方案，成绩优秀的学生所设计的方案也均体现出了他们的学习水平与能力水平，教学任务得到圆满完成的同时也令各水平层面的学生都“吃饱喝足”了.

3. 数学实验具备激励功能

数学实验在激励学生自主探索、激励学生好奇心与求知欲上的作用是非常明显的. 学生在数学实验的过程中很好地从旁观者的身份转变向了参与者的身份，因此，学生在探索过程中对实验结果、结果产生的原因、新知识、新方法均会产生强烈的好奇心，这对于学生的知识探索来说是难能可贵的. 受应试教育长期影响的学生往往会对考试以外的题目置若罔闻，数学实验这一超越传统教学的教学行为着眼于探究情境的创设，学生的好奇心被大力激发的同时令学生对自己的学习设想有了更高的目标.

数学实验这一科学研究、探索真理的过程是培养学生探索能力与科学创新精神的绝佳途径，学生好奇心大大激发的同时也是其个性化思考发展的时期，数学教师不必依赖物理、生物、化学等学科实验的方法来组织数学实验教学，但运用实验方法进行真理的探索与发现这一本质是一样的，因此，数学实验对于建设高效课堂教学来说是一个特别有力的武器.

[?]如何开展数学实验课题研究

一些教师认为数学实验进入课堂是非常有必要的，正是因为这种认识的发展以及教师在数学实验方面的经验普遍不足，因此，开展数学实验课题研究也就变得相当有必要了，笔者结合自己的数学实验教学实际对开展数学实验课堂研究作了以下思考：

1. 研究的主体

广大数学教师是数学教育教学前沿的实践者，因此，广大数学教师应该是数学实验课题当仁不让的研究主体，教师应杜绝等待理论工作者研究好之后坐享成果的想法. 从数学实验的本质来讲，这是一个在实践操作中探索经验的问题，因此，参与实践的教师所研究出的结果也才会更有说服力. 因此，教师在具体的数学实验教学中应大胆尝试，将数学实验与课堂内容结合起来并引导学生进行共同的探索，在实践探索的过程中对课题展开研究并进行经验的积累与交流，数学实验教学的逐渐完备也会令其在数学教学中的融入更为自然和谐.

2. 研究的内容

数学实验教学最核心的就是实践操作，因此，数学实验教学课题研究的主要内容也应该紧紧围绕这一核心进行. 这一核心的研究不仅能够帮助更多的教师解决经验不足这一问题，而且也能将研究获得的经验、成果与广大教师进行相互交流、学习，共同获得研究的进步. 一般来说，实践性研究课题可以分成教学设计的研究与操作问题的研究这两类. 打开实验教学局面迫切需要科学有效的教学设计，这是后期实际操作的指引，而操作问题的研究则是教师目前迫切想要解决的问题. 不管怎样，教师在数学实验教学的课题研究中应紧紧围绕教学实践展开有意义的思考与探索，才能促成课题研究以及数学实验教学的不断发展.

3. 避免课程化

数学实验只是数学教学中的一个重要手段，它不是一门课程，因此，开展数学实验教学的研究应避免课程化，而将其作为一个课题进行研究却是极为合适的. 不仅如此，将其作为课题进行研究还能积累更多的数学实验教学的案例并因此促成数学实验教学的不断完善.

总之，数学实验教学的研究伴随高效课堂改革的深入越发受到广大教师的重视，教师在平日的教学中应设计更多的实验与操作环节并引导学生在实验参与中求突破、求发展，使学生能够在数学学习中始终保持高昂的学习热情与积极性，并因此促成高效课堂的实现.