对信息技术环境下数学实验教学模式的再思考

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1、对信息技术环境下数学实验教学模式的再思考　　【摘要】传统课堂教学模式是以课本为基础，以教师讲授为主要手段，是一种被动的、单向的教学方式和学习方式。这种模式不能很好地培养学生认识事物的能力、创新能力和解决实际问题的能力。但是，有时在真实世界里进行实验又不切实际，所以，理想的教学模式应在信息技术环境下将数学实验引入，将被动接受式学习真正转变为自主探究学习。随着现代信息技术的发展，我们建议构筑数字化学习资源，采用数学虚拟实验教学模式，为学生提供主体参与、积极探索、大胆实践、勇于创新的学习环境，提高数学教学实效。　　【关键词】信息技术

2、；数学实验；教学模式　　【中图分类号】G712【文献标识码】A　　【论文编号】1671-7384（2016）10-0094-03　　传统的数学教学主要以教师讲授为主要手段，对数学概念、定义、定理、公式通过讲解、举例引导学生学习。这是一种被动的、单向的教学方式和学习方式，与认知发生原理相违背。1880年，法国数学家埃尔本特曾说：“数学像所有其他科学一样，是一门实验科学。”学生应重走人类掌握数学的历程，从直观具体的实验阶段走入抽象理论阶段。在学习数学的过程中，应促使学生尽量亲自去发现尽可能多的东西。荷兰数学教育家弗赖登塔尔曾指出：

3、“数学常被当作已经完成了的形式理论来教……8教师的任务是举例、讲解，学生的任务是模仿，唯一留给学生活动的机会是解题……真正的数学家从来不是以这样的方式来学习数学的，他们常常凭借数学的直觉思维，做出各种猜想，然后加以证实。”　　随着信息技术的发展，由学生自己动手，用他们熟悉的、喜欢“玩”的计算机来经历数学建构过程，逐步掌握认识事物、发现真理的方法已经变成现实。计算机软件已成为数学教育不可分割的一部分[1]。　　数学虚拟实验的含义　　在教学中提起实验，无论是中学生还是大学生，都会本能地想到物理实验、化学实验和生物实验，但是一说到数

4、学虚拟实验，他们都会表现出茫然和困惑。那么，什么是数学虚拟实验？数学虚拟实验是一种新的数学教学和数学学习模式，是一种思维实验和操作实验相结合的实验。以数学虚拟实验活动为核心的数学教学不是直接将现成的结论教给学生，而是根据数学思想发展的脉络，充分利用实验手段，设计系列问题增加辅助环节，从直观、想象到发现、猜想，然后给予验证及理论证明，使学生在数学实验与操作的过程中亲身体验数学、理解数学的一种教学模式，实现从“教师―学生”二元教学，发展为“教师―计算机―学生”三元教学（如图1）。　　实行数学虚拟实验的意义　　数学虚拟实验教学能体现

5、教学过程中教师、学生、内容、媒体四要素功能的转变。从学生角度看，突出了教学过程中的主体参与感，突出了他们作为计算机的“主人”8的地位，他们的学习兴趣被空前地激发，创造力得到了充分发挥，从而使其走向自主创新性学习的转变和进步，并能使新知识迅速同化于学生原有的认知结构中。从教师角度看，数学虚拟实验有利于拓宽教师教学艺术的创新空间[2]。　　数学虚拟实验教学使课程设计的指导思想和教学内容发生了很大的变化，死记硬背的知识被贬为认识领域的最底层，教学的重点放在高层次的思维及解决问题上。教师可充分利用计算机超文本功能的优势，积极创设适宜学

6、生主动学习的环境。例如，在对有关函数的实际问题进行研究时，教师可让学生自己观察、探索数据变化对函数图像的影响，让学生积极寻找满足条件的数据，由学生自己设计解决问题的方案，并在实际操作、同学间相互交流协作中以及教师的点拨指导下，不断修正自己的方案。这样，将学生置于一项真实的任务中，学生在学习过程中感到一种挑战，实现在人机对话和群体协作中真实的“做数学”的教学目标。　　数学虚拟实验的模式　　根据数学实验课程的特点及其在教学中的使用情况，可以把数学虚拟实验模式大体分为演示讲授模式、个别学习模式、操作练习模式和共同讨论模式。　　1.演

7、示讲授模式　　在演示讲授模式下，教师使用多媒体CAI课件、数学软件包和其他教学软件资源，以多媒体计算机为核心构建一个数学教学平台，把教学内容以各种媒体的形式呈现在大屏幕上，或同步呈现在学生机的屏幕上，在教师的控制下边演示边讲授。　　2.个别学习模式8　　学生可以自主选择网络服务器上的共享CAI课件、数学软件包进行自学，也可以通过各种方式查看或调用网络上的教学资源进行交互式学习。在服务器上实时记录学生自学的有关信息，通过软件监视就能够了解学生的学习情况。　　3.操作练习模式　　操作练习的主要目的是让学生通过大量的练习巩固所学的知

8、识，同时对练习的情况进行实时记录，使教师能及时了解学生学习课程的状况，对教学进行及时的调整，操作练习可在网络上进行[3]。操作练习模式可分为自由练习和指导练习两种方式。前者利用网络服务器中的题库资源，自动组题或自主选题。指导练习则由教师选题或命题，学生参与练习，并将解答写回服