运用超级画板开展中学数学实验75500

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1、万方数据44数学通报。2008年第47卷第6期运用超级画板开展中学数学实验彭翕成(华中师范大学教育信息技术工程研究中心430079)1开展中学数学实验的必要性我们知道，实验课在物理、化学、生物等学科中占有十分重要的作用，它既能帮助学习者理解所学内容，掌握其本质，又能培养学习者的观察能力和动手操作能力．可是很少有人提起数学实验，难道数学不需要实验?是不是像有些人所说，靠一支笔、几张稿纸、几本资料书就可以?其实，数学实验从数学诞生就存在，只是长期以来没有被人们所重视．数学源于直观和实践，无论怎样地变化，数学实验总是学习数学和研究数学的重要方法，它与物理实验、化

2、学实验、生物实验一样，旨在通过实验，验证结果，揭示事物内在的规律，提高解决问题的能力．传统教学中，学生体验到的基本上是“数学成品”，总是从公理出发，沿着定义、公理、定理、推论的道路进行的，很少有机会尝试、实验或探究，找寻各种不同的答案，结果使充满美感和乐趣的数学变成了枯燥无味的公理、定理、公式和习题的堆积．即使偶尔遇到几个开明的数学老师，会指导学生利用纸张、剪刀、小木棍、三角板、量角器等工具进行一些简单的数学实验，但终究由于所用工具的局限性，数学实验不可能广泛展开．随着信息时代的到来，计算机技术已经很大程度地改变了我们的学习和生活，使人们学数学和利用数学解

3、决问题的方法发生了显著的变化．计算机最明显的功能就是高速进行大量计算，这使得过去无法求解的问胚成为可能，人们可以将所要研究的问题的数学模型转换为让计算机进行运算的形式，由计算机进行计算、推导、甚至证明，得出某种新的结论或新的发现．本文所谓的数学实验，就是利用超级画板这一计算机软件对数学现象或命题进行检验的过程，是让学生通过自己动手操作，进行探究、发现、思考、分析、归纳等思维活动，最后获得概念、理解或解决问题的一种实践过程．数学实验是数学教学的崭新手段，虽然目前很多大学的数学系已经开设了数学实验课程，但在中学进行数学实验的，还不是很多．笔者认为很有必要对中学

4、开展数学实验进行研究．2超级画板简介2．1超级画板开发者的理念自2001年，张景中院士和其弟子李传中教授提出智能教育平台的思想[23以后，一些专家就认为这样的平台只能等国外开发出来后，我们来引进，但张景中院士却不这么认为：虽然从美国引进的几何画板，在我国教育信息化进程中起到了积极的作用．“智能教育平台”思想的产生，也部分地受到几何画板的启发．但是，我们不能等待人家的～软件根据我们的需求来升级．几何画板已经出来十几年了，版本到了4．0，数学教学中十分需要的立体构图、符号计算和智能推理的功能仍未能实现(笔者注：几何画板的最新版本为V4．07，但立体构图、符号计

5、算和智能推理的功能仍没有实现)．借助我们在数学机械化领域的学术优势，自己组织力量，未必不能成功．当今教育的侧重点必须随着计算机在数学中应用的方式而有所改变．一些原来引以自豪的能力，例如很强的符号运算能力可能变得不再那么有价值了，而人们的工作将主要是建立解决问题的模式，进而操纵、指挥计算机工作．这样人们就有可能摆脱机械性的工作细节，而把注意力集中到更有价值的创造性的问题上．我们的数学教学应该顺应这一发展趋势，鼓励学生去探索数学问题以及用数学去解决问题，不仅要培养学生的逻辑能力，空间想象能力和运算能力，还要培养数学建模能力、数据处理能力和探究学习能力，加强在万

6、方数据2008年第47卷第6期数学通报45“用数学”方面的教育，而超级画板正是为实现这一目标提供了一个非常好的操作平台．2．2超级画板的功能简介动态几何(我国主要使用几何画板)对教育的积极影响，已经成为国际教育界的共识，但数学教育不仅有几何，还有算术，代数和分析；几何也不仅仅是作图看图，还有推理和计算．为了满足数学教育的需求，人们希望动态几何软件能够集成更多的功能，并且希望使用起来更加容易和快捷．主要为中学的数学教学和数学实验而设计的动态几何软件——超级画板，对于上面的这些要求都作了考虑并尽可能地予以落实．超级画板的全名是《Z+Z智能教育平台一超级画板》，

7、“Z+矿是“知识+智能”之意，而“超级”则是从“超级市场”的名称借来的，是说超级画板好比超级市场，教数学的老师和学数学的同学用起来，想要的几乎是应有尽有，好像进了超级市场一样．从软件开发商的角度来讲，功能太齐全，反而不是好事．软件开发商希望是一个软件实现一个功能，这样既容易把软件设计得相当精致，又可以得到较大的利益．而对于大多数软件用户而言，他只需要一些基本功能，却不得不去买好几种软件，既花费钱又得花费时间来学!以Word为例，一般用户对word的功能使用率都不会超过20％．超级画板功能相当齐全，集成了几何画板(动态几何)，PPT(演示文稿)，EXCEL(

8、电子表格)，Mathmatica(符号运算)，VB(算法编程)等多