數(shù)學(xué)實驗教學(xué)是指根據(jù)教學(xué)目標(biāo),充分利用實驗手段尤其是運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù),創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生參與實踐、自主探索、合作交流,從而發(fā)現(xiàn)問題、提出猜想進(jìn)而驗證猜想和創(chuàng)造性解決問題的一種教學(xué)。數(shù)學(xué)實驗是保證學(xué)生主體參與的重要途徑,它能揭示數(shù)學(xué)知識的發(fā)生和發(fā)展過程。
改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)
1.學(xué)生由“聽數(shù)學(xué)”變?yōu)椤白鰯?shù)學(xué)”。通過做數(shù)學(xué)實驗,學(xué)生的地位從被動接受轉(zhuǎn)為主動參與。
【案例】勾股定理
(1)教師用《幾何畫板》畫出直角三角形,借軟件自帶的測量功能,測出斜邊的長。并適時啟迪、誘導(dǎo)學(xué)生思考直角三角形三邊的關(guān)系。
(2)根據(jù)圖形面積的性質(zhì),運(yùn)用“面積分割、移補(bǔ),拼湊”的實驗操作,讓學(xué)生“拖動”鼠標(biāo)把四個直角邊長為a和b、斜邊長為c的全等直角三角形放到邊長為a+b的正方形ABCD中。學(xué)生發(fā)現(xiàn)有以下兩種放法(如圖1),并從理論上得出了a2+b2=c2的結(jié)論。
2.學(xué)生由“看演示”變?yōu)椤皠邮植僮鳌?。?shù)學(xué)實驗使單一的媒體呈現(xiàn)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的認(rèn)知工具。通過即時功能和動畫功能有效地揭示數(shù)學(xué)思維的過程和實質(zhì)。學(xué)生通過動手操作,去探索發(fā)現(xiàn)、猜測和驗證,成為實踐的主體。
【案例】勾股定理(如圖2)
(1)分別以直角三角形ABC的三邊長為邊長作三個正方形,利用《幾何畫板》自帶的“面積”功能測算以AB為邊長的正方形的面積S3,以及以BC和AC為邊長的正方形的面積S2和S1。
(2)通過點(diǎn)擊“A點(diǎn)在CN上運(yùn)動”、“B點(diǎn)在CM上運(yùn)動”動畫(三個正方形的大小在不斷地變化),讓學(xué)生經(jīng)過觀察動態(tài)圖形和數(shù)據(jù)變化,發(fā)現(xiàn)其中不變的數(shù)量關(guān)系:S1+S2=S3,即AC2+BC2=AB2(勾股定理),從而想到用面積的方法來說明直角三角形的三邊關(guān)系。
3.學(xué)生由“機(jī)械學(xué)習(xí)”變?yōu)椤爸鲃犹剿鳌薄?shù)學(xué)實驗的教學(xué)使以講授說明為主的單一化教學(xué)過程轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^情境創(chuàng)設(shè)、問題探索、協(xié)作學(xué)習(xí)、意義建構(gòu)等以學(xué)生為主體的教學(xué)過程。
【案例】正弦和余弦(如圖3)
(1)在直角三角形BAC中,保持∠A不變,拖動點(diǎn)B在AM上運(yùn)動,發(fā)現(xiàn)—、—的值始終保持不變。
(2)當(dāng)∠A變化時,由測量功能可知:—隨∠A的增大而增大,—隨∠A的增大而減小,學(xué)生在操作中發(fā)現(xiàn)0<—<1、0<—<1,并試圖建立一種表示形式來反映隨著∠A的變化,—和—有一個怎樣的與之相對應(yīng)的關(guān)系,從而自然地引出正弦和余弦的概念。
給了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的機(jī)會
【案例】三角形的中位線
(1)教師給出一個漂亮的荷花池塘后提問:如何測量它的寬?
(2)提供一個測量的方法:用電腦把池塘抽象化(如圖4)后只需測量BC的長度。即,在池塘一側(cè)的平地上選一點(diǎn)A,再分別找出線段AB、AC的中點(diǎn)D、E,測得DE=18米,從而求得池塘寬BC=36米。
9h7V+BVhQljJcaTrTGGiew== (3)據(jù)此問學(xué)生:此人的方法有道理嗎?究竟有什么奧妙呢?
(4)通過《幾何畫板》度量三邊長度及DE長度,并將結(jié)果顯示在屏幕上。請學(xué)生拖動三角形的任意一個頂點(diǎn),通過觀察回答下列問題,讓學(xué)生自己探索、實驗:①中位線DE與三角形各邊有怎樣的位置關(guān)系?②中位線DE與三角形各邊的長度有怎樣的相等關(guān)系?③猜想:三角形的中位線有什么性質(zhì)?④你能證明這一猜想嗎?
隨著學(xué)生拖動三角形的任意一個頂點(diǎn),中位線的位置相應(yīng)地動態(tài)改變,且三角形三條邊以及中位線的長度也隨之改變。從而充分體現(xiàn)了三角形的任意性,并引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注變化過程中的不變關(guān)系、不變量,讓學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn)規(guī)律。
促進(jìn)學(xué)生對知識的理解和記憶
【案例】二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖像
(1)教師用《幾何畫板》畫好二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖像(如圖5),然后拖動鼠標(biāo),分別調(diào)整a、b、c 的大小,觀察圖像的變化,根據(jù)不同的變