高師數(shù)學實驗課的特殊地位和價值

1、高師數(shù)學實驗課的特殊地位和價值蔣曉云桂林師專數(shù)學與計算機科學系 廣西 桂林 541001【摘要】師范生在未來的數(shù)學教育教學工作中肩負著培養(yǎng)中小學生的數(shù)學探究能力和創(chuàng)造能力的重任，高師院校的數(shù)學實驗兼而負有一種特殊任務(wù):讓高師學生學會怎樣在IT環(huán)境下“學數(shù)學”和“教數(shù)學”。高師數(shù)學實驗課的課程開發(fā)具有特殊性。【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)，數(shù)學實驗，師范性，課程。我校于1998年在數(shù)學系開設(shè)“數(shù)學建模”，并在數(shù)學教育專業(yè)99級學生中增加了數(shù)學分析、高等代數(shù)、解析幾何三門基礎(chǔ)課程同步數(shù)學實驗。通過多年的教學實踐，探索數(shù)學基礎(chǔ)課程教學新模式也取得了一些經(jīng)驗。新世紀廣西高等教育教學改革工程項目“高師數(shù)學專業(yè)同步實

2、驗課程教材建設(shè)研究與實踐”通過驗收。廣西高等學校重點教材立項項目“數(shù)學實驗”已啟動。數(shù)學實驗是高師數(shù)學專業(yè)課全新的教學模式1995年在原國家教委組織實施的“高等教育面向21世紀教學內(nèi)容和課程體系改革”計劃中，就把“數(shù)學實驗”列為高校非數(shù)學類專業(yè)的數(shù)學基礎(chǔ)課之一。目的是使學生掌握數(shù)學實驗的基本思想和方法，借助于計算機通過學生親自設(shè)計和動手，體驗解決問題的過程，從實驗中去學習、探索和發(fā)現(xiàn)數(shù)學規(guī)律。很多高校將數(shù)學實驗作為精品課程或重點課程來建設(shè)，取得了許多成果。我國新一輪基礎(chǔ)教育數(shù)學課程全面實施，全日制義務(wù)教育數(shù)學課程標準設(shè)立了“課題學習”，要求教師結(jié)合學生的生活經(jīng)驗和知識背景，引導學生以自主探索與

3、合作交流的方式，理解數(shù)學，發(fā)展解決問題的策略，體會數(shù)學與現(xiàn)實生活的聯(lián)系。普通高中數(shù)學課程標準設(shè)置了數(shù)學建模和數(shù)學探究的學習活動，并分別對它們提出了具體要求。從某個層面上要求我們從事數(shù)學教育的教師們要攜數(shù)學實驗進中學數(shù)學課堂。目前大多數(shù)高師院校數(shù)學教育專業(yè)課程中數(shù)學文化、數(shù)學探究和數(shù)學建模比較薄弱；知識講授型教學方式仍然上占主導地位，數(shù)學專業(yè)課片面強調(diào)數(shù)學重視演繹推理的一面，教師通常是沿著“定義-假設(shè)-定理-證明-推論”這么一條演繹的道路進行教學，展示給學生的是“已組織好的數(shù)學系統(tǒng)”，片面強調(diào)數(shù)學的嚴謹性、邏輯推理的形式化。學生課業(yè)負擔重、枯燥乏味、學習積極性不高，一直困擾著高師數(shù)學教育。這與中

4、學數(shù)學新課程形成了強烈反差。G波利亞指出：“數(shù)學有兩個側(cè)面，一方面它是歐幾里得式的嚴謹科學，從這個方面看，數(shù)學像一門系統(tǒng)的演繹科學；但另一方面，創(chuàng)造過程中的數(shù)學，看起來卻像一門試驗性的歸納科學?！倍嗌倌陙恚瑪?shù)學教育工作者一直在呼喚：應(yīng)當給學生以“數(shù)學的發(fā)現(xiàn)”的教育，要讓學生除了演繹推理之外，還會使用歸納推理、“合情推理”等非演繹手法，體驗完整的數(shù)學創(chuàng)造過程-從操作、觀察、歸納、概括、猜想，到分析與論證的全過程。這是幾代數(shù)學教育家的理想之夢。從教和學的角度，高師數(shù)學實驗應(yīng)為學生提供良好的學習環(huán)境，以利學生以積極的心態(tài)調(diào)動原有知識和經(jīng)驗，嘗試解決問題，同化新知識并建構(gòu)新的認知結(jié)構(gòu)，使學生不僅學到數(shù)

5、學知識及理論體系，并且學會數(shù)學的思考方法，提高動手能力，強化數(shù)學學習中歸納方法與實驗手段的交互作用。從方法論的角度看，數(shù)學實驗是一種全新的科學研究方法，借助實驗手段，尤其是計算機提供的平臺，使數(shù)學研究方法發(fā)展到計算機技術(shù)加思維的模式，為數(shù)學及數(shù)學實驗的應(yīng)用提供廣闊的應(yīng)用前景。從應(yīng)用價值看，高師數(shù)學實驗不僅是高新技術(shù)和經(jīng)濟發(fā)展的強大武器，也有極重要的教育價值，數(shù)學實驗還提供了一種全新的數(shù)學教學手段和模式，使數(shù)學教學從單純的教師講課，學生聽練的模式發(fā)展到利用現(xiàn)代信息技術(shù)實現(xiàn)師生共同參與的學習活動模式，這與當前倡導的課程教學改革理念完全一致，因而數(shù)學實驗作為一種數(shù)學教學手段和數(shù)學教師的職業(yè)技能受到大

6、中小學廣泛的關(guān)注。高師數(shù)學實驗的師范性張奠宙先生說過“知識系統(tǒng)有兩種形態(tài):學術(shù)形態(tài)和教育形態(tài)。綜合大學的教育，只要使學生掌握知識的學術(shù)形態(tài)就可以了。但是師范大學的教學則在了解知識的學術(shù)形態(tài)之后，還必須幫助學生掌握知識的教育形態(tài)。這種轉(zhuǎn)換是一種特殊的能力，需要加以培養(yǎng)?！保邘煍?shù)學實驗將被分成兩種類型:學術(shù)形態(tài)的數(shù)學實驗和教育形態(tài)的數(shù)學實驗。高師數(shù)學實驗應(yīng)更多地關(guān)注數(shù)學實驗的教育價值，將它界定為一種教學手段，數(shù)學實驗是在數(shù)學教學中創(chuàng)設(shè)恰當?shù)膯栴}情境，引導學生通過實驗手段從直觀、想象到發(fā)現(xiàn)、猜想，然后給出驗證及理論證明，從而使學生親歷數(shù)學建構(gòu)過程，逐步掌握認識事物、發(fā)現(xiàn)真理的方式、方法，是引導學生

7、創(chuàng)造性地解決問題的有效途徑。高師學生可以通過數(shù)學實驗牚握和運用基于信息技術(shù)的中小學數(shù)學自主探究式教學模式；學會怎樣在IT環(huán)境下“教數(shù)學”的現(xiàn)代教育技術(shù)。我們提倡學生在高師數(shù)學實驗中學會制作數(shù)學CAI課件。在數(shù)學實驗中產(chǎn)生的數(shù)學CAI課件，它是數(shù)學產(chǎn)品，因為它來自數(shù)學環(huán)境，用于數(shù)學目的，表現(xiàn)數(shù)學思維，表達數(shù)學真理，具有純正意義上的數(shù)學味道。嚴格意義下的數(shù)學課件或數(shù)學CAI制品，是不能沒有由數(shù)學軟件生成的數(shù)學CAI素材，在高師數(shù)學教育中，通過數(shù)學實驗來培養(yǎng)學生這方面的制作能力是十分必要的。因此，高師數(shù)學教育專業(yè)的數(shù)學實驗有其特殊的地位和價值：在數(shù)學實驗課中，經(jīng)受獲取感性認識和數(shù)學信息活動教育的同時

8、，得到如何指導別人在“做數(shù)學”中學習數(shù)學的職業(yè)技能。3 實施成果及亟待解決的問題 我們的做法是把數(shù)學實驗課作為數(shù)學專業(yè)課的輔助課程，與數(shù)學專業(yè)課程同步開設(shè)，這樣也不必重復(fù)數(shù)學專業(yè)課程講述的基本內(nèi)容，而選擇數(shù)學專業(yè)課中的重點問題進行理論的深化、應(yīng)用的具體化和計算的現(xiàn)代化，突出數(shù)學的應(yīng)用與建模能力的培養(yǎng)。在數(shù)學實驗過程中培養(yǎng)學生計算機輔助數(shù)學教學的職業(yè)技能。實踐證明，基于計算機信息技術(shù)的數(shù)學實驗課的引入，給高師數(shù)學教育專業(yè)課注入了許多活力，更能給予學生一個“完整的數(shù)學”。讓學生在教師的指導下進行實驗，可大大增強學生的好奇心，激發(fā)其探索和創(chuàng)造的欲望，使學生的學習過程，變?yōu)樽约簞邮謱嶒?、觀察發(fā)現(xiàn)、猜想

9、驗證、合情推理、動腦設(shè)計等的親身經(jīng)歷。因此，數(shù)學實驗是讓學生在已有的認知結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，去發(fā)現(xiàn)、建構(gòu)新知識的。保證了教學質(zhì)量，促進了學生素質(zhì)的發(fā)展。學生針對老師設(shè)置的問題或自提的問題的模擬實驗，有了更為廣闊的空間，由此發(fā)現(xiàn)并證明了許多迷人的結(jié)論，誕生了許多“真正”的數(shù)學CAI課件和小論文。學生牚握和運用基于信息技術(shù)的探究式教學模式，能象使用粉筆、黑板、三角板、圓規(guī)、直尺等教具一樣使用計算機來輔助完成教學任務(wù)。高師數(shù)學實驗課程建設(shè)中有幾個問題必須繼續(xù)探索：從短期來看，通過實驗的方式讓學生學習數(shù)學，的確要花費不少時間，但從長期來看，有過這樣訓練的學生學習的自覺性和主動性都大大提高，而且有較強的團隊協(xié)作

10、精神，這正是傳統(tǒng)的訓練方式不容易做到的。 新教學模式呼喚高素質(zhì)的教師，數(shù)學教師要充分發(fā)揮計算機在數(shù)學教學中的優(yōu)勢。目前大學數(shù)學教師隊伍可能難以適應(yīng)發(fā)展的需求。希望在今后進一步的教學實踐中，吸收更多的教改經(jīng)驗，提高教師素質(zhì)，使高師數(shù)學課程建設(shè)和教材建設(shè)工作不斷提高和完善。參考文獻：1 尚春虹.數(shù)學實驗教學的探索與實踐J.數(shù)學教育學報,2002,11(3):66-68.2 張曉磊，郭華光.試論數(shù)學實驗的數(shù)學教育功能J.數(shù)學教育學報,2003,12(2):38-41.3 隋鳴，許敏慧.數(shù)學實驗活動與數(shù)學教學J.數(shù)學教育學報,2004,13(2):93-94.4馬玉斌.TI圖形計算器讓數(shù)學實驗進入課堂

11、教學J.數(shù)學教育學報,2004,13(3):85-87.5 張奠宙，王振輝. 關(guān)于數(shù)學的學術(shù)形態(tài)和教育形態(tài)J.數(shù)學教育學報,2002,11(2)：1-4.6蔣曉云.開設(shè)同步數(shù)學實驗，推行數(shù)學素質(zhì)教育.桂林市教育學院學報,2001,15(2) ：92-95.The value and special status of mathematical experiment class in normal universitiesJiang Xiao-yun（Department of Mathematics and Computer Science ,Guilin Teachers College,

12、Guangxi 541001,China）Abstract:The students of normal university hold a great responsibility of mathematics inquiry ability and creative ability for training primary and middle school students on the mathematics teaching in the future .The mathematical experiment of normal universities hold a special

13、 duty that is teaching students how to “l(fā)earn mathematics” and “teach mathematics” under the IT environment. The curriculum development of mathematical experiment class has a special character in the normal universities. Key words: information technology, mathematical experiment,teachers-training quality, curriculum.作者簡介：蔣曉云，1963，男，廣西桂林人，桂林師專數(shù)學與計算機科學系副教授，桂林市21世紀園丁工程導師，基礎(chǔ)教育改革專家成員組成員，主要從事數(shù)學與計算機科學教育研究。附：文章相關(guān)研究材料(供審稿參考)相關(guān)研究課題課題：高師數(shù)學專業(yè)同步實驗課程教材建設(shè)研究與實踐，新世紀廣西高等教育教學改革工