关于建立中小学数学实验室的思考

【摘要】数学是一门产生于实践，服务于实践的科学，数学需要实验。在我国，中小学几乎没有数学实验室，但在国外则比较普遍。由于没有实验，加重了数学抽象、远离现实的印象，使我国青少年产生了数学枯燥，数学难学的感受，甚至厌恶这门学科。本文对建立中小学数学实验室的意史、可能遇到的困难及中小学数学实验室的功能等进行了论述，以期起到抛砖引玉的作用，从而推动我国数学实验室建设的发展，为我国数学教育改革探索一条新路子。

【关键词】建立　中小学　数学实验室　思考

【中图分类号】G421

【文献标识码】A

【文章编号】1006－5962(2012)OS(a)－0104－02

1　问题的引出

现今，数学被大多数学生认为是一门纯粹科学、理论的东西，给人枯燥、干瘪、难懂的感觉。数学枯燥、数学难学，成为越来越多的青少年对数学最直接的感受，许多学生甚至厌恶这门学科。究其原因，首先是数学本身的特点，它所具有的形式化抽象特征，使学生难以从现实中找到它的原型，其次是我国教育观上的偏颇，加重了数学远离现实的印象。著名数学家弗赖登塔尔曾指出：“要实验真正的数学教育，必须从根本上以不同的方式组织教学，否则是不可能的。在传统的课堂里，再创造方法不可能得到自由的发展。它要求有个实验室，学生可以在那儿个别活动或是小组活动”。然而据笔者所知，目前我国中小学几乎没有数学实验室。

2　什么是中小学数学实验室

本文所说的数学实验室类似理化生实验室，是一种为数学教学提供实践探究的功能教室。

3　建立中小学数学实验室的意义

(1)激发学生兴趣。“兴趣是最好的老师”，学生一说到实验室上课自然有说不出的高兴，实验中学生的动手实践、合作探究，与具体形象的事物打交道，可让单调、枯燥远离数学。

(2)降低理解数学知识的难度。传统的数学教学中，大多数学生对数学问题都是一知半解，容易陷入背定理，背公式的怪圈中，而在数学实验室，老师可将抽象的数学形象化，学生更加容易真正理解数学。

(3)提高课堂教学效率。利用数学实验室的先进条件，老师上课的效率可以得到很大的提高。数学软件，数学学具，数学教具、数学模型等教学设备可以极大地丰富课堂，提高教学效率，同时学生的课堂吸收率也大大提高。

(4)有利于学生形成正确的数学观念

长期以来，数学无用、数学枯燥难学、数学学习就是“苦读+考试”、数学课就是老师讲学生听、学数学只要一张纸一支笔等观念一直困扰着我国的中小学生。数学实验的推广，可以使数学走近同学们。数学实验的出现，使数学的用途、数学学习的形式与数学教学的手段甚至数学内容都将发生很大的改变，学生可以体验数学的有用，体验数学的优美，体验数学学习的趣味性，这些都从根本上改变着学生对数学不正确的认识，有利于形成正确的数学观。

(5)有利于学生素质的全面提高

无论是通过何种手段进行数学实验，数学实验都是数学活动之一，它的宗旨是强调实践，操作和探究行为，注重对数学思想方法的领悟，重视合作交流、情感体验。通过数学实验，学生从个性品质到数学素养都会得到全面的提高。

4　中小学数学实验室的配置

因为数学有其抽象性的特点，因此中小学数学实验室配置应包括：计算机、计算器、投影仪、交互式白板、数学图书、数学教具、数学学具、数学模型、制作材料等。

5　中小学数学实验室的功能

(1)数学教室。根据需要可使用该实验室上课，而实验室能为学生经历数学习得过程，为他们的数学实验探究过程提供支持。这类专题贯穿于新课程的全部，如函数的应用、建模或其他课题研究等等。

(2)备课场所。实验室所备有的各种资源，能为教师的备课提供支持，他们可以在实验室制作课件，演示材料或收集教学资源。

(3)教研场所。为教师的教学沙龙或正式的研讨活动，提供场所和资源。

(4)师生交流场所。教师答疑和对学生进行个别指导，实验室的资源能为师生的交流提供支持。

(5)学生探究场所。学生，包括数学学习暂时遇到困难的学生，可利用实验室资源进行自学探究。实验室的资源，可以为他们的学习提供帮助。在实验室，学生还可得到教师的指导。

(6)课外活动场所。数学兴趣小组，或其他学生课题研究小组的活动场所。

(7)资源库。有关数学教学和学习的各种资源集中场所，便于有效使用。

(8)信息咨询场所。提供了一个高效的信息咨询平台，同时可以方便的进行网络管理。

6　中小学数学实验的基本类型

(1)手工操作型实验

通过动手操作在老师指导下对数学的定义、定理、公式、法则等进行验证或发现的小型实验。这种实验一般易于操作，器材容易准备，占用时间不多，可以在课堂上或课外随时进行。比如学生只要用一个纸质等腰三角形，动手通过对折就可以得出等腰三角形的性质，也可以用一些硬纸皮做立方体的表面，然后沿某些棱剪开成展开图，从而探究立方体图形的展开图等等。

(2)软件运用型实验

结合计算机运用数学软件，这种类型的实验课一般用于探索性较强的实验，它可以进行需要大量数值计算，或需要较大的图像文字处理的实验。如进行统计图表的绘画，函数图像的处理等等。

(3)数学建模型实验

数学建模是数学实验的一个重要组成部分。此类实验更多的功夫是在课外，需要大量的数据搜集和处理而且要求学生有较扎实的数学功底和较强的实践能力。比如，在学了函数的知识后，同学们发现现在家庭住宅很多要铺设地砖，通过实地的调查与观察发现地砖的选购与铺设不同所用的砖的数量也不同，从而研究写出了《生活中处处有数学一一从地砖的选购与铺设谈起》。

(4)思维活动型实验

思维活动型亦即思维实验是指不借助于实物工具，只在头脑中模拟实验的全过程，并通过思维活动检验实验的可行性，从而得出结论的思维活动。思维活动型实验还包括对实验对象或条件的理想化实验，这类实验一般适用于对问题的定性的分析或对某一实验操作过程的思维重现。比如，n条直线最多分平面成多少个部分的问题的思维过程就是思维活动型实验。思维实验可以单独存在，同时在其他实验类型中也包含着思维活动型实验的成分。

7　建立中小学数学实验室可能遇到的困难

(1)观念的转变

①教师观念的转变。当前，大多数教师尚未充分认识到数学实验教学在教育教学中的作用，他们认为数学容量大，时间紧，做实验花费的时间多，很容易影响教学进度。

②教育主管部门领导和学校领导观念的转变。目前，中小学实验室标准化建设正如火如荼的进行，几乎每所学校都建有理化生实验室，但却只有极少数学校建立了数学实验室。他们不太了解数学实验室的重要性。

(2)资金问题

没有或缺少资金，建设数学实验室就成为一句空话。笔者认为当地政府和教育主管部门应将数学实验室建设纳入财政预算。同时，各学校应从本校实际出发，整合现有的资源，节省实验室建设经费，从而推动数学实验室建设。

(3)建设方案和实施方案的制订。数学实验室建设方案和实施方案的制订既是重难点，又是工程的规划蓝图。由于中国的数学实验室数量极少，且没有制定数学实验室的建设标准，因此，有必要请有关专家进行可行性论证，以确保工程按质按量完成。

(4)师资培训。数学实验室建好后，人的因素是关键。这就要求有关部门有目的、有计划地组织教师定期开展相关的业务培训，以期适应数学实验室建设的发展。

在我国，数学实验室建设还处于设想和探索阶段，以上只是笔者的一家之言，以期起到抛砖引玉的作用，从而推动我国数学实验室建设的发展，为我国数学教育改革探索一条新路子。

参考文献

[1]王连笑：《教会学生学习数学》天津教育出版社.