高师数学实验课的特殊地位和价值

1、高师数学实验课的特殊地位和价值蒋晓云桂林师专数学与计算机科学系 广西 桂林 541001【摘要】师范生在未来的数学教育教学工作中肩负着培养中小学生的数学探究能力和创造能力的重任，高师院校的数学实验兼而负有一种特殊任务:让高师学生学会怎样在IT环境下“学数学”和“教数学”。高师数学实验课的课程开发具有特殊性。【关键词】信息技术，数学实验，师范性，课程。我校于1998年在数学系开设“数学建模”，并在数学教育专业99级学生中增加了数学分析、高等代数、解析几何三门基础课程同步数学实验。通过多年的教学实践，探索数学基础课程教学新模式也取得了一些经验。新世纪广西高等教育教学改革工程项目“高师数学专业同步实

2、验课程教材建设研究与实践”通过验收。广西高等学校重点教材立项项目“数学实验”已启动。数学实验是高师数学专业课全新的教学模式1995年在原国家教委组织实施的“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革”计划中，就把“数学实验”列为高校非数学类专业的数学基础课之一。目的是使学生掌握数学实验的基本思想和方法，借助于计算机通过学生亲自设计和动手，体验解决问题的过程，从实验中去学习、探索和发现数学规律。很多高校将数学实验作为精品课程或重点课程来建设，取得了许多成果。我国新一轮基础教育数学课程全面实施，全日制义务教育数学课程标准设立了“课题学习”，要求教师结合学生的生活经验和知识背景，引导学生以自主探索与

3、合作交流的方式，理解数学，发展解决问题的策略，体会数学与现实生活的联系。普通高中数学课程标准设置了数学建模和数学探究的学习活动，并分别对它们提出了具体要求。从某个层面上要求我们从事数学教育的教师们要携数学实验进中学数学课堂。目前大多数高师院校数学教育专业课程中数学文化、数学探究和数学建模比较薄弱；知识讲授型教学方式仍然上占主导地位，数学专业课片面强调数学重视演绎推理的一面，教师通常是沿着“定义-假设-定理-证明-推论”这么一条演绎的道路进行教学，展示给学生的是“已组织好的数学系统”，片面强调数学的严谨性、逻辑推理的形式化。学生课业负担重、枯燥乏味、学习积极性不高，一直困扰着高师数学教育。这与中

4、学数学新课程形成了强烈反差。G·波利亚指出：“数学有两个侧面，一方面它是欧几里得式的严谨科学，从这个方面看，数学像一门系统的演绎科学；但另一方面，创造过程中的数学，看起来却像一门试验性的归纳科学。”多少年来，数学教育工作者一直在呼唤：应当给学生以“数学的发现”的教育，要让学生除了演绎推理之外，还会使用归纳推理、“合情推理”等非演绎手法，体验完整的数学创造过程-从操作、观察、归纳、概括、猜想，到分析与论证的全过程。这是几代数学教育家的理想之梦。从教和学的角度，高师数学实验应为学生提供良好的学习环境，以利学生以积极的心态调动原有知识和经验，尝试解决问题，同化新知识并建构新的认知结构，使学

5、生不仅学到数学知识及理论体系，并且学会数学的思考方法，提高动手能力，强化数学学习中归纳方法与实验手段的交互作用。从方法论的角度看，数学实验是一种全新的科学研究方法，借助实验手段，尤其是计算机提供的平台，使数学研究方法发展到计算机技术加思维的模式，为数学及数学实验的应用提供广阔的应用前景。从应用价值看，高师数学实验不仅是高新技术和经济发展的强大武器，也有极重要的教育价值，数学实验还提供了一种全新的数学教学手段和模式，使数学教学从单纯的教师讲课，学生听练的模式发展到利用现代信息技术实现师生共同参与的学习活动模式，这与当前倡导的课程教学改革理念完全一致，因而数学实验作为一种数学教学手段和数学教师的职

6、业技能受到大中小学广泛的关注。高师数学实验的师范性张奠宙先生说过“知识系统有两种形态:学术形态和教育形态。综合大学的教育，只要使学生掌握知识的学术形态就可以了。但是师范大学的教学则在了解知识的学术形态之后，还必须帮助学生掌握知识的教育形态。这种转换是一种特殊的能力，需要加以培养。”，高师数学实验将被分成两种类型:学术形态的数学实验和教育形态的数学实验。高师数学实验应更多地关注数学实验的教育价值，将它界定为一种教学手段，数学实验是在数学教学中创设恰当的问题情境，引导学生通过实验手段从直观、想象到发现、猜想，然后给出验证及理论证明，从而使学生亲历数学建构过程，逐步掌握认识事物、发现真理的方式、方法

7、，是引导学生创造性地解决问题的有效途径。高师学生可以通过数学实验牚握和运用基于信息技术的中小学数学自主探究式教学模式；学会怎样在IT环境下“教数学”的现代教育技术。我们提倡学生在高师数学实验中学会制作数学CAI课件。在数学实验中产生的数学CAI课件，它是数学产品，因为它来自数学环境，用于数学目的，表现数学思维，表达数学真理，具有纯正意义上的数学味道。严格意义下的数学课件或数学CAI制品，是不能没有由数学软件生成的数学CAI素材，在高师数学教育中，通过数学实验来培养学生这方面的制作能力是十分必要的。因此，高师数学教育专业的数学实验有其特殊的地位和价值：在数学实验课中，经受获取感性认识和数学信息活

8、动教育的同时，得到如何指导别人在“做数学”中学习数学的职业技能。3 实施成果及亟待解决的问题 我们的做法是把数学实验课作为数学专业课的辅助课程，与数学专业课程同步开设，这样也不必重复数学专业课程讲述的基本内容，而选择数学专业课中的重点问题进行理论的深化、应用的具体化和计算的现代化，突出数学的应用与建模能力的培养。在数学实验过程中培养学生计算机辅助数学教学的职业技能。实践证明，基于计算机信息技术的数学实验课的引入，给高师数学教育专业课注入了许多活力，更能给予学生一个“完整的数学”。让学生在教师的指导下进行实验，可大大增强学生的好奇心，激发其探索和创造的欲望，使学生的学习过程，变为自己动手实验、观

9、察发现、猜想验证、合情推理、动脑设计等的亲身经历。因此，数学实验是让学生在已有的认知结构基础上，去发现、建构新知识的。保证了教学质量，促进了学生素质的发展。学生针对老师设置的问题或自提的问题的模拟实验，有了更为广阔的空间，由此发现并证明了许多迷人的结论，诞生了许多“真正”的数学CAI课件和小论文。学生牚握和运用基于信息技术的探究式教学模式，能象使用粉笔、黑板、三角板、圆规、直尺等教具一样使用计算机来辅助完成教学任务。高师数学实验课程建设中有几个问题必须继续探索：从短期来看，通过实验的方式让学生学习数学，的确要花费不少时间，但从长期来看，有过这样训练的学生学习的自觉性和主动性都大大提高，而且有较

10、强的团队协作精神，这正是传统的训练方式不容易做到的。 新教学模式呼唤高素质的教师，数学教师要充分发挥计算机在数学教学中的优势。目前大学数学教师队伍可能难以适应发展的需求。希望在今后进一步的教学实践中，吸收更多的教改经验，提高教师素质，使高师数学课程建设和教材建设工作不断提高和完善。参考文献：1 尚春虹.数学实验教学的探索与实践J.数学教育学报,2002,11(3):66-68.2 张晓磊，郭华光.试论数学实验的数学教育功能J.数学教育学报,2003,12(2):38-41.3 隋鸣，许敏慧.数学实验活动与数学教学J.数学教育学报,2004,13(2):93-94.4马玉斌.TI图形计算器让数学

11、实验进入课堂教学J.数学教育学报,2004,13(3):85-87.5 张奠宙，王振辉. 关于数学的学术形态和教育形态J.数学教育学报,2002,11(2)：1-4.6蒋晓云.开设同步数学实验，推行数学素质教育.桂林市教育学院学报,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 Col

12、lege, 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 s

13、pecial duty that is teaching students how to “learn 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.作者简介：蒋晓云，1963，男，广西桂林人，桂林师专数学与计算机科学系副教授，桂林市21世纪园丁工程导师，基础教育改革专家成员组成员，主要从事数学与计算机科学教育研究。附：文章相关研究材料(供审稿参考)相关研究课题课题：高师数学专业同步实验课程教材建设研究与实践，新世纪广西高等教育教学改革