数学实验在中职数学教学中的应用

郭耀祖

[摘           要]  在中职数学教学不断改革的进程中，数学实验教学具有至关重要的作用，是数学教学的生命力，作为一种新型的教学模式受到学生的喜爱。实验教学在中职数学教学中的应用有利于激发学生兴趣，让其在实验操作过程中积累更多数学知识，培养数学综合能力，进一步提高教学成效。为此，主要研究中职数学教学中数学实验教学的开展，希望利用实验教学提高学生的综合能力。

[关    键   词]  中职数学;数学实验;应用

[中图分类号]  G712                   [文献标志码]  A                   [文章编号]  2096-0603（2022）11-0121-03

数学教育界在数学理解方面达成了共识，认为学生应该理解数学。基于逻辑推理，形成数学规律，感悟数学内涵。然而，大部分情况是这些论证过程直接由教师给出结论，学生不会建立数学模型，从而增加了学习数学的难度。而数学实验正好可以改善这一问题，在一定程度上简化了数学知识，降低了学习难度，学生可以更好地理解数学，有利于提高学生的数学学习能力。

一、中职数学教学中数学实验的类型

（一）游戏实验

中职学生普遍年龄不大，正处于好奇心强的发展阶段。由于这些因素的影响，想要使学生全身心地投入到学习中，热情饱满地参与课堂教学，就应该激发他们的学习兴趣。布鲁克斯曾说过，学生对知识的兴趣是他们学习的驱动力，而游戏是激发学生兴趣的最佳途径。因此，在数学教学中可以引入游戏活动，以此激发学生的学习兴趣，使学生主动地参与到课堂学习中，不断丰富知识储备，提高学生各方面的能力。例如，在《频率与概率》的教学过程中，教师可以提前准备游戏币或骰子，将这些学生感兴趣的东西作为教学工具，结合相关教学内容组织游戏活动，让学生通过抛硬币、掷骰子的游戏来认识频率与概率。通过趣味性的游戏，可以很好地激发学生的积极性，也能够加深学生对数学知识的理解与掌握。

（二）直观操作实验

在理解能力方面，部分中职学生能力不足，对一些概念性的知识理解起来更加困难，将直观操作设置实验融入中职数学实验教学中，有利于加深学生理解。例如，在“函数的性质和图像”的教学过程中，教师可以借助先进的多媒体技术，让学生动手操作图像的演变过程，在实验的同时，引发学生思考：“每一个函数图像的变化规律是什么？”“它们之间有着怎样的联系？”通过直观操作室的实验能够让学生观察知识的形成过程，加深学生对这些数学知识的理解，有利于提高学生的学习能力。

（三）专业相关实验

根据相关分析可知，专业课与文化课相比更受中职学校学生喜欢，但有很多教师认为学生的基础不扎实，数学学习能力相对较弱。这一现象在某种程度上证明了数学学科的重要性，学生想要学好专业课，首先就要学好数学，也可以说数学学科是专业课的基础，因此，在中职数学教学中开展数学实验时，教师既要重视数学学科内容的讲解，又要将专业课的内容与其进行结合。例如，在“初等函数”教学过程中，教师可以将教学内容与学生的专业背景进行结合，以经济学为例，可以构建日常经济问题：（1）现在有两所银行，第一所银行年利率为5.67%，你们现在有1000元，如果将1000元存入该银行，一年后再将本息转存两次，会获得多少元？（2）第二所银行年利率为6.21%，将1000元存入该银行三年，会获得多少元？两种方式哪一种更合算？通过将经济生活引入教学中，一方面激发了学生兴趣，另一方面有利于培养学生的思维能力，提高学生的探究能力。

二、中职数学实验教学的意义

学生在参与实践教学的过程中能够变被动为主动，主动探究问题、解决问题，学生的主体地位以及主体作用得到了充分体现。

（一）学生兴趣所在

对于中职学生来讲，虽然他们的基础不扎实，但动手能力、智力等都不差，有着较为敏捷的思维、灵活的动手能力等，而数学实验正好可以满足他们的发展特点，在数学实验的过程中展现自己的能力。兴趣、好奇心、求知欲的驱动有利于学生学好数学，在中职数学实验教学中，学生的这些个性特点都能得到满足，起到了催化剂的作用，改善了枯燥乏味的课堂氛围，学生在参与实验的过程中既能培养兴趣，又能体会实验操作的乐趣，提高学生的学习能力，可谓一举多得。

（二）数学课堂所需

在以往的数学课堂教学中，比起学生的实际需求，教师更加重视知识的讲解，为确保知识的完整性，而忽视了知识的应用性以及实用性，另外，在中职数学课堂教学中，教师并未考虑学生的心理特征。而数学实验具有较强的操作性，能够活跃课堂气氛，使學生能够自主探究学习，培养了学生的自主学习意识，保证了教学质量。在开展数学实验的过程中，学生的数学素养、数学能力以及数学思维等都能得到了有效提升，从而营造一种乐学、善学的学习氛围，符合新时代数学教学的要求。

（三）教学趋势所求

中职数学课程与其他教学相比，具有一定的职业性以及应用性，这一条件对数学知识提出了更高的要求，需要确保知识的实用性以及会用性，即学生可以灵活运用数学知识解决相关问题。学生在进行数学实验的过程中，通过自己亲手操作、亲身观察来获取相关数学知识，在观察的同时也伴随着思考，学生的观察能力、分析能力以及思考能力都能得到培养，解题能力也会有所提升。正因为如此，数学实验在中职数学教学中的应用是教学的发展趋势。

三、数学实验在中职数学教学中的积极作用

（一）有利于培养学生的创新思维能力

对一个国家来讲，创新是兴旺发达的动力;对社会来讲，创新是进步的前提;对个人来讲，创新是完善自己、提高自身能力的基础。因此，数学教学的目标就是培养学生的创新能力。而在学生创新能力培养的过程中数学实验教学是有效的方式之一。一名优秀的教师不仅要善于传道授业，在面对学生的困惑时更要具备答疑解惑的能力，在数学教学中有很多抽象性知识，教师要善于运用数学实验帮助学生理解数学知识，抓住问题的本质。在数学实验教学过程中，教师可以通过创设问题情境，培养学生的创新意识;通过探究数学知识，激发学生的创新潜力;通过解决问题交流结论，培养学生的创新思维能力。总之，在中职数学教学中开展数学实验教学应全面贯彻创新精神，培养学生的创新思维，提高学生的创新能力。

（二）有利于培养学生的数学理解能力

学生在理解数学概念、数学理论这些抽象性的数学知识时普遍理解能力较弱，从根本上来讲，生活问题以及几何问题就是构建数学概念的模型，而数学实验正好可以直观地展现几何背景，简化抽象概念，将静态的数学知识通过实验转变为动态形成过程。学生在进行数学实验的过程中，通过动手操作，培养学生的数学建模意识，提高其动手能力以及知识运用能力，在概念、定理的形成过程中，强化学生理解，加深学生印象，为理论知识的学习奠定坚实基础。

（三）有利于促进师生双方数学实验能力的提升

在数学教学实践过程中，一些中职数学教师没有意识到数学实验的重要性，导致学生实验意识不足，师生双方数学实验能力都有待提升。而通过数学实验教学的落实，教师可以通过录课研究、听评课、文件检索等方式丰富自身的储备，用自己的专业知識以及强大的实验能力来培养学生的实验操作意识，让学生在自主动手实验的过程中提高数学实验能力，进一步实现教学效果的提升。

四、数学实验在中职数学教学中的应用策略

（一）数学实验助力概念、性质和定理的教学

数学概念、数学定理以及数学性质是数学内容的重要组成部分，这些内容不仅是重点知识，而且是难点内容，往往具有一定的抽象性以及逻辑性，这对学生来讲具有较大难度。在讲解这些知识的过程中，教师可以利用数学实验教学来降低知识的难度，将抽象性的内容转化为学生更易理解的实验操作，达到强化学生理解的作用。例如，在“平面的性质”这一数学知识的学习过程中，教师可提前准备图钉以及硬纸板等道具，在实际课堂讲解中让学生两两一组组成实验小组进行具体实验操作：（1）将一颗图钉面朝上放置在桌面上，并尝试将硬纸板放在图钉上，并观察实验现象。这时，学生可以通过操作发现一颗图钉并不能支撑硬纸板。（2）在原有基础上增加一颗图钉，在两颗钉尖朝上的图钉上放置硬纸板并观察实验现象。这时，学生可以发现与一颗图钉的现象相同，硬纸板不能稳固放置。（3）继续将图钉增加到三颗重复上述实验并观察实验现象。这时，学生可以发现如果三颗图钉在一条水平线上硬纸板依旧不能固定，但如果将三颗图钉构建成三角形的样式，硬纸板就能被架空起来。通过上述实验，学生对平面性质就会有更深刻的了解，明白“一个平面可以由不在同一条直线上的三个点进行确定”。又如，在“直线与平面的位置关系”的学习过程中，教师可以利用学生手中的学具进行实验操作：（1）让学生在桌面上水平放置一支铅笔，观察铅笔与桌面的公共点。（2）让学生在桌面上竖直放置一支铅笔，观察铅笔与桌面的公共点。（3）先在桌面上水平放置一本书，随后将铅笔放在书上，继续观察铅笔与桌面的公共点。在进行上述实验操作的过程中学生就会更加了解直线与平面的三种位置关系。数学实验不仅有利于激发学生的积极性，而且在一定程度上可以简化数学概念、数学定理等抽象性的内容，让学生更好地学习数学，进而促进学生学习能力的提高。

（二）数学实验激发学生的学习兴趣

在新课标的要求下，中职数学教学应尽可能培养学生的学习兴趣，因为只有在学习兴趣的驱动下学生才会积极主动地投身于数学学习中，而数学实验正好可以满足这一需求，通过学生动手操作以及趣味性的实验现象能够使学生的好奇心得到满足，同时在实验成功后学生也可以体会到无尽的喜悦，对培养学生的学习兴趣有非常大的帮助。例如，在“圆锥体积公式”的学习过程中，教师可以采用小组合作学习的方式，让学生以四人为单位组成实验小组，在实际课堂讲解中，为学生提供“等底等高”的圆柱与圆锥容器、玻璃容器、沙子、水等实验道具，随后引导学生进行数学实验：（1）将水倒入圆锥形容器，装满后，再将圆锥形容器的水倒入等底等高的圆柱形容器中，观察水的刻度，重复上述操作直到圆柱形容器的水满为止，记录操作次数与水位变化情况，推理圆锥体积公式。（2）将沙子倒入圆锥形容器中，装满后再将圆锥形容器中的沙子倒入等底等高的圆柱形容器，观察沙子的刻度，验证圆锥体积公式。（3）将适量的水倒入玻璃容器中，记录刻度，随后在玻璃容器中放置实心圆柱，观察水位变化并记录，两次数值的差值即为实心圆柱的体积，在这个过程中要注意实心圆柱要被水全部覆盖。（4）用实心圆锥替代实心圆柱，重复上述操作，计算圆锥体积，推导圆锥体积公式。在这一过程中，学生可以很清楚地明白在等底等高条件下，圆锥体积等于1/3圆柱体积。学生在自主操作的过程中学习兴趣会大大提升，不仅活跃了课堂气氛，而且有效提高了学生的主动性，既使学生学习到了新的知识，又培养了学生的实验意识，有利于实现学生综合能力的提升。

（三）与信息技术相结合，推动数学实验教学

在教学体系不断改革的进程中，强调了要将信息技术通过合适的方式融入中职数学教学中，不仅可以为教师提供有效的教学工具，而且有利于丰富学生的学习方式，提高学生的学习效果。因此，中职数学教师要善于将信息技术运用在数学实验中，充分发挥信息技术的优势，实现教学内容的化繁为简，让学生在学习数学知识的过程中更加得心应手。例如，在“指数函数的图像性质”这一知识内容的讲解过程中，教师可以利用多媒体技术来开展实验教学。在备课阶段，教师可以提前选择好适合教学内容的教学软件，如几何画板、学习软件等。在实际实验教学中，教师可以引导学生利用学习软件进行指数函数图像与性质的学习。首先，进行底数a值的输入;其次，利用作图功能进行相关指数函数图像的制作;再次，改变底数a的值，继续进行指数函数图像的制作;最后，观察分析不同底数所绘制出的指数函数图像，总结指数函数的图像性质。先进的信息技术不仅可以高效、准确地处理数据，而且在一定程度上简化了计算、推理过程，使教学更加直观、具体，有利于突破课堂教学的重难点，这对中职数学实验教学的开展具有十分重要的作用，能够实现事半功倍的效果。

五、结语

实验教学作为有效的教学方式有利于提高学生的兴趣、培养学生的实验意识、提高学生的动手操作能力。因此，中职数学教师应意识到实验教学的重要性，在实际课堂教学中采用合适的方式进行实验教学，以此增强学生的参与度，保障教学效果的提升。教师可以在数学概念、定理等知识的讲解中，利用实验教学简化知识内容，强化学生理解。另外，要善于利用先进的信息技术，让学生更高效地进行数学学习，进而提高学生的综合能力，为中职数学实验教学的发展奠定基础。

参考文献：

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[5]刘识华，李敏.浅议数学实验教学对中职学生能力的培养[J].读写算（教师版）：素质教育论坛，2015（26）：1.

编辑 郑晓燕

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