本书以作者主持开发的数学教育软件《超级画板》免费版本为操作平台,设置由浅入深的30多个实验,让小读者自己动手用计算机作图、计算、测量,通过观察图形和数字的变化,发现数学的奥秘,欣赏数学之美,体验数学的力量,理解数学的道理。全书分两大部分,**部分“漫游数学百花园”,其选择的材料与当前初中数学学习的内容密切相关,例如平移、旋转、对称、相似……但却似乎又是在讲述来源于生活中的有趣故事。平日给人以严肃面孔的数学瞬间变得亲切生动了,而动手实验是*引人入胜的,如在计算机上观察小鸡吃米,一排飞鸟,正方形车轮的转动,还可在计算机上打台球,亲手制作一群雪人,变速齿轮,动态的方孔钻头……还是课堂学过的那些内容,但现在的感觉大不一样了。第二部分“电脑解题空间”,包括三角形、四边形,一次函数和二次函数,这里的题目源于数学和中考的压轴题,都是同学们关心的热点问题,但处理的方式有别于一般的复习资料和题解丛书。借助计算机的数学实验和动态演示对解题思路的启迪,以及对题目多种思路的构建和对题目的引申拓广是本书的特点。
近年来,在国内的中小学开展一些数学实验活动的想法和做法,引起了多方面的兴趣。有的中小学教育软件命名为“数学实验室”,有的中学数学教材里设置了“数学实验”栏目,有些学校还开设了实实在在的数学实验室。在教育部新近发布的《全日制义务教育数学课程标准》中两次提到数学实验室并指出:有条件的学校可以建立“数学实验室”供学生使用,以拓宽他们的学习领域,培养他们的实践能力,发展其个性品质与创新精神,促进不同的学生在数学上得到不同的发展。
我们编写本书,就是为中学的数学实验活动提供资源,让信息技术的进步更多惠及广大同学,使他们的数学活动变得更加丰富有趣,抽象的数学可以变得更易理解,同时使得他们有更多自己“做”数学、探究数学的机会。我们相信本书能达到上述目的,有助于丰富和改进同学们的数学学习。
解决中国学生没有创新能力的一种路径
王鹏远
《少年数学实验》是张景中院士和我献给广大初中同学和数学教师的礼物。可以这样说,在国内(甚至国际上)还没见过像这样既可以阅读,又能利用免费电脑软件,通过动手实验学习数学的读物。
这本书,肯定会使许多同学喜欢上数学,激发他们对数学的兴趣,不仅可以拓宽他们的知识领域,还能帮助他们学到科学的数学学习方法。
这本书,肯定也会使许多数学教师直接受益,书中提供了不少对当前教学有价值的参考资料。单是本书提供的免费电脑软件—“超级画板”和几百个现成课件就是数学教师手边一笔宝贵的教学资源。
数学课程改革的新路——读张景中、王鹏远著《少年数学实验》有感方运加受中国少年儿童出版社编辑之邀,担任张景中院士、王鹏远先生所著《少年数学实验》(以下简称“数学实验”)一书的特约编辑,故有幸获享先睹之快。读“数学实验”犹入新天地,与其他数学书不同,读此书要运用软件(课件),要进入互联网,惟如此方可拥有实验环境,再通过手脑并用的电脑操作来学习数学,解决各种生动有趣的问题,从“漂浮的树叶”到“打台球照镜子”,从“小鸡吃米”到“铺地板”、“骑自行车”,数学知识在这个天地里延拓出新的意义,畅游于这瑰伟的天地,令人流连往返、执迷其中。一、数学课程改革的新路全社会都在呼吁——创新型人才的培养,关系到民族的希望和未来。教育部门持续多年的课程改革,用不少办法来提高学生的这个能力、落实教育的那个理念,但虚多实少,远未切中数学学习的本质和规律不说,反而加大了考试压力;老题型不绝,新题型不断,题型教学、考试至上,仍然统辖着初中数学教学。恰逢其时,“数学实验”一书的出版,给出了一条课程改革的新路。学问深似海,问题起涟漪。以“相似”知识为例,以往至今的教学,都是通过创设情境、举例,使学生知其应用价值;通过定义、定理、公式、例题的讲授或形式各异的课堂活动,使学生掌握有关概念及方法;再通过练习和作业实现学生对“相似”知识的运用,学得的仍是僵化的、用于应对考试的应试方略。而在“数学实验”的天地里,学生可以运用“超级画版”,借道互联网,测量、作图、迭代、放缩、检索、模仿、试验、讨论、计算、证明,“多般武艺”无所不用其极,使得“相似”这个寻常的数学章节,成为蕴藏丰富的宝山,掘宝者们可以尽享发现的乐趣,智慧与探索能力比肩继踵,不言而喻。《少年数学实验》中的“漫话相似”一节所展示的数学实验过程,将有可能成为学生主要的数学学习方式。因为,在我们这个星球上,几十年来,科学发现与知识形成及积累的方式,已经在发生着“数学实验”书中所展示的变化。教育,尤其是数学教育,必须借助这个变化,甚至有必要担当这个变化的先行者。二、“数学实验”是新趋势在今天,运用不断创新的数学软件进行数学实验,获得数学发现已成趋势。有了互联网,数学家蜗居其中的研究室已率先“全球化”,这使他们拥有汇集了全球智者的智库。数学,这个一向被认为是由数学家的个人奋斗来取得成功的传统领域,正在通过互联网和丰富的应用软件,变成了巨大的数学实验空间,有难以计数的参与者从事着实验探索行动,每年都有许多令人惊喜的发现。三、张景中创造的“数学实验”方法,有重大教育意义张景中用数学家的眼光,以数学教育为己任,全面审视中小学数学知识,为学生设计了数学活动的实在方法,创造了基于网络和数学软件的数学实验条件,打通了我国数学教育长期存在的瓶颈——学习方法单一、缺乏数学探索与实验的环境;教学方式僵化,少之又少的数学实验活动,往往是应景的纸上谈兵或公开课的“教学秀”。甚至连古代就有的以器物为探索手段的数学实验,也难见踪影。两千多年前的古希腊数学家阿基米德在《论平面平衡》一文中有个命题,说的是三角形的重心问题。现在,我们是从几何课中获知这个知识的,但这个知识的发现,却是阿基米德用实验获得的结果,不是逻辑推理的结果。阿基米德是运用实验发现数学规律的大师。可见实验早就是科学发现、数学发现的途径了。这个事实启发我们,在教学中,采用实验的方法获取数学知识,要比采用现成的方法获取现成的知识,更能提高人的智慧和能力。有了计算机和互联网,更由于有张景中这样的尽了教育数学家之责的创新型研究成果,大大扩充了中学数学的知识空间与活动空间,令我们的数学教育步入真正的前沿,而不是照搬国外的与国情相悖的、空洞的理念或说教。张景中的“数学实验”首先是填补了空白,这个空白有多层涵义,不仅是数学教育的空白,更是教育观念上的空白,是用科学的方式填补的。其次,“数学实验”是独创性工作,是张景中院士领衔的、基于我国自主开发的《超级画板》的创新型成果。中学数学教师普遍认为,这个软件是他们离不开的备课和教学工具。第三,这本《少年数学实验》应了现实之需,给单腿走路的中国数学教育,提供了另一条腿——我们缺乏以数学实验为基本内容的数学活动,缺这样的教科书。
张景中院士具有较高的数学造诣,他的数学科普作品,不同于一般的科普读物,它不是简单的材料收集和整理,而是一个站在科学前沿的学者的真知灼见。多年以来,喜欢数学的读者无不渴望得到他的作品。王鹏远老师,教育部重大课题“义务教育阶段数学课程标准”核心组成员;北京市数学学科带头人。
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