實驗，培養學生數學探究能力的引擎

江蘇省揚州市江都區大橋高級中學 劉 娟

實驗，培養學生數學探究能力的引擎

江蘇省揚州市江都區大橋高級中學 劉 娟

數學學習不是單純地依賴與模仿，實驗是培養動手操作與提高自主探究能力的重要方式。不僅如此，實驗可以讓學生在自主探索與合作交流中真正理解數學知識與技能。本文圍繞四個方面闡述如何通過實驗培養學生的探究能力，旨在提高教學效果。

高中數學；實驗；探究；能力

《高中數學課程標準》中指出：“有效的數學學習不是模仿與記憶，而是在開展實驗過程中提高自己的自主探究能力。”在高中數學教學中引導學生開展數學實驗活動可以切實培養學生的探究學習能力，同時，在數學實驗過程中幫助學生發現問題、分析問題、解決問題，這樣才能幫助學生提高探究能力，進而掌握基本技能。因此，應不斷優化實驗教學，讓學生在實驗中獲得數學思想方法。

一、營造實驗氛圍，引導學生參與實驗

美國認知心理學家布魯納說：“人是一種趨向性極強的個體，良好的氛圍能誘發個體趨向心理變化的，并且能夠隨氛圍的濃厚而進行積極的探索。”所以，高中數學教學中，教師要營造實驗的氛圍來引導學生參與其中。教師在開展數學實驗教學過程中，讓學生在面對數學問題的情境中逐步形成主動探究知識的欲望，從而把實驗活動進行到底。例如：在教學《圓錐曲線與方程》這一內容時，就開展了這樣的實驗：首先，讓每個學生準備一個畫橢圓的教具。有的學生是用廢棄的硬紙條與繩子做成的；有的學生是用筷子與繩子做成的等等。學生選用了不同的材料，并且制作的方法多樣。接著，要求每個學生開始畫橢圓。學生們開始自己動手畫圖，探究橢圓的畫法，同時要求學生從畫的過程得出怎樣才能畫出橢圓的結論。這樣，學生經歷了獲得橢圓知識的全過程，為下面的教學奠定基礎。在這樣的操作中，學生感受自己智慧的力量和動手操作的快樂，并且掌握了科學的認知方法。最后，要求學生在實驗過程中養成良好的動手習慣。

二、利用實驗探究，揭示知識形成過程

蘇聯教育家蘇霍姆林斯基說：“人的心靈深處都希望自己成為學習的發現者、研究者與探索者。”實踐證明，很多數學知識必須通過實驗來驗證，并且通過數學實驗來揭示知識的形成過程。所以，應該利用數學實驗給學生提供參與數學實驗的機會，還可以促進其通過自主探究來理解知識、獲得技能。高中數學知識中概念、定義、定理和公式比較多，要真正理解這些內容還需要輔助以直觀的教學方法。而直觀的教學方法莫過于開展數學實驗，所用新課程標準中強調數學教學要重視開展數學實驗，利用實驗來揭示知識的形成過程，在過程中尋找數學知識的規律。因此，我們應該不斷優化數學實驗教學，利用實驗來探究知識的形成過程。例如：在教學《球》這一內容時，就可以拿出球的模型讓學生觀察，通過自己的觀察與演示來計算有關球的表面積與體積，同時，利用地理儀中的經度與緯度來探究二面角與線面角。這樣，通過開展實驗操作活動不僅解決了數學的問題，還加強了與地理學科的聯系。

三、實驗驗證結論，培養數學應用意識

現代教學理論告訴我們，數學實驗是滲透數學應用意識的有效手段。我們知道，學習數學的最終目的是為了在實際生活中的運用。因此，在教學過程中要通過開展實驗來驗證數學問題探究而得出的結論。這樣不僅可以讓學生經歷探究數學知識的過程，還讓學生感知了數學知識的應用價值。例如：在教學“數學歸納法”時，就利用多米諾骨牌來開展數學實驗。首先，教師提出問題：一副成功的多米諾骨牌在倒下時要具備什么條件？有學生認為：第一張牌必須推倒；有學生認為：兩張牌之間有一定的間距，不能太大也不可太小；有學生認為場地要平整等等。為了驗證他們的結論，就開展了這樣的實驗。總結出規律：第一張牌必須被推倒；在骨牌排列時保證前一張骨牌倒下后，一定推倒后一張骨牌。從這個實驗中引出了數學歸納法，這樣通過改變知識的呈現方式，為學生建立起了一個學習數學歸納法的模型，從而有利于學生理解數學歸納法的概念。通過開展這樣的數學實驗，不僅可以幫助學生理解數學歸納法的知識，還培養了學生的數學應用意識。

四、結合生活實驗，激活創新思維意識

我們知道，數學知識與實際生活緊密相連，數學實驗與我們的實際生活結合到一起才能真正發揮作用。因此，我們應該結合生活開展數學實驗。心理學告訴我們，人的思維發散意識只有在具體情境中才能得到激活。所以在數學實驗中通過與實際生活結合從而把知識直觀地呈現出來，進而激活學生的思維能力，抓住數學知識的本質。例如：在教學“二面角定義及其應用”時,就用多媒體技術制作二面角定義及其應用的實驗演示課件。在教學過程中講述二面角的概念以后，用幾何畫板演示如何來度量二面角的大小；在講述二面角的平面角的概念后用幾何畫板來演示二面角的平面角以及怎樣畫二面角的平面角大小。生活中見過山路與水平面的角和山路與山腳所成的角中的兩個，那么怎樣來求第三個呢？生活中如何解決折疊問題？有什么規律可循？還有很多這樣的問題，要讓學生自己去探索。利用現代先進技術開展數學實驗，可以培養學生猜測、分析、推導與論證的能力。在這樣的過程中，不僅喚起了學生的生活經驗，還激活了學生的創新思維意識。

總之，在高中數學教學中開展數學實驗是培養學生探究能力的引擎。所以，我們要重視數學實驗的開展，并通過實驗的開展來關注學生在實驗過程中如何獲得知識。這樣，數學實驗才能真正成為學生探究數學知識的媒介。有理由相信，數學實驗是高中數學教學不可缺少的環節，更是學生獲得知識的重要渠道。

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[2]金海云.數學實驗教學中的能力培養[J].中國校外教育，2014 （03）.

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