高中數學實驗與學生探究能力的培養

劉烈文

伴隨新課程改革的逐漸深入，教育部門越來越重視培養學生的探究能力。尤其是高中數學實驗教學，在以往教學過程中，雖然已經取得一些教學成效，但是仍舊存在一些問題，不利于培養學生的探究能力。因此，教師應轉變教學理念，改進和完善教學方法，激發學生的學習興趣，發揮學生的主體地位，重視數學實驗教學，以培養學生的探究能力為主。主要闡述了高中數學實驗的作用、數學實驗存在的問題，以及高中數學實驗與學生探究能力的培養，進而促進學生探究能力的提升。

高中數學實驗探究能力高中階段是學生學習的沖刺時期，在此階段的學習對學生發揮重要作用，在高中數學教學過程中，數學實驗是數學課程的重要組成部分之一。所以，教師應重視數學實驗教學，以培養學生的探究能力為主，使學生形成獨立分析和解決問題的能力。

一、高中數學實驗的作用

（一）通過數學實驗，可以擴展學生思維、激發學生學習興趣

目前，在高中數學實驗教學過程中，教師通過為學生創設問題情境，能夠激發學生的學習興趣，擴展學生的學習思維，調動學生學習的積極性。運用數學實驗為學生設置問題，通常情況下，會為學生帶到一個問題的世界，激發學生探索知識的欲望。然而，通過實驗對問題探索的情境創設必須具有真實性、趣味性和導向性，教師應當遵循一定的教學原則，即激發學生學習興趣——啟疑——導思——誘發——提問——創新的發展過程，通過數學實驗，擴展學生邏輯思維，激發學生學習興趣，培養學生的探究能力。

（二）通過數學實驗，能夠培養學生的觀察力，強化學生的理解能力

現階段，通過數學實驗教學，能夠培養學生的觀察能力，使學生將抽象的數學概念轉變為直觀化、具體化，提升學生的理解能力。因此，在數學概念教學過程中，教師可以通過數學實驗培養學生的觀察能力，培養學生獨立分析和解決問題的能力。

比如，在學到《點、線、面之間的位置關系》這一章節時，教師應積極引導學生做實驗，發揮學生的主體地位，學生可以自己設計實物模型，教師通過多媒體教學課件向學生演示“點、線、面”之間關系的具體操作，以此為基礎，學生對三者之間的關系進行概括，以此提升學生的理解能力。

二、高中數學實驗教學存在的問題

（一）數學實驗課時較少

目前，在高中數學教學的過程中，數學實驗課程相對較少，教師為完成教學計劃以及高考的壓力，造成教師的時間緊迫，因此，數學實驗課時較少，部分教師認為沒有時間進行數學實驗。數學實驗是數學體系、數學內容和數學方法改革的一次重要嘗試，有利于發揮學生的主體地位，促進學生數學綜合素養的形成。數學實驗不僅在于探求知識本身的奧秘，還應將理論知識轉化為實踐應用。相比于傳統教學模式，數學實驗教學模式具有很大的優勢，符合素質教育的基本要求，具有合理、長久性。

（二）教師和學生的計算機基礎較差

現階段，在高中數學實驗教學的過程中，教師的專業素養相對較低，部分教師不夠熟悉和了解計算機軟件，這樣不利于數學實驗的順利開展。開展數學實驗需要教師具有較強的數學專業知識和科研能力，這就對教師提出了更高的要求和標準。此外，學生的信息技術水平比較低，學校開展信息課程只是形式上的存在，沒有發揮實質作用，導致學生的實踐操作水平能力較差。然而，在數學實驗教學的過程中，需要學生熟練的操作實驗軟件平臺，并且具有較強的編程基礎，這嚴重阻礙數學實驗的順利開展。因此，針對上述問題，學校應重視對教師和學生進行信息化軟件教學，為教師和學生提供良好的教學環境。

三、高中數學實驗與學生探究能力的培養

（一）利用數學概念實驗，培養學生的探究能力

在傳統數學教學的過程中，部分教師沒有深入研究和探索數學概念是如何形成和發展的，所以，教師應轉變教學模式，為學生創設教學情境，通過數學實驗，積極引導學生研究和探索數學概念，使數學概念轉變為自身的知識體系，形成全新的知識概念，以此加深學生對數學概念的理解和領悟，激發學生的學習興趣，發揮學生的主體地位，擴展學生的學習思維，進而更好的培養學生的探究能力。

比如，在學習圓的定義及方程時，教師應以培養學生的探究能力為準則設計教學過程，通過幾何畫板制作的動態演示圓的定義及方程的課件，幾何畫板是人民教育出版社指定的教學軟件，是高中教師必須具備的教學工具，幾何畫板不需要進行軟件編程，學生就可以畫出自己想要的圖形，還可以將演示圖形動態轉換為動畫，下圖是教師用幾何畫板制作的動態演示圓的定義及方程的課件：

在該課件中，教師可以通過點擊“畫圓”按鈕，來動態演示圓的定義，從而使學生加深對圓的定義的理解，為了講課的需要，在該課件中教師還添加了“顯示/隱藏圖”“建立/隱藏坐標系”操作按鈕。在畫圓的過程中，學生可以觀察到點M的坐標在變化，雖然點M的坐標一直在變化，但是只要圓的半徑不變，圓的方程會一直保持不變，上下拖動點R，可以改變圓的半徑。通過教師對圓的定義及方程的演示，可以深化學生對知識的理解，培養學生的探究能力。

（二）利用數學實驗解決抽象問題，培養學生的探究能力

目前，在高中數學教學過程中，大部分數學理論知識比較抽象，但是，通常情況下，教師應將抽象難懂的理論知識轉變為具體化、形象化，使學生能夠更好的理解理論知識的本質，熟悉和了解理論知識形成和發展的過程。所以，教師應充分利用一切可以想象的空間條件，深層次的挖掘數學理論知識中包含的想象因素，擴展學生的邏輯思維，培養學生獨立探究和解決問題的能力。

比如，在學到《離心率》這一課時，學生初次接觸離心率，會感覺比較抽象難懂，教師應精心設計一套數學實驗課件，將課件放在教師服務器之中，讓學生自己訪問服務器，強化學生獨立探究問題的能力。此外，為強化學生立體思維能力，教師可以通過電腦設計立體模型，培養學生的觀察能力和實踐能力，也會發揮學生的主體地位，強化學生的邏輯思維，培養學生的探究能力。

四、結論

綜上所述，通過分析高中數學實驗的作用，高中數學實驗教學存在的問題，以及高中數學實驗與學生探究能力的培養，我們可以看出，數學實驗對培養學生探究能力的重要性，然而由于受到其他因素影響，學校和教師沒有認識到數學實驗教學對學生學習的重要作用。因此，學校應為教師和學生提供良好的實驗教學環境，教師應轉變教學理念，完善教學方法，通過組織數學實驗教學，激發學生的學習興趣，發揮學生的主體地位，擴展學生的邏輯思維，培養學生的探究能力，使學生養成獨立分析和解決問題的能力，為學生數學綜合素養和高考沖刺奠定穩固的基礎。

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