數學實驗在高中數學探究教學中的應用

杜東儀

摘 要：數學實驗可以使學生掌握數學學習的規律，培養學生理性思維能力和嚴謹的思考習慣。同時，學生在數學實驗中能夠探討研究數學的意義和價值所在。因此，數學教師應突破傳統的教學理念，以合作探討式實驗為主，結合數學教材，設計探究目的性較強的數學實驗，激發學生探究欲望，幫助學生進行探究式學習，提高學生的學習效率。

關鍵詞：數學實驗；高中數學；探究教學

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9132（2019）03-0022-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.03.012

傳統的“填鴨式”教學和“灌輸式”教學只能是讓學生通過大量的數學學習習題產生數學記憶。這種高中數學教學方式不能夠有效地培養學生的探究學習能力。這種教學模式下的數學“高手”往往都只是背誦能手。沒有探究的數學，沒有興趣的數學學習是注定低效和無用的。隨著社會的不斷進步和發展，數學在各個領域都有著極為廣泛的應用，很多地方都需要通過實驗來進行解決，因此學生數學實驗能力的培養十分重要。

一、數學實驗融入數學探究教學的意義

數學源自于實踐探究，實踐是檢驗數學真理的唯一標準。在傳統的數學課堂里，數學很難得到再創造，探究式數學教學能夠幫助學生提升空間思維能力，邏輯思維能力還有創造力。近些年來，大量的數學探究式教學模式被發覺和利用。我通過多年的數學教學發現：結合數學實驗的探究教學能夠有效地幫助學生提高數學的應用能力。同時，數學實驗能夠培養學生的數學嚴謹性和數學思維邏輯。

（一）突破傳統教學理念

數學實驗這種新興的教學手段能夠有效地提升傳統課堂效率，它更注重于教師的引導和學生的自主探究學習。數學實驗融入探究式教學對于傳統教學理念的影響力無疑是巨大的。這種教學方式在長期的實踐之中也的確頗有成效。無論是學生的課堂集中力和學生的課堂參與度都得到了一定的提高。與傳統的課堂教學相比，探究式教學更有活力和創造力，也更符合現代教育發展的需要。

（二）豐富課堂內容

在探究式數學課堂之中融入數學實驗，能夠有效豐富數學課堂內容。同時，數學實驗的實施能夠豐富數學課堂內容，提升學生的數學學習積極性，幫助學生激發其創造能力。同時，在合作式實驗中，學生的探究合作能力、總結能力以及交往能力都會得到提升。這些都是數學傳統課堂中所學習不到的知識。

二、實驗教學的方法

（一）以合作探討式實驗為主，提高學生探究積極性

小組的劃分讓學生能夠在小組中進行探討，并讓每一位學生都進行獨立思考，使每位學生都能夠得到參與和總結。這樣的數學實驗可以提高學生的學習積極性，活躍課堂氣氛。以往的紙面教學只會使得學生機械被動地接受教師所講的內容，扼殺學生的觀察能力。例如，在教學“直線與平面的位置關系”時，教師可設計如下實驗：讓學生用一支筆來代表直線，一張紙來代表平面，讓學生自己去探索直線與平面存在的關系。通過這樣一個實驗設計，學生不僅親歷了定理的再現過程，而且激發了學生的學習興趣，同時也加深了對知識的理解。

高中學生其實仍保留著一份童心，渴望探索自己未知的，有趣的知識。探究式教學能夠激發學生的學習興趣，拓展學生的知識面，提升學生的合作能力、創新能力以及動手能力。同時，探究式教學活動能夠增強師生互動交流，鍛煉學生的表達能力、總結能力和組織能力，調動學習的數學學習積極性，真正提高數學課堂效率。

（二）結合數學教材，合理利用數學實驗進行探究式學習

所有的教學實驗和教學活動都需要以教學為主，能夠符合教材內容。探究式的教學作為數學教學的一種教學手段，并非說所有的章節都需要應用到這種教學方法，如教師在進行函數講解的時候就無法設計出這種合理的數學實驗。而對于一些有難度的內容可以采用數學探究教學，教師可結合現有的實驗器材和實驗資源，合理進行數學實驗情景的構建和利用。例如，關于橢圓概念的引入，教師可設計如下實驗：先在紙板上釘上一枚圖釘，并且系上一根細線的一端，細線的另外一端可以套上粉筆（學生可以用筆代替），然后作出相應圖形，并觀察所得到的圖形。再在紙板上增加一枚圖釘，此時將細線的兩端都系在圖釘上，改變細線的長度（細線的長度大于或等于兩個圖釘的距離），然后作出所對應的不同的圖形，并觀察所得到的圖形，歸納出一般結論。通過這樣的一個數學實驗設計（也可以利用計算機軟件畫圖來演示橢圓的形成過程），學生能夠更深刻的理解橢圓概念的形成。

教師在實驗時設置一些問題導入，讓學生對此進行探究摸索，這樣能夠更好地提升數學課堂效率。在靈活多變的探究式教學課堂之中，學生的注意力很容易被教師所吸引，他們能夠對數學學習產生濃厚的學習興趣，探究式數學教學中數學實驗也能夠很好地激發學生的學習熱情。學生一旦被激發出自我探索的欲望，其課堂參與度會得到大大的提升，教師也能夠很好地利用課堂的這45分鐘，對學生進行知識點重點難點的講解。

（三）設計探究目的性較強的數學實驗，幫助學生進行探究式學習

數學實驗的合理應用首先要能夠達到數學教學的目的。只有數學實驗得到合理的安排，才能起到事半功倍的作用。一個優秀的數學實驗，無論在操作還是目標上都是精簡的、明確的。例如，在教學正弦余弦時，教師可以讓學生45°角斜切一個圓柱體，然后沿著母線展開，這樣的圖形十分接近正弦和余弦曲線，更能夠讓學生直觀感受到書本上的知識。這個實驗的目的就是讓學生記住正弦和余弦的形狀和特征，為后期的學習作鋪墊。這種目的性較強的數學實驗，對于學生探究式學習有著明顯的幫助和提升。在實驗之中，學生能夠通過簡單明了的實驗完成公式的理解學習，教師容易達到探究教學目標。同時，在目的性較強的實驗之中，學生的注意力和集中程度都是相對較高的，因此設計探究目的性較強的數學實驗能夠幫助學生進行探究式學習。

數學實驗無論是對高中數學探究教學的應用還是對于學生后期的發展都有著極其重要的意義。將數學實驗正確地進行應用能夠有效地提高學生的學習效率，幫助學生培養數學學習積極性。

參考文獻：

[1] 龔雪霜.數學實驗在高中數學探究教學中的應用研究[D].重慶師范大學，2016.

[2] 高根.數學實驗在高中數學探究教學中的應用研究[J].內蒙古教育，2017（16）.