高中數學實驗教學的實踐研究

甘肅省臨夏中學高中部 王建軍

“問題中心，實驗探究”是一個重要的數學思想。隨著新課標教學改革的不斷發展，數學課程在不斷推行新式教學。探究性教學設計與研究不僅契合了教學改革的需要，在學生的學習能力與實踐發展中也產生了極為重要的影響。實驗探究，主要是首先由教師創設情境；其次，在課堂之上提出問題，激發學生運用現有的數學知識以及經驗去對該問題進行思考、討論；最后對問題進行總結，得出結論。除此之外，實驗探究的教學方法當中，學生是主體，在課堂之上，教師必須引導學生去參與課堂教學。

一、意義

1.幫助學生更好地理解數學。實驗課程的設置，可以幫助學生在腦海中建立一個數學模型，通過數學模型，讓學生加深對于實驗課程的理解和體驗，讓學生更好地理解數學知識，將數學知識與實驗有效地結合起來。

2.促進學生的思考能力以及邏輯思維能力。實驗的流程一般分為實驗的主題、目的、計劃、步驟、操作和總結等幾個方面，每一個方面對于能力的要求也不一樣。例如：操作就考查學生的細節動手能力；總結就考查學生的概括能力，計劃就考查學生的邏輯思考能力，這不僅對教師的組織與管理能力提出了較高要求，同時也鍛煉了學生的想象、推理、動手操作和團隊協作能力。

3.讓學生成為課堂的主導者。被動地接受知識，所取得的效果微乎其微。在日常的學習當中，學生跟隨教師的腳步去獲取知識，這樣的知識并不牢固，一段時間以后，就會遺忘其所學習的知識。因此，讓學生成為課堂的主導者，不僅有益于學生對于知識的鞏固，還可以讓課堂氛圍更輕松。在這樣的環境之下，學生的知識接受能力會有質的提高。

二、實驗教學的原則

探究性實驗教學與傳統的教學方法相差甚遠。探究性實驗教學需要結合實驗的嚴謹性以及客觀性，要讓學生成為教學的主體。因此，在設計課程的時候，需要遵循實驗教學的原則。

1.“以學生為主”的教學原則。在“問題中心，實驗探究”的教學法中，學生的參與是第一位，學生圍繞問題的實驗探究和思維爭辯的積極性是第二位，學生提出自己的見解和疑問、表達自己的觀點和疑問同樣如此。教師應當根據所學的課程內容設計出相應的科學實驗，并就實驗的展開形式、內容及實驗目的進行一定的明確。

2.引導認知原則。“問題中心，實驗探究”教學法的機制屬于探究性教學，使用這種方法時，學生掌握的知識并不是教師直接傳授的，而是由教師引導學生參與、引導學生發現、引導學生總結出來的，因此，引導認知原則是實驗性探究當中的重點。

3. 真實性原則。實驗教學是以實驗為中心，因此在數學的教學過程當中，所選擇的實驗應當具有一定的真實性，并且通過實驗可以清晰地展示數學知識。例如：動態化分析的函數教學中，教師首先要教導學生形成良好的數形結合思想，并在所設置的實驗操作中配以必要的操作工具。

4.具體性原則。數學學科不同于其他學科，每一個數學題目都有其具體性，在一般的教學過程當中，常常能夠看到“無限極、漸進、逼近、無限接近于、無窮大、貼近”等詞語，這些詞語所表達的意思并不是一個具體的數值，而是一個抽象的概念，學生在接觸這些詞語的時候，就會感覺到枯燥。而數學實驗的開展則可以很好地將這些較為枯燥、抽象的概念轉化為具體、生動的方式，有助于學生的學習與理解。

三、實驗教學的實施方法

1.注重課堂設計。高中數學學習內容遵循由易到難、由淺至深的結構分布，其邏輯性非常強，各單元的知識之間也環環相扣。因此，課堂設計就顯得十分重要。課堂教學要進行合理的分層、推進，提出并實現不同階段不同層次的學習目標，加強可變訓練，適應不同的題型，提倡學以致用。實驗課堂的設計，以生活密切相關的實驗為主、理論實踐為輔。

例如：可以選擇正視圖、側視圖、俯視圖，讓學生觀察生活當中的物品，從各個角度畫圖，進而了解該知識的重點以及難點；可以選擇求解三角形的角度，在課堂之上讓學生自己通過量角器去度量或者估算，再通過教師的引導分析，由學生推論出該知識點的解題技巧。

2. 創設情境，提出問題。傳統的教學方法當中，教師所傳授的知識都來源于書本，但是書本的知識比較枯燥乏味，因此學生在聽課的時候興致不高。在高中數學的實驗教學課堂當中，應當以提高學生的素質、增強學生的探究意識以及創新能力為目標。因此在課堂之上，教師需要利用各種手段，給學生創設一個具體的、嚴謹的數學探究環境。此外，教師在課堂之上還應當努力使知識呈現的背景具有真實性，富有挑戰性以及趣味性。

利用情境提出問題是“問題中心，實驗探究”教學法的關鍵點，而想要做到這一點，教師就應當在平時的生活當中多關注學生的行為習慣，多搜集學生身邊的素材，關注現實當中的環境，以及學生對什么事物比較好奇，再將這些搬運到課堂之上，激發學生的學習興趣。創設的情境必須展示數學知識的背景和發展的過程，讓學生參與到學習的每一個環節，充分感受并獲取知識的思維過程，從而激發學生參與解決問題的欲望，提高實踐能力。

例如：在學習平面圖形的面積求解以及立體幾何圖形的體積求解時，就可以在課堂之上讓學生自己動手制作模型，教師再通過一定的引導，讓學生利用拆分和補缺的方法，尋找出該模式的最優解以及最簡便的方法。此外，通過一些題目案例，讓學生在不斷動手制作模型以及解題當中，總結出該類型題目的解題技巧。教師還可以反復詢問學生是否還有更優秀的方法，讓學生在不斷思考以及不斷的討論當中，可以總結出更好的解題方法：把該平面圖形以及立體圖形放在向量當中求解。這樣的學習模式簡單來說就是實驗探究—學生思考問題—第一次總結—教師再提出問題。這樣循環往復，引導學生不斷地思考完善，進而把該知識完美地吸收。

3.論述自己的想法以及質疑他人。數學是一門十分嚴謹的學科，計算復雜，需要的基礎知識比較多。因此，教師在面對某些題目的時候，并不能保證百分百的正確率。但是，在傳統的教學模式當中，學生已經形成了“教師是萬能的，教師是不會錯的”這樣一個思想觀念，學生即使面對十分明顯的錯誤的時候，往往會對自己的答案、方法進行反復思考，而不會對教師的方法進行質疑，也不會說出自己的看法以及見解。這不利于探究性教學發展。因此，教師在進行探究性教學的時候，一定要改正學生的這種態度。例如：可以在課堂之上故意犯一些小錯誤，在進行總結的時候，反復詢問學生是否正確，是否還有更好的方法，答案是否是正確的。學生在教師的不斷詢問下，不斷地思考自己的方法以及教師的講解是否正確，是否還有更好的方法。思考良久之后，就會發現教師的錯誤。久而久之，學生在課堂之上勇于發表自己的意見，指出教師的錯誤，達到探究性教學的目的。

數學是一個發現問題、分析問題、解決問題的思維過程，教師應當圍繞這個來開展探究性教學，使學生能夠熟練地掌握發現問題、分析問題、解決問題的思維方法。