數學實驗在高中數學探究教學中的應用

孫少仙

（灌云縣楊集高級中學，江蘇連云港 222200）

隨著我國課程改革的深入，教學重點從教學效果轉移到教學過程，更加重視學生的學習過程，而不是單純的學習結果。高中數學教學也是如此，越發看重數學知識的學習過程，而不是一味地追求數學成績。首先需要明確的是，數學實驗的教學重點是概念教學，注重這一點可加深學生對數學基礎知識的掌握，讓學生更好地理解數學的內涵和本質，培養學生向更高難度數學知識挑戰的能力。在高中數學課中應用探究教學時，必須明確學生在教學活動中的主體地位，激發學生的主觀能動性，進而使得學生的觀察能力和理解能力逐步提升，綜合數學能力逐步增強。在高中數學探究教學中，數學實驗占據不可忽視的重要地位，兩者間的關系主要有三點表現：一是兩者都具有探究性；二是兩者的教學宗旨相同，均是幫助學生理解數學知識；三是兩者的本質相同，均是在教學中引導學生探究知識。

一、在高中教學中應用數學實驗的重要性

數學實驗在高中教學中的應用意義十分深遠，主要目的是培養學生的數學思路和學習方法，增強學生的實際動手能力和歸納總結能力。由此可見，數學實驗對高中數學教學很重要，其具體表現主要有四點：一是有利于激發學生數學學習興趣，培養其數學實驗能力。數學實驗教學是一種極具探究性的教學方式，可以有效激發學生對數學知識的好奇心，使其積極主動地投入數學學習。二是有利于培養學生的動手能力，有助于學生向更高難度的數學知識發起挑戰。三是有利于優化教學方式。設置數學實驗課，可將枯燥乏味的“灌輸式”教學轉化為生動直觀的“探究式”教學，教師在這一課程教學中僅需要引導和協助學生，充分體現學生在教學活動中的主體地位。四是有利于提升學校的師資力量。設置數學實驗課程，不僅可以優化傳統的教學模式，還可以幫助教師提升教學綜合能力，從而發展學校的師資力量。

二、高中數學中常見的數學實驗類型

分析目前高中數學教材可以發現，數學實驗主要有四種類型：一是現代數學實驗。這類實驗主要是借助計算機模擬實驗，設計數學模型，引導學生開展實驗活動。二是數學思想實驗。這類實驗常用于特定的數學問題探究，教師會根據數學問題創設實驗情境，學生則在情境中對數學規律、現象進行探究分析。三是探究性數學實驗。這類實驗培養學生的探究能力，引導學生對數學問題進行分析，開展一系列的觀察活動和實驗活動，學會歸納總結一般性規律并進行驗證。四是驗證式數學實驗。這類實驗是借助數學教學工具，對已知的數學規律和定理進行驗證。

三、數學實驗在高中數學探究教學中難以開展的原因

目前，數學實驗在高中數學探究教學中難以開展，其原因有以下五點：一是基礎設施不夠完善。雖然大部分的高中設置了數學實驗課，但是沒有引起足夠的重視，尤其是在實驗基礎設施建設方面，沒有投入足夠的資金，導致數學實驗課程難以開展。二是教師觀念落后。部分教師對教材的依賴性較高，沒有正確認知數學實驗在教學中的重要性，教學觀念停留在傳統的灌輸式層面上。三是教師現代化教學工具運用能力較差。大部分高中教師年紀較大，接受現代化教學工具能力較弱，因此操作不嫻熟，數學實驗難以開展。四是教師欠缺數學實驗教學經驗。傳統數學教學以語言教學為主，數學實驗教學基本沒有開展過，因此教師在實際教學活動中不知道如何設計數學實驗內容，導致教學質量和學生學習效率較低。五是學生動手能力差。從目前高中學生情況分析發現，較多的學生動手能力較差，導致數學實驗教學無從下手，即便教師在旁引導，學生仍難以進行實驗。

四、數學實驗在高中數學探究教學中的應用策略

（一）完善數學實驗教學基礎設施建設

在高中探究教學中有效開展數學實驗活動的第一步是完善基礎設施，因此學校必須重視數學實驗基礎設施建設，投入充足的資金。例如，學校可以設立專項資金作為數學實驗基礎設備的建設基金，根據課程實際配置對應的數學實驗設備，如幾何畫板等，學校條件良好的還可設置專門的數學實驗教室。

（二）對教師開展數學實驗教學培訓

在高中數學探究教學中有效開展數學實驗教學，不僅需要完善基礎設施，還需要對教師開展實驗教學的相關培訓，強化教師的數學實驗技能，使之更有效地開展教學活動。學校可從兩方面對教師開展數學實驗教學培訓：①開設教師數學實驗教學培訓班，定期組織數學教師進行培訓，同時校方對教師必須嚴格要求，定期入班檢查教師數學實驗教學開展情況，觀察教師教學方面的薄弱點，進一步展開針對性培訓；②學校可以建立數學實驗教學評價機制和鼓勵機制，將數學實驗教學劃入教師日常教學中，并將其納入教學績效考核范圍內，提升教師的積極性及其數學實驗教學水平。

（三）激發學生創新思維能力

培養創新思維能力對學生開展數學實驗十分重要，是幫助學生完成數學實驗不可或缺的因素，因此教師必須給予重視，采取有效措施進行創新思維的激發和培養。例如，教師在開展數學實驗教學時，可以不斷地拋出新問題讓學生思考，提升學生的創新思維能力。此外，教師在教學過程中，可以加強對學生的觀察，積極挖掘學生的優點，并給予適當的引導，使得學生的優點在數學實驗探究過程中充分體現出來，提升學生學習的效率。

（四）對學生動手能力進行培養

動手能力在實驗教學中十分重要，因此在高中數學探究教學中應用數學實驗時，教師必須重視對學生動手能力的培養，使得教學更有效地開展。在日常的教學過程中，教師可以多設計一些實踐性的學習任務，引導學生動手完成任務，從而提升學生的動手能力。

五、高中數學實驗教學實例

例如，在“三角函數的圖像與性質”這一課中，教師就可以采用數學實驗的方式，借助多媒體設備、幾何畫板等工具進行教學。教師可以先介紹三角函數的圖像和性質，然后引導學生用幾何畫板繪制三角函數，同時要求學生在繪制的過程中認真觀察，對三角函數圖像的變化規律進行探究。實驗過程：①學生用幾何畫板繪制y=sinx、y=cosx和y=tanx的函數圖像，通過反復的操作掌握函數圖像的變化規律；②為了讓學生進一步深化對三角函數圖像與性質的理解，教師可以引導學生對三角函數不同定義域、值域的圖像進行探究。實驗結果：通過動手操作實驗，學生直觀地看到三角函數圖像的變化規律，更好地明白其性質，并深化對這一知識點的理解。

總而言之，為了提升高中生的數學綜合能力，教師必須重視學生的學習過程，重點培養和提升學生的探究能力。教師運用數學實驗展開探究教學，可以提升學生的動手能力，激發其邏輯思維和創新思維，培養學生自主探究問題的能力，從而提升高中數學教學質量，增強學生的學習效果。