數學實驗在高中數學探究教學中的應用研究

陳貴平

摘要：數學實驗可以使學生在實踐過程這能夠發現其中的數學方法，并加以利用。通過數學實驗的方式可以培養學生的實踐動手能力，同時也能幫助學生更好的探索數學理論知識。通過數學實驗可以使難以理解的數學知識形象化、具體化，可以引導學生在實踐中積極思考，幫助學生更好地學習。本文主要論述數學實驗在高中數學探究教學中的應用措施，僅供讀者參考。

關鍵詞：數學實驗;高中數學;設計原則;情境創設

1.數學實驗對高中數學教學的重要性

數學作為一門基礎學科，也是比較重要的學科。通過數學實驗的方式不僅可以驗證一些數學猜想，還能解決一些難以理解的問題。數學實驗是一種新型的教學手段，可以有效激發學生的大腦思維，培養學生實踐動手的能力，從而提升課堂教學的效率。數學實驗對于引導學生自主學習的方面比較突出，通過在高中數學教學中引入數學實驗無疑比傳統的教學模式更加有吸引力，可以激發學生對數學知識探究的興趣，有利于調動起學生的探究欲與思考能力，提升學生的課堂學習的集中力以及參與度。其次，通過數學實驗的教學手段還能將豐富一些數學知識，豐富課程的內容。同時，通過合作實驗的方式還能提升學生的探究合作以及歸納總結的能力，有助于學生更好地學習[1]。

2.數學實驗在高中數學教學運用的一些難題

首先，對于數學實驗來說，主要人物都是教師。因此，教師的專業知識與能力素質是影響數學實驗順利開展的關鍵。如果教師在進行數學實驗的過程中，缺乏專業的實驗知識與良好的動手能力，這就會造成數學實驗效果大打折扣，不利于數學實驗在教學中的順利開展。同時，在教學中教師還可能受到傳統教學觀念的束縛，從而導致其教學方式受到影響，比如在實驗過程中言語教授的部分較多，而實驗的過程較少甚至不能達到效果;還會導致教師在實驗的過程情緒緊張，影響實驗操作的步驟，從而影響數學實驗的最終效果。其次，會影響數學實驗順利開展另一個重要因素就是學生在實驗過程動手能力較差。由于學生在學習過程往往會表現出過多的依賴性，這就導致學生在實踐動手的過程會出現手足無措的現象。特別是遇到困難后，往往都會尋求幫助，這會影響數學實驗的效果，不利于培養學生自主探究學習的能力。再次，數學實驗還會受實驗基礎設施的影響。如果教學中缺乏對計算機信息技術的運用，就會導致數學實驗教學受到阻礙，不利于數學實驗教學的順利開展[2]。

3.數學實驗在高中數學教學的運用措施

3.1建立完善的數學實驗原則

對于數學實驗的運用，不應該只看重教學實驗的形式，而忽略數學實驗的目的。因此，教師必須在開展數學實驗之前明確數學實驗的目的，同時也要幫助學生了解數學實驗操作的目的，只有這樣才能更好的引導學生動手時間，從而達到實驗的目的與想要達到的效果。其次，教師還應該通過數學實驗的方式強化數學知識的一些特征。這就要求教師在基于數學實驗目的與效果的前提下，對數學實驗進行特別設計，從而將研究對象的變化過程以及性質特別更清晰地展現在學生面前，這不僅能夠降低數學實驗的難度，還能激發學生的探究興趣，有利于促動學生自主探究學習的能力。比如，在人教版必修第二冊《頻率與概率》的教學過程中，引入拋硬幣的數學實驗，全班同學兩人一組進行拋相同質地的1元硬幣，每組拋擲20次，記錄正面朝上的次數，教師匯總所有學生結果，并在Excel表格中進行展示，隨著實驗次數的增加，可以很直觀地觀察到正面朝上的頻率會穩定在概率 附近。通過這種教學方式不僅可以降低數學知識的難度，還會將頻率與概率的區別與聯系更加清晰地展現出來，方便學生通過觀察就能明白頻率與概率的特點。再次，對于數學實驗來說，相關教學的設計必須基于以學生為教學主體進行。當今時代的發展，教學模式中主體教育越來越重要。因此，數學實驗的設計原則還應該以培養學生的主動性為目的，不僅要注重學生的個性發展，還應該加強學生的發散性思維的鍛煉，只有這樣才能提升學生自主學習的能力，有助于學生更好的學習與成長。最后，教師對于數學實驗的運用要適度，要認清數學實驗智能適用于一些特定的教學課程，不能盲目開展數學實驗教學，這不僅會浪費很多時間與精力，還會影響教學的進程[3]。

3.2加強數學實驗的情境創設

在教學中，情境的創設尤為重要。而創設教學情境就是指教師通過特別的教學設計，并借助一些手段和工具來創設符合課程知識的教學場景，同時，教學情境的創設還應該注重培養學生的發散性思維，建立具有感染力的教學環境，為學生提供有利于學習的氣氛。教師通過對課程內容進行情境創設來激發學生對知識的興趣以及探索欲，從而方便接下來的教學工作順利進行。而數學實驗是創設教學情境比較有效的手段之一，通過用數學實驗的方式對進行教學情境的創設有利于激發學生的學習興趣。比如，高中人教版數學教學中，對于橢圓的學習可以通過數學實驗的方式創設相關情境。比如，教學中可以讓學生取一條定長的細繩，把它的兩端都固定在圖板的同一點，套上鉛筆，拉緊繩子，移動筆尖，這時筆尖（動點）畫出的軌跡是一個圓。如果把細繩的兩端拉開一段距離，分別固定在圖板的兩點F1，F2，套上鉛筆，拉緊繩子，移動筆尖，畫出的軌跡是橢圓。如果把細繩拉直，固定兩端，畫出的軌跡是線段。通過這種方式可以強化學生對橢圓的幾何特征的認識，進而可以引導學生抽象出橢圓的定義。這樣不僅能夠降低相關知識的理解難度，還能提升學生的學習興趣，有利于相關課程教學的展開。

3.3提升教師的實驗能力

由于在高中數學教學中，教師是教學的主要人物。如果教師在進行數學實驗的過程中，缺乏專業的實驗知識與良好的動手能力，這就會造成數學實驗效果大打折扣，不利于數學實驗在教學中的順利開展。因此，為了保障數學實驗的教學手段能夠順利實施，必須加強對教師數學實驗方面的技能與知識的培訓才能保障高中數學實驗的順利進行。首先，學校應該重視對教師的專業技能的培訓，可以通過定期舉行技能培訓活動的方式進行。同時，學校還應該對教師進行一定的了解與考察，并對教師的一些不足地方進行有針對性地培訓，通過這種方式能夠有效提升教師的專業能力與整體素質。其次，學校還應該建立完善的激勵機制，對教師在日常教學的表現進行績效考核評定，通過這種方式可以有效調動教師的積極性，有利于教學能夠主動提升實驗所需要的技能與專業知識，從而保障數學實驗教學的順利開展。

4.結語

通過以上論述可以得知，數學實驗可以為高中數學教學提供活力，不僅能夠激發學生的學習興趣與對知識的探索欲望，還能培養學生的主動學習的能力，有助于學生對高中數學知識的學習。因此，數學實驗教學的重要性不言而喻。對于數學實驗教學的有效運用可以通過建立完善的數學實驗原則、加強數學實驗的情境創設、提升教師的實驗能力等幾個方面進行，只有這樣才能保障數學實驗教學的順利開展，有助于高中學生更好地學習。

參考文獻：

[1]陶政國，李海龍.數學實驗在高中數學探究教學中的應用[J].讀寫算，2021（29）：66-67.

[2]周秀麗.數學實驗在高中數學教學中的應用[J].新課程，2021（36）：129.

[3]朱秀娟.數學實驗在高中數學探究教學中的應用研究[J].考試與評價，2020（11）：140.