数字实验探究实现高效课堂

姚汉豪

摘要：为了提高学生的数学学习能力，教师采用实验探究的方式是一种有效的学习方法。实验中学生可以通过自己的动手，把数形进行结合，实现学生对于数学知识的理解的。本文主要探究了教师运用数字实验探究来提高学生的动手操作能力、发散思维能力、推理判断能力、创新实践能力和归纳总结能力，实现学生数学素養的提高。

关键词：高中数学 实验探究 数学素养

数学课程标准指出：“学生的数学学习内容应当是现实的，有意义的，富有挑战性的，这些内容要有利于学生主动地进行观察，实验，猜测，验证，推理与交流等数学活动”。数学实验教学时一种让学生经历知识探究过程，发现新知识，新信息，提出新问题的创造性学习。数学实验课不直接把现成的结论交给学生，而是根据学生思想发展脉络，创造问题情境，充分利用现代先进多媒体数形工具，如纸，拼图，作图工具和运用flash、几何画板、TI图形计算器等多媒体软件进行实验，引导学生对某一数学知识进行探究，从而引入，猜想，归纳和验证及理论证明，使学生亲历数学建构过程，逐步掌握认识事物，培养创造能力，提供数学素养。

一、 动手绘制，提高动手操作能力

教师在数学实验教学中要鼓励学生动手，引导学生通过自己的实践来获得知识，提高能力。通过学生的动手操作，学生会明确知识的来龙去脉，在大脑中建构自己的知识体系，形成科学的认识。学生的动手绘制改变了教师传统的授课方式，使学生可以主动地探究知识，而不是被动地接受知识，学生在学习过程中感受到了学习的快乐和乐趣。通过学生亲历学习，在实验中学生的学习主动性会提高，学生的动手操作能力也会进步，促进学生在实验中掌握数学知识。

例如为了让学生能够掌握“直线与圆的位置关系”，教师可以采用实验的方式，引导学生通过几何画板来进行绘画和证明。教师鼓励学生通过自己的自主探究来进行实践，让学生在自己的动手中掌握直线与圆的位置关系。为了探究知识，学生首先会在纸上利用圆规绘制出一个圆，之后借助直尺的帮助来思考直线与圆的位置关系有几种。学生们会按照自己的思想和意愿来进行绘制，但是通过他们的分析和探究，他们会发现，所有的学生所做的直线与圆存在的位置关系都是三种：相交、相切、相离。实验的方式使学生通过动手的方式来进行学习和操作，促进了学生对于数学知识的了解和操作能力的提高。

二、 积极思考，锻炼发散思维能力

数学知识的学习需要学生具有发散性的思维，使学生可以在思考中逐步地开阔视野，了解更多的知识。学生的思维发散了，学生就会想到与之相关的很多知识，进而总结出自己的思维方式，形成科学认识。比如：立体几何中的柱体、锥体、台体等概念的教学中，在实验室指导学生用模型工具来搭建几何体，再结合现代多媒体教学，让学生真实具体的掌握几何体的概念。在帮助学生形成思维的过程中，教师可以借助TI图形计算器的帮助，让学生通过画图的方式来形成数学思维。比如：教学函数 的图像，利用几何画板软件，拖动鼠标就可以自由给 赋值，让学生直观观察 的变化使函数的周期发生变化，从而启发学生自觉地区量化 和周期T二者之间的关系，加深印象。几何画板软件演示不但能现实函数图像变换（平移或伸缩）的动态过程，二期可以控制数值变换及图形变化的速度，以适应不同层次学生的学习需要。

三、 认真分析，形成推理判断能力

推理判断能力是学生学习数学知识所必备的一种能力，教师要引导学生认真分析，仔细观察，在实验中通过实践来获得新的认识，促进学生能力的提高。学生在动手中会进行逻辑分析和推理判断，从而让学生的认识能够变得完善和准确，展现出课堂的生命力和活力。例如在学习《椭圆》时，教师可以让学生提前准备好实验工具：一张纸，一段毛线，两个图钉，一支笔。课堂上教师带领学生一起来进行实验探究。学生首先把毛线用图钉固定在这张纸上，不要把毛线固定的太紧，要使毛线处于松弛状态，之后学生手拿着笔把毛线拉直，使毛线处于拉紧状态。这个时候，教师带领学生沿着毛线所经过的方向把轨迹都画下来。学生会发现在纸上留下的图形是一个椭圆形。这种实验方式使学生对于椭圆的性质和特点有了更加直观的认识，促进了学生去分析和推理椭圆的特点，实现了学生过对于知识的掌握。

四、 大胆实践，鼓励创新实践能力

在数学课堂知识学习的过程中，教师要引导学生大胆地实践，通过学生的实践来进行知识的创新和能力的提高。学生亲历了实践过程就会在大脑中形成清晰的认识，有利于学生在实践中产生一些灵感和好的想法，受到启发，形成科学认识。这些灵感并不是教师传授的，也不是教师能够讲明白的，而是学生的突发奇想，会帮助学生对于数学学习方法的掌握，实现能力的提高。

例如在学习“对数函数”的时候，教师可以让学生利用描点法来绘制出对数函数 和 的图象。学生在绘制过程中会认真做图，根据x点的位置来确定y点的位置，之后把这些点进行连接，得到对数函数的图象。通过对于图象的分析和观察，学生会发现 中的y值是越来越大的；而 中的图象的y值是越来越小。当学生实践结束，学生会进一步总结更多的规律和认识，学生会把有关对数函数的性质和图象进行进一步的总结和归纳，实现学生在大脑中建构知识框架。学生在总结中会认识到对数函数的图象需要分大于1和在0，1之间两种情况来分析，进而去探究他们的定义域、值域和取值范围……学生的动手实验让学生对数学知识形成了完善的认识，有利于数学科学素养的提高。

五、 参与课堂，关注归纳总结能力

在对于数学知识的学习过程中最为重要的就是教师要引导学生参与到课堂教学中，尤其是教师在进行实验时，教师要鼓励学生参与，使学生能够通过自己的动手来形成最为直观的知识经验，实现学生在探究中总结和归纳知识。学生参与到了数学知识的学习过程中，通过自己的动手实验会形成非常直观、准确的认识，促进学生数学学习能力的提高。教师采用实验教学的方式可以最大化地调动学生的学习积极性，使学生参与到课堂学习中，从而促进学生对于数学知识的认识。

总之，在数学学习过程中，教师采用实验的教学方式会激发学生的求知欲，调动学生的好奇心，使学生能够积极地融入到课堂学习中，通过学生喜闻乐见的形式来掌握知识，形成能力。教师要多引导，使学生能够在课堂上动起来，展现出学生的活力和潜能，进而在实践中发展自己各方面的能力，实现学生综合素质的提高和数学科学素养的发展。

参考文献：

1. 袁亘 探究性学习在科学课中的开展[J]；中国教育研究论丛；2009年00期

2. 邵旭光 在探究中学会探究[J]；山东教育；2013年16期