高中数学实验教学的实践与思考

王莉萍

摘 要：随着新课改的不断深入，教师的教学不能以学生记忆概念为主，而是要给学生体验自主探索、合作交流的过程，而实验教学则是承载学生体验数学形成过程最有效的载体。它不仅能够使学生的学习经历“吸收—储存—再现”的过程，还能够调动学生的积极性与主动性，以帮助学生实现自身的可持续发展。

关键词：高中数学;实验教学;创新思维;自主化

数学实验是指按照具体的数学内容，利用实践、设置一系列问题等方式，引导学生在主动参与的基础上形成积极、批判的思维，最后得出理论证明的过程。这一过程不仅能够使学生亲身经历数学构建的过程，还能够塑造学生的科学探究意识，进而培养他们的数学素养。因此，在高中数学教学中，教师应重视实验活动的开展，使学生通过观察、实验来相对独立地从事数学再发现的学习，以实现传统教学思想的突破。因此，笔者以高中数学为切入点，对数学实验教学的意义以及创设实验活动的注意事项进行分析。

一、数学实验教学的意义

（一）通过实验教学，加深学生对概念的理解

教师常常受到传统教育理念的影响，将数学概念以填鸭的方式灌输到学生的头脑中，造成学生对知识本质属性缺乏理解，出现对数学概念的理解“一知半解”的情况，这不仅让学生难以有意识记忆，也谈不上应用。然而，在新课改的背景下，教师应注重知识的生成过程，并以探究问题作为载体，引导学生从原有经验和知识出发，使他们经历实验操作、思考、交流，并通过观察、实验、猜想、推测等过程生成知识，进而帮助学生对数学概念的理解从感性上升到理性。

以“椭圆”章节为例，为了使学生体会到椭圆定义形成的过程，笔者在课前让每组学生准备好两枚钉子、一根绳子、一支笔、一块纸板等实验用具。上课时，笔者把学生分为不同的小组，指导学生首先固定纸板，然后把绳子拴在钉子上，最后把钉子固定在纸板上。基于这一操作活动，学生可用笔尖把绳子拉紧，使笔尖在纸板上运动，进而画出椭圆的形状。同时，在实验操作过程中提出若干个问题，如椭圆上的点满足什么条件，绳子的长度和两个钉子之间的距离存在什么关系，相对应的椭圆形状则有什么变化，小组进行交流、思考和探究，最后总结出椭圆的概念。通过动手操作，学生既增加了对椭圆的感性认识，又加深了对椭圆概念的深度理解。

（二）运用实验教学，培养学生发现规律的能力

数学规律具有一定的抽象性和内隐性，而实验则能够将数学规律具体化和外显化。教师应重视过程教学，在揭示知识生成的规律上，给学生一定的空间，让学生通过动手实验来发现数学知识蕴含的规律，进而使他们理解得更加深刻。

以“空间几何体的表面积”为例，笔者为了使学生归纳总结出多面体表面积的计算方法，课前让学生制作长方体、圆锥等几何体模型。课堂上给学生一定的时间，让他们将制作好的模型拆开，并探究几何体的表面积，这样学生就能直观地求出某一几何体的表面积。再以“直线与平面垂直的判定”为例，笔者课前请学生准备好一张三角形的纸片，在课堂上，给学生一定的时间，让他们思考并翻折三角形，让翻折后的纸片垂直在桌面上，并使翻折后的折痕与桌面也相互垂直，这一自主性的实验活动使得每个学生都积极参与其中。针对实验活动操作结果，笔者提出两个问题，即折痕AD与DE是怎么得到的;都能够使折痕与桌面所在的平面垂直，则折后的结果都存在共同特征吗。最后，引导学生进一步归纳总结出“如何判定直线与平面垂直”的方法。通过动手实验活动，不仅增加了学生的探究意识，还使每个学生逐步体会到新知识的形成过程，从而发现数学知识的本质特征。

（三）利用实验教学，提高学生的创新思维能力

创新思维往往来自学生的思维矛盾点与求知欲。在传统的教学模式下，学生的求知欲与时间存在反比例关系。学生越顺着教师的思维想问题，思维矛盾则会越少。而实验教学恰恰能够增加学生的求知欲望，并提供学生探索发现、猜想验证的机会。因此，教师在教学中，应善于发现学生的思维矛盾点，抓住学生产生思维矛盾的契机，给予他们恰当的引导，从而使实验教学达到预期的效果。

以“用二分法求方程的近似解”为例，笔者首先请两位同学来模拟“幸运52”的场景来猜测商品的具体價格，随后笔者提出问题，即你如何快速、准确地猜测一件商品的价格。有的学生提出“先初步估算一个价格，再以100元的浮动向上或者向下做调整”这一观点;有的学生提出“先预估一个价格，低了则报一个高的价格，高了则报一个低的价格，再报出价格和的一半”的观点。最后笔者提出：“刚刚同学们提供的方法，接近数学中的逐步逼近与二分法这两个重要的思想”。学生在好奇心的驱使下开展实验活动，不仅理解了数学思想，还提高了创新思维能力。

二、实验教学创设中要注意的问题

（一）实验目的要明确

目的作为实验教学展开的前提，既对实验活动具有导向性，还在一定程度上避免了实验活动的随意性。因此，实验教学的目的要明确。这包含两个层面，其一，教师创设实验目的需要明确，其二，让学生明确实验目的。学生只有知道在做什么，为什么这么做之后，才能保证实验的顺利开展，进而使实验活动成为他们探究的动机和行为的依据。

（二）实验过程要自主化

开展实验过程最明显的特征就是发挥学生的主观能动性。如果操作实验过程中，教师一味地只是要求学生做什么、怎么做，虽然是自主操作，但实际上是被动地接受学习内容，这样不仅不利于学生思维的发展，还对他们潜力的开发有着严重的阻碍。因此，动手操作实验还需要发挥每个个体的主体意识，使之经历对事物的认识过程与对问题的探究过程，从而更好地理解基础知识，以达到构建知识体系的目的。

（三）实验结果要内化

学生仅仅开展实验操作活动，那么对知识的理解也只能停留在浅层的表面，而不能在头脑中构建相应的数学理念，这样几乎不能发展任何思维。因此，针对实验操作活动，教师应强调“实验结果的内化”这一过程，让学生在操作过程中对数学知识的感性认识转变为理性认识，并内化于知识体系中。只有重视了内化过程，才能使学生的思维得到更好的发展，才能不断完善他们的知识体系，从而使实验活动发挥出其本身应有的作用。

综上所述，数学实验能够给学生探索发现新知识的机会，让学生在操作、探索、交流、讨论中理解数学概念的形成，并能够在此过程中培养学生的直观思维能力、观察能力与归纳能力。教师在新课改的背景下，运用实验教学的方式开展教学活动，并体现其潜在的价值，是开展数学思维的有效途径。实验教学一方面能够汇集小组的共同力量，使每个学生体验到实验的成功，并获得情感的升华;另一方面，学生的参与能够使他们在具体情境中强化对基础知识的理解和掌握，通过以问题为出发点的教学设置，学生自然而然地与已有知识和经验联系起来，知识体系得到不断的完善。除此之外，实验教学与“从做中学”这一理念相契合，学生在这种富有成效的活动中能掌握更为牢固数学知识，从而实现可持续发展。

参考文献

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