数学实验在高中数学探究教学中的应用

孙少仙

（灌云县杨集高级中学，江苏连云港 222200）

随着我国课程改革的深入，教学重点从教学效果转移到教学过程，更加重视学生的学习过程，而不是单纯的学习结果。高中数学教学也是如此，越发看重数学知识的学习过程，而不是一味地追求数学成绩。首先需要明确的是，数学实验的教学重点是概念教学，注重这一点可加深学生对数学基础知识的掌握，让学生更好地理解数学的内涵和本质，培养学生向更高难度数学知识挑战的能力。在高中数学课中应用探究教学时，必须明确学生在教学活动中的主体地位，激发学生的主观能动性，进而使得学生的观察能力和理解能力逐步提升，综合数学能力逐步增强。在高中数学探究教学中，数学实验占据不可忽视的重要地位，两者间的关系主要有三点表现：一是两者都具有探究性；二是两者的教学宗旨相同，均是帮助学生理解数学知识；三是两者的本质相同，均是在教学中引导学生探究知识。

一、在高中教学中应用数学实验的重要性

数学实验在高中教学中的应用意义十分深远，主要目的是培养学生的数学思路和学习方法，增强学生的实际动手能力和归纳总结能力。由此可见，数学实验对高中数学教学很重要，其具体表现主要有四点：一是有利于激发学生数学学习兴趣，培养其数学实验能力。数学实验教学是一种极具探究性的教学方式，可以有效激发学生对数学知识的好奇心，使其积极主动地投入数学学习。二是有利于培养学生的动手能力，有助于学生向更高难度的数学知识发起挑战。三是有利于优化教学方式。设置数学实验课，可将枯燥乏味的“灌输式”教学转化为生动直观的“探究式”教学，教师在这一课程教学中仅需要引导和协助学生，充分体现学生在教学活动中的主体地位。四是有利于提升学校的师资力量。设置数学实验课程，不仅可以优化传统的教学模式，还可以帮助教师提升教学综合能力，从而发展学校的师资力量。

二、高中数学中常见的数学实验类型

分析目前高中数学教材可以发现，数学实验主要有四种类型：一是现代数学实验。这类实验主要是借助计算机模拟实验，设计数学模型，引导学生开展实验活动。二是数学思想实验。这类实验常用于特定的数学问题探究，教师会根据数学问题创设实验情境，学生则在情境中对数学规律、现象进行探究分析。三是探究性数学实验。这类实验培养学生的探究能力，引导学生对数学问题进行分析，开展一系列的观察活动和实验活动，学会归纳总结一般性规律并进行验证。四是验证式数学实验。这类实验是借助数学教学工具，对已知的数学规律和定理进行验证。

三、数学实验在高中数学探究教学中难以开展的原因

目前，数学实验在高中数学探究教学中难以开展，其原因有以下五点：一是基础设施不够完善。虽然大部分的高中设置了数学实验课，但是没有引起足够的重视，尤其是在实验基础设施建设方面，没有投入足够的资金，导致数学实验课程难以开展。二是教师观念落后。部分教师对教材的依赖性较高，没有正确认知数学实验在教学中的重要性，教学观念停留在传统的灌输式层面上。三是教师现代化教学工具运用能力较差。大部分高中教师年纪较大，接受现代化教学工具能力较弱，因此操作不娴熟，数学实验难以开展。四是教师欠缺数学实验教学经验。传统数学教学以语言教学为主，数学实验教学基本没有开展过，因此教师在实际教学活动中不知道如何设计数学实验内容，导致教学质量和学生学习效率较低。五是学生动手能力差。从目前高中学生情况分析发现，较多的学生动手能力较差，导致数学实验教学无从下手，即便教师在旁引导，学生仍难以进行实验。

四、数学实验在高中数学探究教学中的应用策略

（一）完善数学实验教学基础设施建设

在高中探究教学中有效开展数学实验活动的第一步是完善基础设施，因此学校必须重视数学实验基础设施建设，投入充足的资金。例如，学校可以设立专项资金作为数学实验基础设备的建设基金，根据课程实际配置对应的数学实验设备，如几何画板等，学校条件良好的还可设置专门的数学实验教室。

（二）对教师开展数学实验教学培训

在高中数学探究教学中有效开展数学实验教学，不仅需要完善基础设施，还需要对教师开展实验教学的相关培训，强化教师的数学实验技能，使之更有效地开展教学活动。学校可从两方面对教师开展数学实验教学培训：①开设教师数学实验教学培训班，定期组织数学教师进行培训，同时校方对教师必须严格要求，定期入班检查教师数学实验教学开展情况，观察教师教学方面的薄弱点，进一步展开针对性培训；②学校可以建立数学实验教学评价机制和鼓励机制，将数学实验教学划入教师日常教学中，并将其纳入教学绩效考核范围内，提升教师的积极性及其数学实验教学水平。

（三）激发学生创新思维能力

培养创新思维能力对学生开展数学实验十分重要，是帮助学生完成数学实验不可或缺的因素，因此教师必须给予重视，采取有效措施进行创新思维的激发和培养。例如，教师在开展数学实验教学时，可以不断地抛出新问题让学生思考，提升学生的创新思维能力。此外，教师在教学过程中，可以加强对学生的观察，积极挖掘学生的优点，并给予适当的引导，使得学生的优点在数学实验探究过程中充分体现出来，提升学生学习的效率。

（四）对学生动手能力进行培养

动手能力在实验教学中十分重要，因此在高中数学探究教学中应用数学实验时，教师必须重视对学生动手能力的培养，使得教学更有效地开展。在日常的教学过程中，教师可以多设计一些实践性的学习任务，引导学生动手完成任务，从而提升学生的动手能力。

五、高中数学实验教学实例

例如，在“三角函数的图像与性质”这一课中，教师就可以采用数学实验的方式，借助多媒体设备、几何画板等工具进行教学。教师可以先介绍三角函数的图像和性质，然后引导学生用几何画板绘制三角函数，同时要求学生在绘制的过程中认真观察，对三角函数图像的变化规律进行探究。实验过程：①学生用几何画板绘制y=sinx、y=cosx和y=tanx的函数图像，通过反复的操作掌握函数图像的变化规律；②为了让学生进一步深化对三角函数图像与性质的理解，教师可以引导学生对三角函数不同定义域、值域的图像进行探究。实验结果：通过动手操作实验，学生直观地看到三角函数图像的变化规律，更好地明白其性质，并深化对这一知识点的理解。

总而言之，为了提升高中生的数学综合能力，教师必须重视学生的学习过程，重点培养和提升学生的探究能力。教师运用数学实验展开探究教学，可以提升学生的动手能力，激发其逻辑思维和创新思维，培养学生自主探究问题的能力，从而提升高中数学教学质量，增强学生的学习效果。