数学实验在高中数学探究教学中的应用研究

周兰燕

摘要：《高中数学课程标准》明确指出：动手实践、自主探究和合作交流是学生数学学习的重要方式.然而，当前高中数学教学中，注重形式化的逻辑推导，忽视数学知识形成过程的探索和实践活动，忽视通过数学实验引导学生猜想、验证并创造的情形并不少见。当然，也有部分教师认识到数学实验的重要意义，并进行了大胆尝试，但由于相关经验的匮乏和理论根基的粗浅，导致教学效果并不理想。基于此，本文章对数学实验在高中数学探究教学中的应用进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：数学实验;高中数学;探究教学;应用

中图分类号：G4 文献标识码：A

引言

为了让学生在高中数学学习的过程中具有丰富的体验，数学教师常常会在课堂上引入数学实验的思路，教学实践表明，数学实验确实可以给高中生的数学学习带来益处。从教学过程的角度看，数学实验教学把学生已有条件处在一种“数学研究”的位置上，通过观察、探究、操作，把感知、理解、体验融合为一体，改变了在学习过程中认识事物的过程和方式，有助于对数学概念、定理等的理解，有助于对一些数学思想和方法的学习和领悟。

一、创新实验活动，提升生成契机

为给学生提供更多直观学习机会，教师不妨为学生设计一些数学实验内容，让学生在参与数学实验操作的过程中建立学科认知。如教学“函数的表示方法”相关内容时，教师为学生设计了一个探索性实验：老师为大家带来了一些实验器具，这是一个水池，一共有两个进水口，一个排水口，进水口的进水速度可以设定，如果设定一个时段，至少有一个进水口和一个排水口同时打开，具体分析一下，不同时间段内，这个池子里会储存多少水？学生拿到这个实验任务后，都能够积极行动起来，先搭建实验器具，然后设计不同的实验方案，展开实验操作，课堂学习进入研究阶段。同时教师参与到学生的操作环节，给学生提出一些具体的意见和建议，确保实验顺利展开。经过一段时间的探索，学生逐渐对实验内容有了更多了解，自然写出了更多的函数式。

二、创设真实情境，增强学生学习能力

在“空间几何”相关知识点的讲解当中，首先，在上课之前，教师在班级里成立合作小组模式，并让每组同学从家里带来剪刀，胶水，三角板，直尺以及若干个卡纸。紧接着，教师在课堂上创设真实的情境，展开数学实验，让每一个小组利用自己手中的卡纸，做出简单的正方体和长方体，学生利用手中的直尺，估算长方体和正方体的边长，可以进一步了解正四边形的相关性质，让学生们初步的了解几何图形。紧接著，教师利用电子白板的形式，在平面上做出两个互相平行地平面，并将两个平面的4个角相互连接，使每相邻的四边形的公共边都相互平行，这些面所围成的多面体便构成了棱柱。以此类推，为了能够帮助学生们更好地对知识点进行探究，教师再让每组的学生利用手中的卡纸做出棱柱、棱台，每组成员可以根据数学教材中的相关公式，更好的展开数学实验的探究。最后，教师再利用电子白板的形式，让学生与自己一起动手做出一个矩形，把矩形的一边长度作为旋转轴，将其他剩余的三边分别旋转360度，这时，就会得到一个圆柱。教师通过制作动态的图形，可以让学生们更好地展开理解，不断地提高学生们的空间想象能力。因此，教师通过创设真实情境，利用数学图形的性质，让学生们进行动手实验，更好地提高学生们的学习能力。

三、优设数学实验，培育创新思维

教师指导开展数学实验，有助于引领学生在“做中学”“学中做”，为创新思维培育奠定基础。在教学中，教师巧用实物模型和教具进行实验教学，鼓励学生通过学做结合亲历实验进程，能使学生在探索学习抽象隐性的数学知识时获得更为直观的效果，有效训练数学思维。例如，在必修2《柱体、锥体、台体的表面积和体积》教学时，教师先设置问题情境：“利用什么形状的纸才可以折成柱体、锥体、台体？”学生们带着问题深入思考，各小组学伴之间进行讨论交流、动手操作，尝试用不同形状的纸折成柱体、锥体、台体;然后再整理形成自己的成果，在班上向同学们汇报分享。并且，还有些学生则把折好的柱体、锥体、台体拆解展开，就非常直观地展现出长方形、正方形、平行四边形、扇形、扇环等各具特色的侧面图形，增添了思维认知。最后，利用多媒体设备，为学生展播了“柱体、锥体、台体侧面展开图”微课视频，进一步验证学生们的创意思维，在人机互动的微课媒体情境中升华了学习情感，再次激起学生探索求知的热情。所以，在这种开放灵动的数学实验活动中，学生积极思考、参与动手制作，融入猜想、思考、推导、验证等创造性思维过程，激扬着创新学习的热情，迸发着数学变通思维和想象力，既获得良好的学习效果，深化对柱体、锥体、台体等几何体的认识，又促进他们数学思维和创造能力的生长和发展。

结束语

由此可见，在高中数学教学中，数学实验有利于学生从“被动”走向“主动”。借助“具身认知”的理论来解释数学实验，可以认为在“具身学习”视角下进行数学实验，既要重视数学实验，同时又不能认为就是简单的动手操作，要追求预期的结果但又要防止淡化实验的过程。只有真正构建出数学实验情境场、探究场及延伸场，才能有效地达成心智、身体与环境的互动，在思维、身体与环境的共同参与下进行具身学习，从而使得核心素养顺利地落地。

参考文献

[1]朱秀娟.数学实验在高中数学探究教学中的应用研究[J].考试与评价，2020（11）：140.

[2]杨全录.数学实验在高中数学教学中的应用[J].试题与研究，2020（30）：53-54.

[3]孙少仙.数学实验在高中数学探究教学中的应用[J].教师博览，2020（30）：55-56.