實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)探究能力的引擎

江蘇省揚(yáng)州市江都區(qū)大橋高級(jí)中學(xué) 劉 娟

實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)探究能力的引擎

江蘇省揚(yáng)州市江都區(qū)大橋高級(jí)中學(xué) 劉 娟

數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)不是單純地依賴與模仿，實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)動(dòng)手操作與提高自主探究能力的重要方式。不僅如此，實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生在自主探索與合作交流中真正理解數(shù)學(xué)知識(shí)與技能。本文圍繞四個(gè)方面闡述如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，旨在提高教學(xué)效果。

高中數(shù)學(xué)；實(shí)驗(yàn)；探究；能力

《高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出：“有效的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)不是模仿與記憶，而是在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提高自己的自主探究能力?！痹诟咧袛?shù)學(xué)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)可以切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的探究學(xué)習(xí)能力，同時(shí)，在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，這樣才能幫助學(xué)生提高探究能力，進(jìn)而掌握基本技能。因此，應(yīng)不斷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獲得數(shù)學(xué)思想方法。

一、營(yíng)造實(shí)驗(yàn)氛圍，引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)

美國(guó)認(rèn)知心理學(xué)家布魯納說(shuō)：“人是一種趨向性極強(qiáng)的個(gè)體，良好的氛圍能誘發(fā)個(gè)體趨向心理變化的，并且能夠隨氛圍的濃厚而進(jìn)行積極的探索。”所以，高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師要營(yíng)造實(shí)驗(yàn)的氛圍來(lái)引導(dǎo)學(xué)生參與其中。教師在開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，讓學(xué)生在面對(duì)數(shù)學(xué)問(wèn)題的情境中逐步形成主動(dòng)探究知識(shí)的欲望，從而把實(shí)驗(yàn)活動(dòng)進(jìn)行到底。例如：在教學(xué)《圓錐曲線與方程》這一內(nèi)容時(shí)，就開(kāi)展了這樣的實(shí)驗(yàn)：首先，讓每個(gè)學(xué)生準(zhǔn)備一個(gè)畫橢圓的教具。有的學(xué)生是用廢棄的硬紙條與繩子做成的；有的學(xué)生是用筷子與繩子做成的等等。學(xué)生選用了不同的材料，并且制作的方法多樣。接著，要求每個(gè)學(xué)生開(kāi)始畫橢圓。學(xué)生們開(kāi)始自己動(dòng)手畫圖，探究橢圓的畫法，同時(shí)要求學(xué)生從畫的過(guò)程得出怎樣才能畫出橢圓的結(jié)論。這樣，學(xué)生經(jīng)歷了獲得橢圓知識(shí)的全過(guò)程，為下面的教學(xué)奠定基礎(chǔ)。在這樣的操作中，學(xué)生感受自己智慧的力量和動(dòng)手操作的快樂(lè)，并且掌握了科學(xué)的認(rèn)知方法。最后，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中養(yǎng)成良好的動(dòng)手習(xí)慣。

二、利用實(shí)驗(yàn)探究，揭示知識(shí)形成過(guò)程

蘇聯(lián)教育家蘇霍姆林斯基說(shuō)：“人的心靈深處都希望自己成為學(xué)習(xí)的發(fā)現(xiàn)者、研究者與探索者?！睂?shí)踐證明，很多數(shù)學(xué)知識(shí)必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，并且通過(guò)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)揭示知識(shí)的形成過(guò)程。所以，應(yīng)該利用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)給學(xué)生提供參與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，還可以促進(jìn)其通過(guò)自主探究來(lái)理解知識(shí)、獲得技能。高中數(shù)學(xué)知識(shí)中概念、定義、定理和公式比較多，要真正理解這些內(nèi)容還需要輔助以直觀的教學(xué)方法。而直觀的教學(xué)方法莫過(guò)于開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，所用新課程標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)教學(xué)要重視開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)來(lái)揭示知識(shí)的形成過(guò)程，在過(guò)程中尋找數(shù)學(xué)知識(shí)的規(guī)律。因此，我們應(yīng)該不斷優(yōu)化數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，利用實(shí)驗(yàn)來(lái)探究知識(shí)的形成過(guò)程。例如：在教學(xué)《球》這一內(nèi)容時(shí)，就可以拿出球的模型讓學(xué)生觀察，通過(guò)自己的觀察與演示來(lái)計(jì)算有關(guān)球的表面積與體積，同時(shí)，利用地理儀中的經(jīng)度與緯度來(lái)探究二面角與線面角。這樣，通過(guò)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)操作活動(dòng)不僅解決了數(shù)學(xué)的問(wèn)題，還加強(qiáng)了與地理學(xué)科的聯(lián)系。

三、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)論，培養(yǎng)數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)

現(xiàn)代教學(xué)理論告訴我們，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是滲透數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)的有效手段。我們知道，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的最終目的是為了在實(shí)際生活中的運(yùn)用。因此，在教學(xué)過(guò)程中要通過(guò)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證數(shù)學(xué)問(wèn)題探究而得出的結(jié)論。這樣不僅可以讓學(xué)生經(jīng)歷探究數(shù)學(xué)知識(shí)的過(guò)程，還讓學(xué)生感知了數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值。例如：在教學(xué)“數(shù)學(xué)歸納法”時(shí)，就利用多米諾骨牌來(lái)開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)。首先，教師提出問(wèn)題：一副成功的多米諾骨牌在倒下時(shí)要具備什么條件？有學(xué)生認(rèn)為：第一張牌必須推倒；有學(xué)生認(rèn)為：兩張牌之間有一定的間距，不能太大也不可太小；有學(xué)生認(rèn)為場(chǎng)地要平整等等。為了驗(yàn)證他們的結(jié)論，就開(kāi)展了這樣的實(shí)驗(yàn)。總結(jié)出規(guī)律：第一張牌必須被推倒；在骨牌排列時(shí)保證前一張骨牌倒下后，一定推倒后一張骨牌。從這個(gè)實(shí)驗(yàn)中引出了數(shù)學(xué)歸納法，這樣通過(guò)改變知識(shí)的呈現(xiàn)方式，為學(xué)生建立起了一個(gè)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)歸納法的模型，從而有利于學(xué)生理解數(shù)學(xué)歸納法的概念。通過(guò)開(kāi)展這樣的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，不僅可以幫助學(xué)生理解數(shù)學(xué)歸納法的知識(shí)，還培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)。

四、結(jié)合生活實(shí)驗(yàn)，激活創(chuàng)新思維意識(shí)

我們知道，數(shù)學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活緊密相連，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與我們的實(shí)際生活結(jié)合到一起才能真正發(fā)揮作用。因此，我們應(yīng)該結(jié)合生活開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)。心理學(xué)告訴我們，人的思維發(fā)散意識(shí)只有在具體情境中才能得到激活。所以在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)與實(shí)際生活結(jié)合從而把知識(shí)直觀地呈現(xiàn)出來(lái)，進(jìn)而激活學(xué)生的思維能力，抓住數(shù)學(xué)知識(shí)的本質(zhì)。例如：在教學(xué)“二面角定義及其應(yīng)用”時(shí),就用多媒體技術(shù)制作二面角定義及其應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)演示課件。在教學(xué)過(guò)程中講述二面角的概念以后，用幾何畫板演示如何來(lái)度量二面角的大小；在講述二面角的平面角的概念后用幾何畫板來(lái)演示二面角的平面角以及怎樣畫二面角的平面角大小。生活中見(jiàn)過(guò)山路與水平面的角和山路與山腳所成的角中的兩個(gè)，那么怎樣來(lái)求第三個(gè)呢？生活中如何解決折疊問(wèn)題？有什么規(guī)律可循？還有很多這樣的問(wèn)題，要讓學(xué)生自己去探索。利用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以培養(yǎng)學(xué)生猜測(cè)、分析、推導(dǎo)與論證的能力。在這樣的過(guò)程中，不僅喚起了學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，還激活了學(xué)生的創(chuàng)新思維意識(shí)。

總之，在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生探究能力的引擎。所以，我們要重視數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展來(lái)關(guān)注學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中如何獲得知識(shí)。這樣，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)才能真正成為學(xué)生探究數(shù)學(xué)知識(shí)的媒介。有理由相信，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是高中數(shù)學(xué)教學(xué)不可缺少的環(huán)節(jié)，更是學(xué)生獲得知識(shí)的重要渠道。

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