數(shù)學(xué)實驗在高中數(shù)學(xué)探究教學(xué)中的應(yīng)用

孫少仙

[摘要]探究教學(xué)是高中數(shù)學(xué)常用的教學(xué)方法，常用于數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中，可以培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力，幫助學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識。但從目前實際教學(xué)情況可以發(fā)現(xiàn)，由于課程設(shè)置、數(shù)學(xué)教師的專業(yè)素質(zhì)等因素的影響，數(shù)學(xué)實驗這一課程教學(xué)活動開展并不是很順利。盡管當(dāng)前較多的高中設(shè)置了數(shù)學(xué)實驗課，但是并沒有引起重視，從而沒能很好地培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力。因此，學(xué)校和教師都應(yīng)重視這一問題。必須明確數(shù)學(xué)教學(xué)和數(shù)學(xué)實驗間的相互作用，對數(shù)學(xué)實驗的常見類型及教學(xué)難點進行分析，研究數(shù)學(xué)實驗在高中數(shù)學(xué)探究教學(xué)中的應(yīng)用策略。

[關(guān)鍵詞]高中數(shù)學(xué)；探究教學(xué)；數(shù)學(xué)實驗；應(yīng)用探析

隨著我國課程改革的深入，教學(xué)重點從教學(xué)效果轉(zhuǎn)移到教學(xué)過程，更加重視學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，而不是單純的學(xué)習(xí)結(jié)果。高中數(shù)學(xué)教學(xué)也是如此，越發(fā)看重數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)過程，而不是一味地追求數(shù)學(xué)成績。首先需要明確的是，數(shù)學(xué)實驗的教學(xué)重點是概念教學(xué)，注重這一點可加深學(xué)生對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的掌握，讓學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)的內(nèi)涵和本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生向更高難度數(shù)學(xué)知識挑戰(zhàn)的能力。在高中數(shù)學(xué)課中應(yīng)用探究教學(xué)時，必須明確學(xué)生在教學(xué)活動中的主體地位，激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，進而使得學(xué)生的觀察能力和理解能力逐步提升，綜合數(shù)學(xué)能力逐步增強。在高中數(shù)學(xué)探究教學(xué)中，數(shù)學(xué)實驗占據(jù)不可忽視的重要地位，兩者間的關(guān)系主要有三點表現(xiàn)：一是兩者都具有探究性；二是兩者的教學(xué)宗旨相同，均是幫助學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識；三是兩者的本質(zhì)相同，均是在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生探究知識。

一、在高中教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)實驗的重要性

數(shù)學(xué)實驗在高中教學(xué)中的應(yīng)用意義十分深遠，主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思路和學(xué)習(xí)方法，增強學(xué)生的實際動手能力和歸納總結(jié)能力。由此可見，數(shù)學(xué)實驗對高中數(shù)學(xué)教學(xué)很重要，其具體表現(xiàn)主要有四點：一是有利于激發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其數(shù)學(xué)實驗?zāi)芰?。?shù)學(xué)實驗教學(xué)是一種極具探究性的教學(xué)方式，可以有效激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的好奇心，使其積極主動地投入數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。二是有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，有助于學(xué)生向更高難度的數(shù)學(xué)知識發(fā)起挑戰(zhàn)。三是有利于優(yōu)化教學(xué)方式。設(shè)置數(shù)學(xué)實驗課，可將枯燥乏味的“灌輸式”教學(xué)轉(zhuǎn)化為生動直觀的“探究式”教學(xué)，教師在這一課程教學(xué)中僅需要引導(dǎo)和協(xié)助學(xué)生，充分體現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)活動中的主體地位。四是有利于提升學(xué)校的師資力量。設(shè)置數(shù)學(xué)實驗課程，不僅可以優(yōu)化傳統(tǒng)的教學(xué)模式，還可以幫助教師提升教學(xué)綜合能力，從而發(fā)展學(xué)校的師資力量。

二、高中數(shù)學(xué)中常見的數(shù)學(xué)實驗類型

分析目前高中數(shù)學(xué)教材可以發(fā)現(xiàn)，數(shù)學(xué)實驗主要有四種類型：一是現(xiàn)代數(shù)學(xué)實驗。這類實驗主要是借助計算機模擬實驗，設(shè)計數(shù)學(xué)模型，引導(dǎo)學(xué)生開展實驗活動。二是數(shù)學(xué)思想實驗。這類實驗常用于特定的數(shù)學(xué)問題探究，教師會根據(jù)數(shù)學(xué)問題創(chuàng)設(shè)實驗情境，學(xué)生則在情境中對數(shù)學(xué)規(guī)律、現(xiàn)象進行探究分析。三是探究性數(shù)學(xué)實驗。這類實驗培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，引導(dǎo)學(xué)生對數(shù)學(xué)問題進行分析，開展一系列的觀察活動和實驗活動，學(xué)會歸納總結(jié)一般性規(guī)律并進行驗證。四是驗證式數(shù)學(xué)實驗。這類實驗是借助數(shù)學(xué)教學(xué)工具，對已知的數(shù)學(xué)規(guī)律和定理進行驗證。

三、數(shù)學(xué)實驗在高中數(shù)學(xué)探究教學(xué)中難以開展的原因

目前，數(shù)學(xué)實驗在高中數(shù)學(xué)探究教學(xué)中難以開展，其原因有以下五點：一是基礎(chǔ)設(shè)施不夠完善。雖然大部分的高中設(shè)置了數(shù)學(xué)實驗課，但是沒有引起足夠的重視，尤其是在實驗基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，沒有投入足夠的資金，導(dǎo)致數(shù)學(xué)實驗課程難以開展。二是教師觀念落后。部分教師對教材的依賴性較高，沒有正確認知數(shù)學(xué)實驗在教學(xué)中的重要性，教學(xué)觀念停留在傳統(tǒng)的灌輸式層面上。三是教師現(xiàn)代化教學(xué)工具運用能力較差。大部分高中教師年紀較大，接受現(xiàn)代化教學(xué)工具能力較弱，因此操作不嫻熟，數(shù)學(xué)實驗難以開展。四是教師欠缺數(shù)學(xué)實驗教學(xué)經(jīng)驗。傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)以語言教學(xué)為主，數(shù)學(xué)實驗教學(xué)基本沒有開展過，因此教師在實際教學(xué)活動中不知道如何設(shè)計數(shù)學(xué)實驗內(nèi)容，導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)效率較低。五是學(xué)生動手能力差。從目前高中學(xué)生情況分析發(fā)現(xiàn)，較多的學(xué)生動手能力較差，導(dǎo)致數(shù)學(xué)實驗教學(xué)無從下手，即便教師在旁引導(dǎo)，學(xué)生仍難以進行實驗。

四、數(shù)學(xué)實驗在高中數(shù)學(xué)探究教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）完善數(shù)學(xué)實驗教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

在高中探究教學(xué)中有效開展數(shù)學(xué)實驗活動的第一步是完善基礎(chǔ)設(shè)施，因此學(xué)校必須重視數(shù)學(xué)實驗基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，投入充足的資金。例如，學(xué)?？梢栽O(shè)立專項資金作為數(shù)學(xué)實驗基礎(chǔ)設(shè)備的建設(shè)基金，根據(jù)課程實際配置對應(yīng)的數(shù)學(xué)實驗設(shè)備，如幾何畫板等，學(xué)校條件良好的還可設(shè)置專門的數(shù)學(xué)實驗教室。

（二）對教師開展數(shù)學(xué)實驗教學(xué)培訓(xùn)

在高中數(shù)學(xué)探究教學(xué)中有效開展數(shù)學(xué)實驗教學(xué)，不僅需要完善基礎(chǔ)設(shè)施，還需要對教師開展實驗教學(xué)的相關(guān)培訓(xùn)，強化教師的數(shù)學(xué)實驗技能，使之更有效地開展教學(xué)活動。學(xué)校可從兩方面對教師開展數(shù)學(xué)實驗教學(xué)培訓(xùn)：①開設(shè)教師數(shù)學(xué)實驗教學(xué)培訓(xùn)班，定期組織數(shù)學(xué)教師進行培訓(xùn)，同時校方對教師必須嚴格要求，定期入班檢查教師數(shù)學(xué)實驗教學(xué)開展情況，觀察教師教學(xué)方面的薄弱點，進一步展開針對性培訓(xùn)；②學(xué)校可以建立數(shù)學(xué)實驗教學(xué)評價機制和鼓勵機制，將數(shù)學(xué)實驗教學(xué)劃入教師日常教學(xué)中，并將其納入教學(xué)績效考核范圍內(nèi)，提升教師的積極性及其數(shù)學(xué)實驗教學(xué)水平。

（三）激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維能力

培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力對學(xué)生開展數(shù)學(xué)實驗十分重要，是幫助學(xué)生完成數(shù)學(xué)實驗不可或缺的因素，因此教師必須給予重視，采取有效措施進行創(chuàng)新思維的激發(fā)和培養(yǎng)。例如，教師在開展數(shù)學(xué)實驗教學(xué)時，可以不斷地拋出新問題讓學(xué)生思考，提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。此外，教師在教學(xué)過程中，可以加強對學(xué)生的觀察，積極挖掘?qū)W生的優(yōu)點，并給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，使得學(xué)生的優(yōu)點在數(shù)學(xué)實驗探究過程中充分體現(xiàn)出來，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。

（四）對學(xué)生動手能力進行培養(yǎng)

動手能力在實驗教學(xué)中十分重要，因此在高中數(shù)學(xué)探究教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)實驗時，教師必須重視對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，使得教學(xué)更有效地開展。在日常的教學(xué)過程中，教師可以多設(shè)計一些實踐性的學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生動手完成任務(wù)，從而提升學(xué)生的動手能力。

五、高中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)實例

例如，在“三角函數(shù)的圖像與性質(zhì)”這一課中，教師就可以采用數(shù)學(xué)實驗的方式，借助多媒體設(shè)備、幾何畫板等工具進行教學(xué)。教師可以先介紹三角函數(shù)的圖像和性質(zhì)，然后引導(dǎo)學(xué)生用幾何畫板繪制三角函數(shù)，同時要求學(xué)生在繪制的過程中認真觀察，對三角函數(shù)圖像的變化規(guī)律進行探究。實驗過程：①學(xué)生用幾何畫板繪制y=sinx、y=cosx和y=tanx的函數(shù)圖像，通過反復(fù)的操作掌握函數(shù)圖像的變化規(guī)律；②為了讓學(xué)生進一步深化對三角函數(shù)圖像與性質(zhì)的理解，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對三角函數(shù)不同定義域、值域的圖像進行探究。實驗結(jié)果：通過動手操作實驗，學(xué)生直觀地看到三角函數(shù)圖像的變化規(guī)律，更好地明白其性質(zhì)，并深化對這一知識點的理解。

總而言之，為了提升高中生的數(shù)學(xué)綜合能力，教師必須重視學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，重點培養(yǎng)和提升學(xué)生的探究能力。教師運用數(shù)學(xué)實驗展開探究教學(xué)，可以提升學(xué)生的動手能力，激發(fā)其邏輯思維和創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生自主探究問題的能力，從而提升高中數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

參考文獻

[1]杜東儀.數(shù)學(xué)實驗在高中數(shù)學(xué)探究教學(xué)中的應(yīng)用[J].學(xué)周刊，2019（3）.

[2]高根.數(shù)學(xué)實驗在高中數(shù)學(xué)探究教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].內(nèi)蒙古教育，2017（16）.