高中數(shù)學實驗教學的實踐研究

甘肅省臨夏中學高中部 王建軍

“問題中心，實驗探究”是一個重要的數(shù)學思想。隨著新課標教學改革的不斷發(fā)展，數(shù)學課程在不斷推行新式教學。探究性教學設(shè)計與研究不僅契合了教學改革的需要，在學生的學習能力與實踐發(fā)展中也產(chǎn)生了極為重要的影響。實驗探究，主要是首先由教師創(chuàng)設(shè)情境；其次，在課堂之上提出問題，激發(fā)學生運用現(xiàn)有的數(shù)學知識以及經(jīng)驗去對該問題進行思考、討論；最后對問題進行總結(jié)，得出結(jié)論。除此之外，實驗探究的教學方法當中，學生是主體，在課堂之上，教師必須引導學生去參與課堂教學。

一、意義

1.幫助學生更好地理解數(shù)學。實驗課程的設(shè)置，可以幫助學生在腦海中建立一個數(shù)學模型，通過數(shù)學模型，讓學生加深對于實驗課程的理解和體驗，讓學生更好地理解數(shù)學知識，將數(shù)學知識與實驗有效地結(jié)合起來。

2.促進學生的思考能力以及邏輯思維能力。實驗的流程一般分為實驗的主題、目的、計劃、步驟、操作和總結(jié)等幾個方面，每一個方面對于能力的要求也不一樣。例如：操作就考查學生的細節(jié)動手能力；總結(jié)就考查學生的概括能力，計劃就考查學生的邏輯思考能力，這不僅對教師的組織與管理能力提出了較高要求，同時也鍛煉了學生的想象、推理、動手操作和團隊協(xié)作能力。

3.讓學生成為課堂的主導者。被動地接受知識，所取得的效果微乎其微。在日常的學習當中，學生跟隨教師的腳步去獲取知識，這樣的知識并不牢固，一段時間以后，就會遺忘其所學習的知識。因此，讓學生成為課堂的主導者，不僅有益于學生對于知識的鞏固，還可以讓課堂氛圍更輕松。在這樣的環(huán)境之下，學生的知識接受能力會有質(zhì)的提高。

二、實驗教學的原則

探究性實驗教學與傳統(tǒng)的教學方法相差甚遠。探究性實驗教學需要結(jié)合實驗的嚴謹性以及客觀性，要讓學生成為教學的主體。因此，在設(shè)計課程的時候，需要遵循實驗教學的原則。

1.“以學生為主”的教學原則。在“問題中心，實驗探究”的教學法中，學生的參與是第一位，學生圍繞問題的實驗探究和思維爭辯的積極性是第二位，學生提出自己的見解和疑問、表達自己的觀點和疑問同樣如此。教師應(yīng)當根據(jù)所學的課程內(nèi)容設(shè)計出相應(yīng)的科學實驗，并就實驗的展開形式、內(nèi)容及實驗?zāi)康倪M行一定的明確。

2.引導認知原則。“問題中心，實驗探究”教學法的機制屬于探究性教學，使用這種方法時，學生掌握的知識并不是教師直接傳授的，而是由教師引導學生參與、引導學生發(fā)現(xiàn)、引導學生總結(jié)出來的，因此，引導認知原則是實驗性探究當中的重點。

3. 真實性原則。實驗教學是以實驗為中心，因此在數(shù)學的教學過程當中，所選擇的實驗應(yīng)當具有一定的真實性，并且通過實驗可以清晰地展示數(shù)學知識。例如：動態(tài)化分析的函數(shù)教學中，教師首先要教導學生形成良好的數(shù)形結(jié)合思想，并在所設(shè)置的實驗操作中配以必要的操作工具。

4.具體性原則。數(shù)學學科不同于其他學科，每一個數(shù)學題目都有其具體性，在一般的教學過程當中，常常能夠看到“無限極、漸進、逼近、無限接近于、無窮大、貼近”等詞語，這些詞語所表達的意思并不是一個具體的數(shù)值，而是一個抽象的概念，學生在接觸這些詞語的時候，就會感覺到枯燥。而數(shù)學實驗的開展則可以很好地將這些較為枯燥、抽象的概念轉(zhuǎn)化為具體、生動的方式，有助于學生的學習與理解。

三、實驗教學的實施方法

1.注重課堂設(shè)計。高中數(shù)學學習內(nèi)容遵循由易到難、由淺至深的結(jié)構(gòu)分布，其邏輯性非常強，各單元的知識之間也環(huán)環(huán)相扣。因此，課堂設(shè)計就顯得十分重要。課堂教學要進行合理的分層、推進，提出并實現(xiàn)不同階段不同層次的學習目標，加強可變訓練，適應(yīng)不同的題型，提倡學以致用。實驗課堂的設(shè)計，以生活密切相關(guān)的實驗為主、理論實踐為輔。

例如：可以選擇正視圖、側(cè)視圖、俯視圖，讓學生觀察生活當中的物品，從各個角度畫圖，進而了解該知識的重點以及難點；可以選擇求解三角形的角度，在課堂之上讓學生自己通過量角器去度量或者估算，再通過教師的引導分析，由學生推論出該知識點的解題技巧。

2. 創(chuàng)設(shè)情境，提出問題。傳統(tǒng)的教學方法當中，教師所傳授的知識都來源于書本，但是書本的知識比較枯燥乏味，因此學生在聽課的時候興致不高。在高中數(shù)學的實驗教學課堂當中，應(yīng)當以提高學生的素質(zhì)、增強學生的探究意識以及創(chuàng)新能力為目標。因此在課堂之上，教師需要利用各種手段，給學生創(chuàng)設(shè)一個具體的、嚴謹?shù)臄?shù)學探究環(huán)境。此外，教師在課堂之上還應(yīng)當努力使知識呈現(xiàn)的背景具有真實性，富有挑戰(zhàn)性以及趣味性。

利用情境提出問題是“問題中心，實驗探究”教學法的關(guān)鍵點，而想要做到這一點，教師就應(yīng)當在平時的生活當中多關(guān)注學生的行為習慣，多搜集學生身邊的素材，關(guān)注現(xiàn)實當中的環(huán)境，以及學生對什么事物比較好奇，再將這些搬運到課堂之上，激發(fā)學生的學習興趣。創(chuàng)設(shè)的情境必須展示數(shù)學知識的背景和發(fā)展的過程，讓學生參與到學習的每一個環(huán)節(jié)，充分感受并獲取知識的思維過程，從而激發(fā)學生參與解決問題的欲望，提高實踐能力。

例如：在學習平面圖形的面積求解以及立體幾何圖形的體積求解時，就可以在課堂之上讓學生自己動手制作模型，教師再通過一定的引導，讓學生利用拆分和補缺的方法，尋找出該模式的最優(yōu)解以及最簡便的方法。此外，通過一些題目案例，讓學生在不斷動手制作模型以及解題當中，總結(jié)出該類型題目的解題技巧。教師還可以反復詢問學生是否還有更優(yōu)秀的方法，讓學生在不斷思考以及不斷的討論當中，可以總結(jié)出更好的解題方法：把該平面圖形以及立體圖形放在向量當中求解。這樣的學習模式簡單來說就是實驗探究—學生思考問題—第一次總結(jié)—教師再提出問題。這樣循環(huán)往復，引導學生不斷地思考完善，進而把該知識完美地吸收。

3.論述自己的想法以及質(zhì)疑他人。數(shù)學是一門十分嚴謹?shù)膶W科，計算復雜，需要的基礎(chǔ)知識比較多。因此，教師在面對某些題目的時候，并不能保證百分百的正確率。但是，在傳統(tǒng)的教學模式當中，學生已經(jīng)形成了“教師是萬能的，教師是不會錯的”這樣一個思想觀念，學生即使面對十分明顯的錯誤的時候，往往會對自己的答案、方法進行反復思考，而不會對教師的方法進行質(zhì)疑，也不會說出自己的看法以及見解。這不利于探究性教學發(fā)展。因此，教師在進行探究性教學的時候，一定要改正學生的這種態(tài)度。例如：可以在課堂之上故意犯一些小錯誤，在進行總結(jié)的時候，反復詢問學生是否正確，是否還有更好的方法，答案是否是正確的。學生在教師的不斷詢問下，不斷地思考自己的方法以及教師的講解是否正確，是否還有更好的方法。思考良久之后，就會發(fā)現(xiàn)教師的錯誤。久而久之，學生在課堂之上勇于發(fā)表自己的意見，指出教師的錯誤，達到探究性教學的目的。

數(shù)學是一個發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的思維過程，教師應(yīng)當圍繞這個來開展探究性教學，使學生能夠熟練地掌握發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的思維方法。