數學實驗在高中數學探究教學中的應用研究

周蘭燕

摘要：《高中數學課程標準》明確指出：動手實踐、自主探究和合作交流是學生數學學習的重要方式.然而，當前高中數學教學中，注重形式化的邏輯推導，忽視數學知識形成過程的探索和實踐活動，忽視通過數學實驗引導學生猜想、驗證并創造的情形并不少見。當然，也有部分教師認識到數學實驗的重要意義，并進行了大膽嘗試，但由于相關經驗的匱乏和理論根基的粗淺，導致教學效果并不理想?；诖耍疚恼聦祵W實驗在高中數學探究教學中的應用進行探討，以供相關從業人員參考。

關鍵詞：數學實驗;高中數學;探究教學;應用

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A

引言

為了讓學生在高中數學學習的過程中具有豐富的體驗，數學教師常常會在課堂上引入數學實驗的思路，教學實踐表明，數學實驗確實可以給高中生的數學學習帶來益處。從教學過程的角度看，數學實驗教學把學生已有條件處在一種“數學研究”的位置上，通過觀察、探究、操作，把感知、理解、體驗融合為一體，改變了在學習過程中認識事物的過程和方式，有助于對數學概念、定理等的理解，有助于對一些數學思想和方法的學習和領悟。

一、創新實驗活動，提升生成契機

為給學生提供更多直觀學習機會，教師不妨為學生設計一些數學實驗內容，讓學生在參與數學實驗操作的過程中建立學科認知。如教學“函數的表示方法”相關內容時，教師為學生設計了一個探索性實驗：老師為大家帶來了一些實驗器具，這是一個水池，一共有兩個進水口，一個排水口，進水口的進水速度可以設定，如果設定一個時段，至少有一個進水口和一個排水口同時打開，具體分析一下，不同時間段內，這個池子里會儲存多少水？學生拿到這個實驗任務后，都能夠積極行動起來，先搭建實驗器具，然后設計不同的實驗方案，展開實驗操作，課堂學習進入研究階段。同時教師參與到學生的操作環節，給學生提出一些具體的意見和建議，確保實驗順利展開。經過一段時間的探索，學生逐漸對實驗內容有了更多了解，自然寫出了更多的函數式。

二、創設真實情境，增強學生學習能力

在“空間幾何”相關知識點的講解當中，首先，在上課之前，教師在班級里成立合作小組模式，并讓每組同學從家里帶來剪刀，膠水，三角板，直尺以及若干個卡紙。緊接著，教師在課堂上創設真實的情境，展開數學實驗，讓每一個小組利用自己手中的卡紙，做出簡單的正方體和長方體，學生利用手中的直尺，估算長方體和正方體的邊長，可以進一步了解正四邊形的相關性質，讓學生們初步的了解幾何圖形。緊接著，教師利用電子白板的形式，在平面上做出兩個互相平行地平面，并將兩個平面的4個角相互連接，使每相鄰的四邊形的公共邊都相互平行，這些面所圍成的多面體便構成了棱柱。以此類推，為了能夠幫助學生們更好地對知識點進行探究，教師再讓每組的學生利用手中的卡紙做出棱柱、棱臺，每組成員可以根據數學教材中的相關公式，更好的展開數學實驗的探究。最后，教師再利用電子白板的形式，讓學生與自己一起動手做出一個矩形，把矩形的一邊長度作為旋轉軸，將其他剩余的三邊分別旋轉360度，這時，就會得到一個圓柱。教師通過制作動態的圖形，可以讓學生們更好地展開理解，不斷地提高學生們的空間想象能力。因此，教師通過創設真實情境，利用數學圖形的性質，讓學生們進行動手實驗，更好地提高學生們的學習能力。

三、優設數學實驗，培育創新思維

教師指導開展數學實驗，有助于引領學生在“做中學”“學中做”，為創新思維培育奠定基礎。在教學中，教師巧用實物模型和教具進行實驗教學，鼓勵學生通過學做結合親歷實驗進程，能使學生在探索學習抽象隱性的數學知識時獲得更為直觀的效果，有效訓練數學思維。例如，在必修2《柱體、錐體、臺體的表面積和體積》教學時，教師先設置問題情境：“利用什么形狀的紙才可以折成柱體、錐體、臺體？”學生們帶著問題深入思考，各小組學伴之間進行討論交流、動手操作，嘗試用不同形狀的紙折成柱體、錐體、臺體;然后再整理形成自己的成果，在班上向同學們匯報分享。并且，還有些學生則把折好的柱體、錐體、臺體拆解展開，就非常直觀地展現出長方形、正方形、平行四邊形、扇形、扇環等各具特色的側面圖形，增添了思維認知。最后，利用多媒體設備，為學生展播了“柱體、錐體、臺體側面展開圖”微課視頻，進一步驗證學生們的創意思維，在人機互動的微課媒體情境中升華了學習情感，再次激起學生探索求知的熱情。所以，在這種開放靈動的數學實驗活動中，學生積極思考、參與動手制作，融入猜想、思考、推導、驗證等創造性思維過程，激揚著創新學習的熱情，迸發著數學變通思維和想象力，既獲得良好的學習效果，深化對柱體、錐體、臺體等幾何體的認識，又促進他們數學思維和創造能力的生長和發展。

結束語

由此可見，在高中數學教學中，數學實驗有利于學生從“被動”走向“主動”。借助“具身認知”的理論來解釋數學實驗，可以認為在“具身學習”視角下進行數學實驗，既要重視數學實驗，同時又不能認為就是簡單的動手操作，要追求預期的結果但又要防止淡化實驗的過程。只有真正構建出數學實驗情境場、探究場及延伸場，才能有效地達成心智、身體與環境的互動，在思維、身體與環境的共同參與下進行具身學習，從而使得核心素養順利地落地。

參考文獻

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