王莉萍

摘 要：隨著新課改的不斷深入，教師的教學(xué)不能以學(xué)生記憶概念為主，而是要給學(xué)生體驗自主探索、合作交流的過程，而實驗教學(xué)則是承載學(xué)生體驗數(shù)學(xué)形成過程最有效的載體。它不僅能夠使學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷“吸收—儲存—再現(xiàn)”的過程，還能夠調(diào)動學(xué)生的積極性與主動性，以幫助學(xué)生實現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高中數(shù)學(xué);實驗教學(xué);創(chuàng)新思維;自主化

數(shù)學(xué)實驗是指按照具體的數(shù)學(xué)內(nèi)容，利用實踐、設(shè)置一系列問題等方式，引導(dǎo)學(xué)生在主動參與的基礎(chǔ)上形成積極、批判的思維，最后得出理論證明的過程。這一過程不僅能夠使學(xué)生親身經(jīng)歷數(shù)學(xué)構(gòu)建的過程，還能夠塑造學(xué)生的科學(xué)探究意識，進(jìn)而培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。因此，在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)重視實驗活動的開展，使學(xué)生通過觀察、實驗來相對獨立地從事數(shù)學(xué)再發(fā)現(xiàn)的學(xué)習(xí)，以實現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)思想的突破。因此，筆者以高中數(shù)學(xué)為切入點，對數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的意義以及創(chuàng)設(shè)實驗活動的注意事項進(jìn)行分析。

一、數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的意義

（一）通過實驗教學(xué)，加深學(xué)生對概念的理解

教師常常受到傳統(tǒng)教育理念的影響，將數(shù)學(xué)概念以填鴨的方式灌輸?shù)綄W(xué)生的頭腦中，造成學(xué)生對知識本質(zhì)屬性缺乏理解，出現(xiàn)對數(shù)學(xué)概念的理解“一知半解”的情況，這不僅讓學(xué)生難以有意識記憶，也談不上應(yīng)用。然而，在新課改的背景下，教師應(yīng)注重知識的生成過程，并以探究問題作為載體，引導(dǎo)學(xué)生從原有經(jīng)驗和知識出發(fā)，使他們經(jīng)歷實驗操作、思考、交流，并通過觀察、實驗、猜想、推測等過程生成知識，進(jìn)而幫助學(xué)生對數(shù)學(xué)概念的理解從感性上升到理性。

以“橢圓”章節(jié)為例，為了使學(xué)生體會到橢圓定義形成的過程，筆者在課前讓每組學(xué)生準(zhǔn)備好兩枚釘子、一根繩子、一支筆、一塊紙板等實驗用具。上課時，筆者把學(xué)生分為不同的小組，指導(dǎo)學(xué)生首先固定紙板，然后把繩子拴在釘子上，最后把釘子固定在紙板上?；谶@一操作活動，學(xué)生可用筆尖把繩子拉緊，使筆尖在紙板上運動，進(jìn)而畫出橢圓的形狀。同時，在實驗操作過程中提出若干個問題，如橢圓上的點滿足什么條件，繩子的長度和兩個釘子之間的距離存在什么關(guān)系，相對應(yīng)的橢圓形狀則有什么變化，小組進(jìn)行交流、思考和探究，最后總結(jié)出橢圓的概念。通過動手操作，學(xué)生既增加了對橢圓的感性認(rèn)識，又加深了對橢圓概念的深度理解。

（二）運用實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律的能力

數(shù)學(xué)規(guī)律具有一定的抽象性和內(nèi)隱性，而實驗則能夠?qū)?shù)學(xué)規(guī)律具體化和外顯化。教師應(yīng)重視過程教學(xué)，在揭示知識生成的規(guī)律上，給學(xué)生一定的空間，讓學(xué)生通過動手實驗來發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識蘊(yùn)含的規(guī)律，進(jìn)而使他們理解得更加深刻。

以“空間幾何體的表面積”為例，筆者為了使學(xué)生歸納總結(jié)出多面體表面積的計算方法，課前讓學(xué)生制作長方體、圓錐等幾何體模型。課堂上給學(xué)生一定的時間，讓他們將制作好的模型拆開，并探究幾何體的表面積，這樣學(xué)生就能直觀地求出某一幾何體的表面積。再以“直線與平面垂直的判定”為例，筆者課前請學(xué)生準(zhǔn)備好一張三角形的紙片，在課堂上，給學(xué)生一定的時間，讓他們思考并翻折三角形，讓翻折后的紙片垂直在桌面上，并使翻折后的折痕與桌面也相互垂直，這一自主性的實驗活動使得每個學(xué)生都積極參與其中。針對實驗活動操作結(jié)果，筆者提出兩個問題，即折痕AD與DE是怎么得到的;都能夠使折痕與桌面所在的平面垂直，則折后的結(jié)果都存在共同特征嗎。最后，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步歸納總結(jié)出“如何判定直線與平面垂直”的方法。通過動手實驗活動，不僅增加了學(xué)生的探究意識，還使每個學(xué)生逐步體會到新知識的形成過程，從而發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識的本質(zhì)特征。

（三）利用實驗教學(xué)，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力

創(chuàng)新思維往往來自學(xué)生的思維矛盾點與求知欲。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生的求知欲與時間存在反比例關(guān)系。學(xué)生越順著教師的思維想問題，思維矛盾則會越少。而實驗教學(xué)恰恰能夠增加學(xué)生的求知欲望，并提供學(xué)生探索發(fā)現(xiàn)、猜想驗證的機(jī)會。因此，教師在教學(xué)中，應(yīng)善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生的思維矛盾點，抓住學(xué)生產(chǎn)生思維矛盾的契機(jī)，給予他們恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，從而使實驗教學(xué)達(dá)到預(yù)期的效果。

以“用二分法求方程的近似解”為例，筆者首先請兩位同學(xué)來模擬“幸運52”的場景來猜測商品的具體價格，隨后筆者提出問題，即你如何快速、準(zhǔn)確地猜測一件商品的價格。有的學(xué)生提出“先初步估算一個價格，再以100元的浮動向上或者向下做調(diào)整”這一觀點;有的學(xué)生提出“先預(yù)估一個價格，低了則報一個高的價格，高了則報一個低的價格，再報出價格和的一半”的觀點。最后筆者提出：“剛剛同學(xué)們提供的方法，接近數(shù)學(xué)中的逐步逼近與二分法這兩個重要的思想”。學(xué)生在好奇心的驅(qū)使下開展實驗活動，不僅理解了數(shù)學(xué)思想，還提高了創(chuàng)新思維能力。

二、實驗教學(xué)創(chuàng)設(shè)中要注意的問題

（一）實驗?zāi)康囊鞔_

目的作為實驗教學(xué)展開的前提，既對實驗活動具有導(dǎo)向性，還在一定程度上避免了實驗活動的隨意性。因此，實驗教學(xué)的目的要明確。這包含兩個層面，其一，教師創(chuàng)設(shè)實驗?zāi)康男枰鞔_，其二，讓學(xué)生明確實驗?zāi)康?。學(xué)生只有知道在做什么，為什么這么做之后，才能保證實驗的順利開展，進(jìn)而使實驗活動成為他們探究的動機(jī)和行為的依據(jù)。

（二）實驗過程要自主化

開展實驗過程最明顯的特征就是發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。如果操作實驗過程中，教師一味地只是要求學(xué)生做什么、怎么做，雖然是自主操作，但實際上是被動地接受學(xué)習(xí)內(nèi)容，這樣不僅不利于學(xué)生思維的發(fā)展，還對他們潛力的開發(fā)有著嚴(yán)重的阻礙。因此，動手操作實驗還需要發(fā)揮每個個體的主體意識，使之經(jīng)歷對事物的認(rèn)識過程與對問題的探究過程，從而更好地理解基礎(chǔ)知識，以達(dá)到構(gòu)建知識體系的目的。

（三）實驗結(jié)果要內(nèi)化

學(xué)生僅僅開展實驗操作活動，那么對知識的理解也只能停留在淺層的表面，而不能在頭腦中構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)學(xué)理念，這樣幾乎不能發(fā)展任何思維。因此，針對實驗操作活動，教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)“實驗結(jié)果的內(nèi)化”這一過程，讓學(xué)生在操作過程中對數(shù)學(xué)知識的感性認(rèn)識轉(zhuǎn)變?yōu)槔硇哉J(rèn)識，并內(nèi)化于知識體系中。只有重視了內(nèi)化過程，才能使學(xué)生的思維得到更好的發(fā)展，才能不斷完善他們的知識體系，從而使實驗活動發(fā)揮出其本身應(yīng)有的作用。

綜上所述，數(shù)學(xué)實驗?zāi)軌蚪o學(xué)生探索發(fā)現(xiàn)新知識的機(jī)會，讓學(xué)生在操作、探索、交流、討論中理解數(shù)學(xué)概念的形成，并能夠在此過程中培養(yǎng)學(xué)生的直觀思維能力、觀察能力與歸納能力。教師在新課改的背景下，運用實驗教學(xué)的方式開展教學(xué)活動，并體現(xiàn)其潛在的價值，是開展數(shù)學(xué)思維的有效途徑。實驗教學(xué)一方面能夠匯集小組的共同力量，使每個學(xué)生體驗到實驗的成功，并獲得情感的升華;另一方面，學(xué)生的參與能夠使他們在具體情境中強(qiáng)化對基礎(chǔ)知識的理解和掌握，通過以問題為出發(fā)點的教學(xué)設(shè)置，學(xué)生自然而然地與已有知識和經(jīng)驗聯(lián)系起來，知識體系得到不斷的完善。除此之外，實驗教學(xué)與“從做中學(xué)”這一理念相契合，學(xué)生在這種富有成效的活動中能掌握更為牢固數(shù)學(xué)知識，從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李岸模.對在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中開展數(shù)學(xué)實驗的實踐與思考[J].高考，2018（28）：137.

[2]劉星.關(guān)于開展高中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的探索與實踐[J].理科考試研究，2015，22（19）：27.

[3]吳莉娜.基于實驗探究的高中數(shù)學(xué)概念教學(xué)探索[J].數(shù)學(xué)之友，2018（3）：8-10.