高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與學(xué)生探究能力的培養(yǎng)

劉烈文

伴隨新課程改革的逐漸深入，教育部門越來越重視培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。尤其是高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在以往教學(xué)過程中，雖然已經(jīng)取得一些教學(xué)成效，但是仍舊存在一些問題，不利于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。因此，教師應(yīng)轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，改進(jìn)和完善教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)生的主體地位，重視數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生的探究能力為主。主要闡述了高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)存在的問題，以及高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生探究能力的提升。

高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力高中階段是學(xué)生學(xué)習(xí)的沖刺時(shí)期，在此階段的學(xué)習(xí)對學(xué)生發(fā)揮重要作用，在高中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是數(shù)學(xué)課程的重要組成部分之一。所以，教師應(yīng)重視數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生的探究能力為主，使學(xué)生形成獨(dú)立分析和解決問題的能力。

一、高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用

（一）通過數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以擴(kuò)展學(xué)生思維、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

目前，在高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師通過為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，擴(kuò)展學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。運(yùn)用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)為學(xué)生設(shè)置問題，通常情況下，會為學(xué)生帶到一個(gè)問題的世界，激發(fā)學(xué)生探索知識的欲望。然而，通過實(shí)驗(yàn)對問題探索的情境創(chuàng)設(shè)必須具有真實(shí)性、趣味性和導(dǎo)向性，教師應(yīng)當(dāng)遵循一定的教學(xué)原則，即激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣——啟疑——導(dǎo)思——誘發(fā)——提問——創(chuàng)新的發(fā)展過程，通過數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，擴(kuò)展學(xué)生邏輯思維，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

（二）通過數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察力，強(qiáng)化學(xué)生的理解能力

現(xiàn)階段，通過數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，使學(xué)生將抽象的數(shù)學(xué)概念轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^化、具體化，提升學(xué)生的理解能力。因此，在數(shù)學(xué)概念教學(xué)過程中，教師可以通過數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問題的能力。

比如，在學(xué)到《點(diǎn)、線、面之間的位置關(guān)系》這一章節(jié)時(shí)，教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，發(fā)揮學(xué)生的主體地位，學(xué)生可以自己設(shè)計(jì)實(shí)物模型，教師通過多媒體教學(xué)課件向?qū)W生演示“點(diǎn)、線、面”之間關(guān)系的具體操作，以此為基礎(chǔ)，學(xué)生對三者之間的關(guān)系進(jìn)行概括，以此提升學(xué)生的理解能力。

二、高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

（一）數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少

目前，在高中數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程相對較少，教師為完成教學(xué)計(jì)劃以及高考的壓力，造成教師的時(shí)間緊迫，因此，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少，部分教師認(rèn)為沒有時(shí)間進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是數(shù)學(xué)體系、數(shù)學(xué)內(nèi)容和數(shù)學(xué)方法改革的一次重要嘗試，有利于發(fā)揮學(xué)生的主體地位，促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)綜合素養(yǎng)的形成。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅在于探求知識本身的奧秘，還應(yīng)將理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)踐應(yīng)用。相比于傳統(tǒng)教學(xué)模式，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式具有很大的優(yōu)勢，符合素質(zhì)教育的基本要求，具有合理、長久性。

（二）教師和學(xué)生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)較差

現(xiàn)階段，在高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，教師的專業(yè)素養(yǎng)相對較低，部分教師不夠熟悉和了解計(jì)算機(jī)軟件，這樣不利于數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的順利開展。開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)需要教師具有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)專業(yè)知識和科研能力，這就對教師提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。此外，學(xué)生的信息技術(shù)水平比較低，學(xué)校開展信息課程只是形式上的存在，沒有發(fā)揮實(shí)質(zhì)作用，導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)踐操作水平能力較差。然而，在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，需要學(xué)生熟練的操作實(shí)驗(yàn)軟件平臺，并且具有較強(qiáng)的編程基礎(chǔ)，這嚴(yán)重阻礙數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的順利開展。因此，針對上述問題，學(xué)校應(yīng)重視對教師和學(xué)生進(jìn)行信息化軟件教學(xué)，為教師和學(xué)生提供良好的教學(xué)環(huán)境。

三、高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與學(xué)生探究能力的培養(yǎng)

（一）利用數(shù)學(xué)概念實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

在傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中，部分教師沒有深入研究和探索數(shù)學(xué)概念是如何形成和發(fā)展的，所以，教師應(yīng)轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，通過數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，積極引導(dǎo)學(xué)生研究和探索數(shù)學(xué)概念，使數(shù)學(xué)概念轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨淼闹R體系，形成全新的知識概念，以此加深學(xué)生對數(shù)學(xué)概念的理解和領(lǐng)悟，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)生的主體地位，擴(kuò)展學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，進(jìn)而更好的培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

比如，在學(xué)習(xí)圓的定義及方程時(shí)，教師應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的探究能力為準(zhǔn)則設(shè)計(jì)教學(xué)過程，通過幾何畫板制作的動態(tài)演示圓的定義及方程的課件，幾何畫板是人民教育出版社指定的教學(xué)軟件，是高中教師必須具備的教學(xué)工具，幾何畫板不需要進(jìn)行軟件編程，學(xué)生就可以畫出自己想要的圖形，還可以將演示圖形動態(tài)轉(zhuǎn)換為動畫，下圖是教師用幾何畫板制作的動態(tài)演示圓的定義及方程的課件：

在該課件中，教師可以通過點(diǎn)擊“畫圓”按鈕，來動態(tài)演示圓的定義，從而使學(xué)生加深對圓的定義的理解，為了講課的需要，在該課件中教師還添加了“顯示/隱藏圖”“建立/隱藏坐標(biāo)系”操作按鈕。在畫圓的過程中，學(xué)生可以觀察到點(diǎn)M的坐標(biāo)在變化，雖然點(diǎn)M的坐標(biāo)一直在變化，但是只要圓的半徑不變，圓的方程會一直保持不變，上下拖動點(diǎn)R，可以改變圓的半徑。通過教師對圓的定義及方程的演示，可以深化學(xué)生對知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

（二）利用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)解決抽象問題，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

目前，在高中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，大部分?jǐn)?shù)學(xué)理論知識比較抽象，但是，通常情況下，教師應(yīng)將抽象難懂的理論知識轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w化、形象化，使學(xué)生能夠更好的理解理論知識的本質(zhì)，熟悉和了解理論知識形成和發(fā)展的過程。所以，教師應(yīng)充分利用一切可以想象的空間條件，深層次的挖掘數(shù)學(xué)理論知識中包含的想象因素，擴(kuò)展學(xué)生的邏輯思維，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立探究和解決問題的能力。

比如，在學(xué)到《離心率》這一課時(shí)，學(xué)生初次接觸離心率，會感覺比較抽象難懂，教師應(yīng)精心設(shè)計(jì)一套數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課件，將課件放在教師服務(wù)器之中，讓學(xué)生自己訪問服務(wù)器，強(qiáng)化學(xué)生獨(dú)立探究問題的能力。此外，為強(qiáng)化學(xué)生立體思維能力，教師可以通過電腦設(shè)計(jì)立體模型，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)踐能力，也會發(fā)揮學(xué)生的主體地位，強(qiáng)化學(xué)生的邏輯思維，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

四、結(jié)論

綜上所述，通過分析高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用，高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，以及高中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，我們可以看出，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)對培養(yǎng)學(xué)生探究能力的重要性，然而由于受到其他因素影響，學(xué)校和教師沒有認(rèn)識到數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)的重要作用。因此，學(xué)校應(yīng)為教師和學(xué)生提供良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，教師應(yīng)轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，完善教學(xué)方法，通過組織數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)生的主體地位，擴(kuò)展學(xué)生的邏輯思維，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，使學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立分析和解決問題的能力，為學(xué)生數(shù)學(xué)綜合素養(yǎng)和高考沖刺奠定穩(wěn)固的基礎(chǔ)。

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