高中数学实验与学生探究能力的培养

刘烈文

伴随新课程改革的逐渐深入，教育部门越来越重视培养学生的探究能力。尤其是高中数学实验教学，在以往教学过程中，虽然已经取得一些教学成效，但是仍旧存在一些问题，不利于培养学生的探究能力。因此，教师应转变教学理念，改进和完善教学方法，激发学生的学习兴趣，发挥学生的主体地位，重视数学实验教学，以培养学生的探究能力为主。主要阐述了高中数学实验的作用、数学实验存在的问题，以及高中数学实验与学生探究能力的培养，进而促进学生探究能力的提升。

高中数学实验探究能力高中阶段是学生学习的冲刺时期，在此阶段的学习对学生发挥重要作用，在高中数学教学过程中，数学实验是数学课程的重要组成部分之一。所以，教师应重视数学实验教学，以培养学生的探究能力为主，使学生形成独立分析和解决问题的能力。

一、高中数学实验的作用

（一）通过数学实验，可以扩展学生思维、激发学生学习兴趣

目前，在高中数学实验教学过程中，教师通过为学生创设问题情境，能够激发学生的学习兴趣，扩展学生的学习思维，调动学生学习的积极性。运用数学实验为学生设置问题，通常情况下，会为学生带到一个问题的世界，激发学生探索知识的欲望。然而，通过实验对问题探索的情境创设必须具有真实性、趣味性和导向性，教师应当遵循一定的教学原则，即激发学生学习兴趣——启疑——导思——诱发——提问——创新的发展过程，通过数学实验，扩展学生逻辑思维，激发学生学习兴趣，培养学生的探究能力。

（二）通过数学实验，能够培养学生的观察力，强化学生的理解能力

现阶段，通过数学实验教学，能够培养学生的观察能力，使学生将抽象的数学概念转变为直观化、具体化，提升学生的理解能力。因此，在数学概念教学过程中，教师可以通过数学实验培养学生的观察能力，培养学生独立分析和解决问题的能力。

比如，在学到《点、线、面之间的位置关系》这一章节时，教师应积极引导学生做实验，发挥学生的主体地位，学生可以自己设计实物模型，教师通过多媒体教学课件向学生演示“点、线、面”之间关系的具体操作，以此为基础，学生对三者之间的关系进行概括，以此提升学生的理解能力。

二、高中数学实验教学存在的问题

（一）数学实验课时较少

目前，在高中数学教学的过程中，数学实验课程相对较少，教师为完成教学计划以及高考的压力，造成教师的时间紧迫，因此，数学实验课时较少，部分教师认为没有时间进行数学实验。数学实验是数学体系、数学内容和数学方法改革的一次重要尝试，有利于发挥学生的主体地位，促进学生数学综合素养的形成。数学实验不仅在于探求知识本身的奥秘，还应将理论知识转化为实践应用。相比于传统教学模式，数学实验教学模式具有很大的优势，符合素质教育的基本要求，具有合理、长久性。

（二）教师和学生的计算机基础较差

现阶段，在高中数学实验教学的过程中，教师的专业素养相对较低，部分教师不够熟悉和了解计算机软件，这样不利于数学实验的顺利开展。开展数学实验需要教师具有较强的数学专业知识和科研能力，这就对教师提出了更高的要求和标准。此外，学生的信息技术水平比较低，学校开展信息课程只是形式上的存在，没有发挥实质作用，导致学生的实践操作水平能力较差。然而，在数学实验教学的过程中，需要学生熟练的操作实验软件平台，并且具有较强的编程基础，这严重阻碍数学实验的顺利开展。因此，针对上述问题，学校应重视对教师和学生进行信息化软件教学，为教师和学生提供良好的教学环境。

三、高中数学实验与学生探究能力的培养

（一）利用数学概念实验，培养学生的探究能力

在传统数学教学的过程中，部分教师没有深入研究和探索数学概念是如何形成和发展的，所以，教师应转变教学模式，为学生创设教学情境，通过数学实验，积极引导学生研究和探索数学概念，使数学概念转变为自身的知识体系，形成全新的知识概念，以此加深学生对数学概念的理解和领悟，激发学生的学习兴趣，发挥学生的主体地位，扩展学生的学习思维，进而更好的培养学生的探究能力。

比如，在学习圆的定义及方程时，教师应以培养学生的探究能力为准则设计教学过程，通过几何画板制作的动态演示圆的定义及方程的课件，几何画板是人民教育出版社指定的教学软件，是高中教师必须具备的教学工具，几何画板不需要进行软件编程，学生就可以画出自己想要的图形，还可以将演示图形动态转换为动画，下图是教师用几何画板制作的动态演示圆的定义及方程的课件：

在该课件中，教师可以通过点击“画圆”按钮，来动态演示圆的定义，从而使学生加深对圆的定义的理解，为了讲课的需要，在该课件中教师还添加了“显示/隐藏图”“建立/隐藏坐标系”操作按钮。在画圆的过程中，学生可以观察到点M的坐标在变化，虽然点M的坐标一直在变化，但是只要圆的半径不变，圆的方程会一直保持不变，上下拖动点R，可以改变圆的半径。通过教师对圆的定义及方程的演示，可以深化学生对知识的理解，培养学生的探究能力。

（二）利用数学实验解决抽象问题，培养学生的探究能力

目前，在高中数学教学过程中，大部分数学理论知识比较抽象，但是，通常情况下，教师应将抽象难懂的理论知识转变为具体化、形象化，使学生能够更好的理解理论知识的本质，熟悉和了解理论知识形成和发展的过程。所以，教师应充分利用一切可以想象的空间条件，深层次的挖掘数学理论知识中包含的想象因素，扩展学生的逻辑思维，培养学生独立探究和解决问题的能力。

比如，在学到《离心率》这一课时，学生初次接触離心率，会感觉比较抽象难懂，教师应精心设计一套数学实验课件，将课件放在教师服务器之中，让学生自己访问服务器，强化学生独立探究问题的能力。此外，为强化学生立体思维能力，教师可以通过电脑设计立体模型，培养学生的观察能力和实践能力，也会发挥学生的主体地位，强化学生的逻辑思维，培养学生的探究能力。

四、结论

综上所述，通过分析高中数学实验的作用，高中数学实验教学存在的问题，以及高中数学实验与学生探究能力的培养，我们可以看出，数学实验对培养学生探究能力的重要性，然而由于受到其他因素影响，学校和教师没有认识到数学实验教学对学生学习的重要作用。因此，学校应为教师和学生提供良好的实验教学环境，教师应转变教学理念，完善教学方法，通过组织数学实验教学，激发学生的学习兴趣，发挥学生的主体地位，扩展学生的逻辑思维，培养学生的探究能力，使学生养成独立分析和解决问题的能力，为学生数学综合素养和高考冲刺奠定稳固的基础。

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