数学实验在高中数学探究教学中的运用
李平
新疆生产建设兵团第三师图木舒克市第二中学 843900
摘要：高中数学在继续打好数学基础的同时，最重要的是培养学生的数学素养与创新精神，实施探究式的数学教学。而数学实验是实施探究式教学的重要方式，数学实验用具体的现象场景验证抽象的数学理论知识，让学生在实验探索中发现知识，围绕现实生活的问题总结出数学定理，实验是“再发现、再创造”的过程。数学实验涉及到观察、实验、猜想、验证、推理、交流等一系列数学活动，本文进行了研究阐述。
关键词：数学实验；高中数学；探究教学
高中数学实验是以实践为切入点，让学生在探索中更加灵活的学习，从理论与实践结合的方面实现高中数学教学的创新。数学实验通过生动形象的实际操作将抽象的数学知识娓娓呈现在学生面前，让枯燥的数学产生吸引力，学生在实验中享受数学探究的乐趣，培养学生运用实验进行科学研究的思维方式；在实验中探究品味数学知识的发现与发展，带领学生体会数学的美丽。
1.在高中数学实验中培养学生的探究精神
数学实验是学生探究数学知识最好的途径，学生运用数学思维，运用一定的物质手段解决数学问题、检验数学猜想、获得数学理论等，常用的高中数学实验包括验证性实验、解释性实验、探索性实验、应用型实验，这些传统的数学实验方法让学生运用实物模型或教具动手进行操作，从而发现解决数学问题，例如在学习“等比定理”时，教师可以设计“盐水情境”的数学实验，实验工具是学生家庭都有的清水和盐，学生还需搜集一批大小不同的玻璃杯，首先将清水与盐按一定的比例混合成一大杯盐水，然后将其分装到四个玻璃杯中，让学生思考这四个玻璃杯中盐水浓度的数量关系，很显然由于从同一大杯盐水中分出来的，这四个玻璃杯中的盐水浓度相等。然后，学生紧接着操作将四个玻璃杯中的盐水再倒进一个空的大杯中，混合成新的盐水液体，让学生思考重新混合的盐水浓度与原来四个玻璃杯中盐水浓度的关系，由于盐与清水的成分都没有变化，很显然答案是相等的；最后，教师带领学生从“盐水情境”的实验中提炼出“等比定理”的数量关系。探索型数学实验主要实施过程包括问题、实验、观察、猜想，是对学生创新意识、创新能力培养的重要方式，让学生在自主探索中创造、超越、探索、发现。例如在学习“圆”的相关知识时，让学生通过“折纸游戏”进行探究性实验，能够发现圆的简约、严谨几何之美，并培养学生归纳思维，培养学生的探索精神与创新意识，在圆形纸片上标出圆心，在圆内随机取一定点，并在圆周上随意取10个点，分别连接圆心与10个点，然后沿着圆周上的点与定点的连线折叠，并标记折横与对应半径的交点；折叠10次后，得到十个交点，将这些交点连接起来，观察得到的图形。探究性数学实验打开了学生的思维，让学生在动手做数学的过程中学数学，让复杂的问题简单化，提高了数学教学成效。
2.高中数学实验与信息技术的结合
随着信息技术的快速发展，计算机辅助数学实验已成为新形式的数学探究教学模式。计算机软件平台能够模拟实验环境，进行数学建模，给予高中生更加广阔的数学探究空间，例如，面对规律探究类的数学实验课题，很多数学现象的变化是连续、无限的，仅仅是动手并不能展示数学规律动态变化的过程，而“几何画板”等计算机软件可以通程序设计模拟规律完整的变化过程，让抽象的数学规律生动形象地呈现在学生面前，更有利于学生发现规律、总结规律、提炼规律。数学实验运用计算机是数学问题探究的新途径，扩大了数学实践的范围与内容，运用多媒体技术，开拓了数学实验的范围与角度，也打开了学生的视野，在技术的支持下数学实验教学也实现了创新改革。多媒体技术动静结合、声像俱佳、图文并茂，让学生对抽象数学知识有更加具体的感受，有利于学生逻辑分析能力、抽象思维能力、空间转化能力的培养。常用的多媒体辅助数学实验的工具有几何画板、数据分析软件、EXCEL办公软件、手持图形计算器等。几何画板采用数形结合的实验方式，能够轻松呈现数与形的联系、几何图形的组合 与转换，例如在研究函数图像的平移变换时，运用几何画板画出对应的函数曲线，并通过拖动画板上的函数曲线或者变动相应的参数，观察几何画板上函数曲线的变化，学生通过自己在几何画板上的实验，再通过观察分析总结，很容易就会掌握函数平移的规律，总结出函数平移的公式。运用信息技术能够创建更多的数学实验情境，引发学生数学学习兴趣，为学生搭建数学实践平台，有利于高中生数学核心素养的培养。
结束语：
综上所述，数学是一门重要的主科，将数学与实验联系起来，带领学生一起在数学的世界中探究，数学实验的实验环境、实验过程与实验目的均具有特殊性，是培养学生数学核心素养的重要方式，激发学生主动、积极地学习数学，以学生的体验、感悟、实践为核心，培养学生数学思维与创新能力，让学生在做中学数学、用数学。通过有趣的数学实验，让学生感受到“数学好玩”，减少高中生数学学习的压力，充分发挥数学实验的作用与价值，让高中数学在实验探究中其意自现。
参考文献：
[1] 杜蕾. 基于数学实验室的高中数学探究教学模式的研究[D]. 安徽师范大学, 2019（22）：16.
[2] 刘烈文. 高中数学实验与学生探究能力的培养[J]. 中国校外教育：上旬, 2017, (27):19.
