導(dǎo)語：高中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)實施策略一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

［摘要］數(shù)學(xué)是研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化、空間以及信息等概念的一門學(xué)科，它是實際問題抽象化的發(fā)展，反饋應(yīng)用于實際問題。既往的高中數(shù)學(xué)教學(xué)偏重于理論知識的講解與傳授，很少關(guān)注學(xué)生的自主探索和動手實踐能力。新一輪課程改革希望利用數(shù)學(xué)實驗改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，從而更好地落實課標(biāo)要求。推進高中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的主要策略包括:深入挖掘教材，不斷充實數(shù)學(xué)實驗內(nèi)容;關(guān)注實驗過程，“數(shù)學(xué)化”組織實驗;通過豐富學(xué)習(xí)資源和搭建交流平臺的方式，逐步改善數(shù)學(xué)實驗的教學(xué)環(huán)境。

［關(guān)鍵詞］高中數(shù)學(xué);實驗教學(xué);教學(xué)策略

1傳統(tǒng)高中數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的問題

長期以來，我國的高中數(shù)學(xué)教學(xué)一直采用凱洛夫的傳統(tǒng)教學(xué)模式———講授式。以思辨和訓(xùn)練為主的講授式教學(xué)強調(diào)教師的主導(dǎo)地位以及教師對知識傳授的系統(tǒng)性與完整性，而忽略了學(xué)生的主體性。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程不完整，“記憶公式定理、理解注意點、演練習(xí)題”使許多學(xué)生失去了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。高中數(shù)學(xué)教學(xué)資源匱乏，師生可利用的資源大多為課本、教輔資料和練習(xí)冊，缺少數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的工具和資源。隨著科技的進步，社會對人才類型的需求也發(fā)生了轉(zhuǎn)變，具有綜合素養(yǎng)的創(chuàng)新型人才是未來發(fā)展的動力源泉。教育不僅要為目前的創(chuàng)新職業(yè)做準(zhǔn)備，還要為未來將要誕生的職業(yè)做好準(zhǔn)備。經(jīng)濟與社會發(fā)展帶來的新的教育訴求，迫使我們改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法。早在20世紀(jì)初，英國數(shù)學(xué)家貝利就提出，“通過數(shù)學(xué)實驗，可以訓(xùn)練技能，讓學(xué)生探索事物本身的規(guī)律”［1］。1989年，美國曼荷蓮學(xué)院數(shù)學(xué)系在教學(xué)計劃中增加了一門導(dǎo)引性課程———數(shù)學(xué)實驗，使數(shù)學(xué)實驗教學(xué)正式走入大學(xué)。中國國防科技大學(xué)于1997年率先在國內(nèi)開展了數(shù)學(xué)實驗教學(xué);同年，李尚志教授編寫了《數(shù)學(xué)實驗》一書。隨后，數(shù)學(xué)實驗教學(xué)在國內(nèi)外都獲得了長足的發(fā)展。我國中學(xué)數(shù)學(xué)實驗比高校起步晚了近十年［2］。2004年，經(jīng)全國中小學(xué)教材審定委員會初審?fù)ㄟ^的《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書》在全國范圍內(nèi)推廣使用。這套教材設(shè)置了“探究與發(fā)現(xiàn)”“信息技術(shù)應(yīng)用”“讀一讀”等環(huán)節(jié)，包含許多數(shù)學(xué)實驗內(nèi)容。2011年版的《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》和2017年版的《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》都強調(diào)數(shù)學(xué)教學(xué)要關(guān)注學(xué)生的自主探索和動手實踐能力，努力提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。新一輪課程改革希望利用數(shù)學(xué)實驗改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，更好地落實課標(biāo)要求。

2高中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)研究現(xiàn)狀

高中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的研究者大多為高中一線教師，近年來也出現(xiàn)了高校研究者和一線教師合作的研究項目。研究方向主要集中于兩個方面:一方面是數(shù)學(xué)實驗的思辨研究，如紀(jì)宏偉［3］指出數(shù)學(xué)實驗教學(xué)具有直觀性、情境性、探索性和實踐性，高中采用實驗教學(xué)方式可以轉(zhuǎn)變教師的思想觀念，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，促進學(xué)生的全面發(fā)展。另一方面是數(shù)學(xué)實驗的實證研究，如蘇茜等［4］提出應(yīng)將建模和數(shù)學(xué)實驗教學(xué)有機融合，開展“理論－實驗－競賽”數(shù)學(xué)實驗分層次教學(xué)，形成以競促學(xué)的良好氛圍。可見，思辨研究為實證研究提供了理論基礎(chǔ)，實證研究促進了數(shù)學(xué)實驗教學(xué)向更深的層次發(fā)展。當(dāng)前實證研究中，對教材、課程的研究從個別、零散走向系統(tǒng)整合。江蘇省以系列課題為引領(lǐng)，開展了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)實驗研究，在此基礎(chǔ)上編寫了《義務(wù)教育教科書初中數(shù)學(xué)實驗手冊》，并在全省范圍內(nèi)推廣使用。廣東省、上海市等教育發(fā)達地區(qū)也先后研發(fā)了關(guān)于數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的校本教材，規(guī)范地指導(dǎo)教師開展數(shù)學(xué)實驗教學(xué)。盡管我國教育發(fā)達省份已經(jīng)將數(shù)學(xué)實驗教學(xué)融入常規(guī)教學(xué)，但在教學(xué)中仍存在許多亟待解決的問題，比如如何有效地推進高中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)。

3高中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)實施策略

從一線教師的角度出發(fā)，推進高中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的實施可以從三個方面入手。

3．1深入挖掘數(shù)學(xué)教材中可開展數(shù)學(xué)實驗的內(nèi)容

教材是高中數(shù)學(xué)知識的主要載體，是教師和學(xué)生可利用的第一手資料。編入教材中的數(shù)學(xué)實驗有很強的操作性，符合高中生的認(rèn)知水平。教師可以根據(jù)學(xué)生的心理特點和學(xué)習(xí)能力對教材中已經(jīng)給出的數(shù)學(xué)實驗進行重新設(shè)計，也可以增加實驗題材使教學(xué)活動變得豐富。與其他學(xué)科不同，數(shù)學(xué)實驗的主要材料是思想而非物質(zhì)，所以對于教材中未使用數(shù)學(xué)實驗加以呈現(xiàn)的內(nèi)容，教師可以深入挖掘其數(shù)學(xué)思想，結(jié)合實踐設(shè)計實驗內(nèi)容。實驗內(nèi)容的選擇要注意以下幾點:(1)選擇典型性內(nèi)容。實驗內(nèi)容要突出典型性特征，內(nèi)容應(yīng)具有廣泛的代表性和可遷移性。實驗內(nèi)容應(yīng)突出由個別到一般、由特殊到普遍、由個性到共性的特點，學(xué)生通過數(shù)學(xué)實驗可以發(fā)現(xiàn)和總結(jié)數(shù)學(xué)規(guī)律，從而起到舉一反三之效。(2)選擇趣味性內(nèi)容。有趣生動的實驗內(nèi)容能吸引學(xué)生的注意力，使學(xué)生主動參與實驗，認(rèn)真地研究實驗中遇到的問題。教師從學(xué)生感興趣的話題切入教學(xué)內(nèi)容，選擇不同的數(shù)學(xué)軟件演示數(shù)學(xué)實驗，使實驗過程更生動直觀，還可以引導(dǎo)學(xué)生將實驗所得的結(jié)論應(yīng)用到生活中去。(3)選擇適合高中學(xué)生的內(nèi)容。學(xué)生是獨立的個體，每個學(xué)生的理解能力和認(rèn)知水平都不相同。因此，教師應(yīng)選擇適合學(xué)生的數(shù)學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容，使大多數(shù)學(xué)生有能力去研究和思考。

3．2關(guān)注實驗過程，數(shù)學(xué)化地組織實驗

數(shù)學(xué)實驗教學(xué)強調(diào)在“做”中學(xué)?！白觥辈皇呛唵蔚摹澳７隆被颉坝^看”，而是為了深入地思考和分析。所以“做”的同時要有問題引領(lǐng)和數(shù)學(xué)化分析，否則學(xué)生將成為機械操作的“傀儡”或熱鬧課堂的“看客”，數(shù)學(xué)實驗也將流于形式。3．2．1用問題引領(lǐng)數(shù)學(xué)實驗的方向問題引領(lǐng)的目的是用理論研究驅(qū)動數(shù)學(xué)實驗走向深入，使學(xué)生的實驗不再具有盲目性［5］。首先，實驗教學(xué)中的問題引領(lǐng)與簡單的課前預(yù)習(xí)不同，它是涵蓋相關(guān)理論知識、實驗方法、操作步驟、實驗和現(xiàn)象的研究判斷等的一個完整的思考體系。教師在設(shè)計問題時要考慮內(nèi)容的完整性，將實驗相關(guān)理論通過問題串的形式進行梳理，以便學(xué)生更扎實地掌握這些內(nèi)容。其次，要考慮實驗中困難問題的處理辦法。教師可以將難題分解成若干個成梯度的小問題，引導(dǎo)學(xué)生通過這些小問題理解實驗中的難題。最后，要關(guān)注實驗現(xiàn)象的研究和判斷。教師應(yīng)通過問題的設(shè)定引領(lǐng)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的理論對實驗進行預(yù)判，使數(shù)學(xué)實驗在理論分析的基礎(chǔ)上有序展開。3．2．2用數(shù)學(xué)化方法組織數(shù)學(xué)實驗教學(xué)對于一線教師來說，數(shù)學(xué)實驗的教學(xué)組織難點在于不清楚如何了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進展，如何檢查學(xué)生的理解程度。荷蘭數(shù)學(xué)教育家弗賴登塔爾的數(shù)學(xué)化過程恰能解決這個問題，他將數(shù)學(xué)化劃分為橫向數(shù)學(xué)化與縱向數(shù)學(xué)化。橫向數(shù)學(xué)化將現(xiàn)實世界引向符號世界，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實世界的數(shù)學(xué)成分，形成數(shù)學(xué)概念、運算法則、規(guī)律、定理，以及為解決具體問題構(gòu)造的數(shù)學(xué)模型;縱向數(shù)學(xué)化是在此基礎(chǔ)上形成不同層次的公理系統(tǒng)和形式體系［6］。在實驗教學(xué)中，教師可以分四個層次了解學(xué)生對問題的理解程度。首先是情境層次，學(xué)生要讀懂實驗情境并找出解決情景問題的相關(guān)策略;其次是指涉層次，教師可以變換情境的某些方面，使之更普遍，學(xué)生可以從情境走向與之相關(guān)的模型;再次是普遍層次，將特定情境模型演變成適用于其它跟這種特定情境有對等關(guān)系的普遍性模型［7］;最后是形成層次，學(xué)生將所學(xué)問題進一步抽象處理，使之與原有知識體系形成聯(lián)系、建立體系。形成層次是縱向數(shù)學(xué)化的體現(xiàn)，高中學(xué)生的智力發(fā)展和知識儲備等因素決定了他們中絕大多數(shù)人的數(shù)學(xué)思考方式只停留在解決問題的層面，還不能達到對問題本質(zhì)認(rèn)知的高度。因此，教師在實驗教學(xué)前要預(yù)知學(xué)生的學(xué)習(xí)難點，給出引導(dǎo)性方案。3．2．3將合作與交流落到實處在數(shù)學(xué)實驗中開展合作學(xué)習(xí)，不僅可以使學(xué)生相互進行資源與信息的整合，而且可以讓學(xué)生在合作中學(xué)會傾聽、學(xué)會交往、增強數(shù)學(xué)表達能力，因此很多教師將學(xué)生分成小組進行合作學(xué)習(xí)。但在數(shù)學(xué)實驗過程中常常會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象:一人做多人看;教師“安排”好，學(xué)生“統(tǒng)一”做;沒有足夠的討論交流時間，來不及形成完整的答案?？梢妰H僅把學(xué)生分成小組并不能達到預(yù)期的效果。針對上述問題，教師可以采取以下策略:(1)讓每個小組成員在組內(nèi)擔(dān)當(dāng)一個角色，如記錄員、發(fā)言人、材料組織者等，確保學(xué)生參與到實驗中;(2)教師要敢于將具有挑戰(zhàn)性的問題或開放性問題交給學(xué)生，在學(xué)生交流的過程中深入每個小組傾聽學(xué)生的發(fā)言并進行適當(dāng)?shù)狞c撥;(3)在時間規(guī)劃上，應(yīng)以成績偏下同學(xué)的認(rèn)知水平為參照物預(yù)估合作時間，教師在合作交流之前向?qū)W生提出時間要求。教師最后要作出科學(xué)的合作評價，教師的評價應(yīng)側(cè)重小組評價與過程性評價，使學(xué)生樂于合作，從而將合作學(xué)習(xí)落到實處。

3．3通過豐富學(xué)習(xí)資源和搭建交流平臺的方式逐步改善數(shù)學(xué)實驗教學(xué)環(huán)境

隨著數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的推進，教師在教學(xué)過程中不斷地總結(jié)、反思，積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗。教師以個人或團體的形式將這些內(nèi)容講進行整理，就可以不斷地改善數(shù)學(xué)實驗教學(xué)環(huán)境。3．3．1豐富學(xué)習(xí)資源教師利用網(wǎng)頁中的制作工具和文字處理系統(tǒng)將素材類資源整理成超文本的形式，通過郵件等發(fā)送給學(xué)生。這些資源不僅可以充實數(shù)學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容，還能夠拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)空間。教師還可以制作微課件以輔助實驗教學(xué)，考慮到數(shù)學(xué)實驗教學(xué)多以模塊形式進行，教師制作的課件應(yīng)簡潔，重在說明一個或一類問題。例如介紹與實驗相關(guān)的軟件命令，為后續(xù)的實驗操作做準(zhǔn)備;介紹與實驗相關(guān)的前沿科學(xué)發(fā)展情況，作為實驗教學(xué)的拓展內(nèi)容。不管是素材資料的整理還是微課件的制作，都不一定完整而準(zhǔn)確，教師要在教學(xué)過程中不斷地積累、整理，使之逐步完善。3．3．2搭建交流平臺人工智能的發(fā)展實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享，慕課、“金課”、一體化教學(xué)形式的出現(xiàn)為數(shù)學(xué)實驗教學(xué)開啟了新的視角。數(shù)學(xué)實驗教學(xué)要獲得新的突破與發(fā)展，就應(yīng)搭建良好的交流平臺。首先，應(yīng)搞好校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。教師通過學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺引入教學(xué)資源并充分利用，進行線上輔導(dǎo)、答疑、討論等活動;學(xué)生組建興趣小組針對共享內(nèi)容進行線上交流。其次，應(yīng)適當(dāng)?shù)亻_展數(shù)學(xué)實驗教學(xué)研討活動，通過競賽課、觀摩課、培訓(xùn)課等形式為教師搭建交流平臺。重點培養(yǎng)有意愿投入數(shù)學(xué)實驗教學(xué)研究的教師，將他們在教學(xué)實踐中獲得的研究成果通過課題、論文、觀摩課、競賽課等形式展示出來，以點帶面，從而吸引更多的優(yōu)秀教師進行實踐創(chuàng)新，推動數(shù)學(xué)實驗教學(xué)更快的發(fā)展。

4結(jié)語

高中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的發(fā)展需要廣大一線數(shù)學(xué)教師集思廣益，結(jié)合高中數(shù)學(xué)教學(xué)實際，立足課堂，在理論研究和實踐課例中找到符合現(xiàn)實需求的教學(xué)策略，為高中數(shù)學(xué)實驗課程實施開辟出廣闊的道路，這對推進高中數(shù)學(xué)以及基礎(chǔ)數(shù)學(xué)教學(xué)都具有開創(chuàng)性意義。

［參考文獻］

［1］涂榮豹，寧連華．中學(xué)數(shù)學(xué)經(jīng)典教學(xué)方法［M］．福州:福建教育出版社，2011．

［2］張波，徐玥．我國中學(xué)數(shù)學(xué)實驗研究:現(xiàn)狀與展望［J］．課程·教材·教法，2019(2):132－137．

［3］紀(jì)宏偉．高中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的價值、特征與實施要求［J］．教學(xué)與管理，2019(13):48－51．

［4］蘇茜，黃亞群，張懷雄．依托建模競賽探索數(shù)學(xué)實驗教學(xué)新模式［J］．云南大學(xué)學(xué)報，2020(S1):78－83．

［5］王魯云，于海霞．問題引領(lǐng)式應(yīng)用型本科實驗教學(xué)模式的探究［J］．實驗室研究與探索，2017(2):192－195．

［6］閆靜．淺談小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的“數(shù)學(xué)化”［J］．教育理論與實踐，2019(20):63－64．

［7］王雪梅．搭建交流合作平臺，共話國際英語教育———2019國際英語教育中國大會綜述［J］．外語界，2019(4):94－96．

作者：遲茗心 梁四化 單位：長春師范大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院 輝南縣第一中學(xué)