【摘要】实验教学作为一种有效的授课方式，正逐渐受到更多教师的认可与欢迎。在高中数学教学中，实验教学发挥着重要作用。本文旨在探究如何在高中数学教学中融入数学实验，以拓展学生的思维、培养学生的实践能力，激发其对数学学科的兴趣，并通过实验教学模式提升高中数学教学效果。

【关键词】高中数学；实验教学；探索与思考

一、理论背景与研究方法

数学实验的理论基础主要源自两个方面。一方面，是新教材的教学理念强调激励学生的学习兴趣，促进他们实践能力和创新思维的培养。因此，在规划数学实验时，教师要更注重激发学生对数学的兴趣，让数学知识贴近生活，鼓励实践理解，培养学生的创新思维和解决问题的能力。另一方面，数学实验的理论背景涵盖了若干科学方式，如数学实验须遵循“观察—假设—验证”的逻辑思维。这也是自然科学中常见的科学探究方式。

数学实验的研究手段相对独特。与其它学科实验不同，数学实验缺乏直观的实体模型和具体的实验工具，其执行主要依赖于抽象的数学模型和严密的逻辑推理。数学实验的研究手段通常涉及以下几步骤：

（一）建立数学模型

进行数学实验时，要根据现实问题或研究目标建立数学模型，可为函数、代数方程或几何图形等。关键在于模型需反映对象的本质特征，且提供足够信息供后续研究。

（二）抽象与提升

数学模型构建后，要做深化抽象推广，主要目的是摒弃次要特征，保留解决问题的关键因素。在推广运用中，通过实验运用到另一教学对象上，确保推广保持基本特性，尽展广度，以增实验结果的广泛应用。

（三）数学工具和推理

为求解该数学模型，教师要灵活运用各类数学工具（如公式、定理等）及严密逻辑推理。在此过程中，教师应强调数学实验非纯机械运算，而是立足计算基础，融汇对数学本质的领悟及数学知识的运用；其次，要熟练掌握数学工具，清晰的数学逻辑思维能力对于成功实施数学实验至关重要。

二、实验设计与过程

数学实验教学融合实验和数学理论，学生可通过观察、操作获得直观感知，掌握数学原理和解决问题技巧。该教学方式能激发学生的学习兴趣，培养其实践能力和创新精神。

（一）实验目的要明确

实验目标应当清晰具体，通过激发学生的实验热情，引导他们深入思考。比如，在解释函数与导数的关系时，实验目标可设定为：领悟极限与导数之间的联系，能够运用导数解决实际难题。

（二）实验内容要确定

在确定实验内容时，关键是要紧密结合教学目标和教学大纲，既要关注知识点的联系，也要考虑学生的认知水平。例如，教师在进行几何构造实验时，可设计以下内容：利用直尺和圆规，在特定条件下，绘制具有指定属性的平面图形。

（三）实验设计的步骤

教师在进行实验操作时应当简明扼要。例如，学习解二次方程包括：1.理解二次方程定义；2.掌握配方法、因式分解法和公式法解法；3.在教师的指导下，操作解决具体二次方程。

（四）实验结果的反馈

教师引导学生实验完成后，应当全方面去评估学生的实验成果，并为学生提供实验结果的反馈。此过程旨在表扬学生在实验过程中的正确操作和理解，同时指出错误，促使学生加强思考和分析。在实验执行中，教师主要担任引导和观察的角色，而非传授者。教师要充分利用提问和示范的方式，引导学生自主探索和发现，同时，还要认真监督学生进行实验，确保实验有序顺利进行。

三、实验结果的思考

经过精心策划和实施，数学实验教学的过程往往能够引发深刻洞见和新领悟。教师要引导学生深度分析观察到的现象和数据，并梳理其中的数学关系与原理，这是实验教学中关键一环。这一环节需要预测、对照、分析实验结果，确保全面而细致。

（一）实验结果的预测

实验结果预测并非要求学生在实验开始前就能够完全预测结果。而是教师引导学生根据目前已经掌握的数学知识和规律，在实验过程中合理、科学地猜测实验过程中可能产生的结果。

（二）实验结果的比对

教师在这一环节中要引导学生对比实验前预测的结果与实验结束后的实际结果，验证自己预测的准确性和实验方法的有效性；同时，引导学生认真检查、纠正实验中的错误，确保实验结果的可信度。通过比对结果，重新审视实验过程的每一个步骤和环节，体现出实验的一致则验证操作正确，不一致则审视操作或理论问题。

（三）实验结果的分析

在预测和比对数据后，教师要引导学生深入分析实验结果，探究规律，总结数学原理和方法。学生需应用数学知识，如几何、代数等，理解并应用高中的基本数学定律和公式，并通过实验数据深化对高中数学的认识。实验结果分析也是教师了解学生学习进度和掌握程度的主要手段之一，为其调整教学策略提供了重要依据。学生通过对实验结果的分析和对实验预测的检验和反思，能够加强对高中数学规律的发现、探索和验证，有助于理解数学理论之间的内在联系，增强思维和创新能力。同时，这也为学生的自我评估提供了机会。学生能够及时认识自己掌握知识的不足，及时纠正学习的偏差，从中吸取教益，更好地领会高中数学知识。

四、讨论与建议

实验教学对教师和学生都具有一定的挑战性，也存在不足。教师在实施过程中如何提升实验教学质量？如何帮助学生获取新见解，避免出错，确保实验的可靠性？

（一）实验教学是提升教学质量、实现教学目标的重要途径之一

教师要充分认识到实验教学在数学教学中的位置和作用，不能单纯侧重于实验操作而忽视了理论教学；也不能因为实验难度大而放弃。理论教学和实验教学相辅相成，前者为后者提供理论支持和指导，后者则活跃了理论教学，能帮助学生更直观地感知和理解数学知识。

（二）实验教学设计实施要做到科学规范

教师在设计实验教学时要明确实验目标，与教学内容及目标紧密结合。每个实验步骤应清晰描述，包括实验环境、操作步骤、运用的数学公式和数据收集处理等。实施实验时应当注重规范操作，避免错误操作导致实验失真。同时，教师应加强指导学生，帮助他们思考、解决实验中可能出现的问题。

（三）要注重培养学生的实验和探究能力

教师带领学生进行实验不仅仅是技术操作层面上的指导，还包括如何提升学生的实验设计、实验分析和实验创新能力。教师要鼓励学生积极参与，多思考实验的意义、方法和结果，并注重培养学生自我思考、主动探究的习惯，提升他们的认知和实践水平。

（四）要注重实验教学中的评价要求

教师对实验教学的评估应考虑实验操作的准确性、数学公式的运用效果、数据处理的正确性以及实验结论的准确性等。评估结果可用于审查学生的学习成果，也可用于反思和调整教学方法。在评估过程中，教师可根据学生的实际情况提供合理和有针对性的引导，并建立良好的实验教学氛围，尊重学生的实验创新，鼓励他们自主探索，激发实验兴趣，深入剖析实验设计、实施、结果分析及学生评价等方面，以提升教育质量和效果。

五、结论

实验教学有助于激发学生对高中数学学习的热情和动手能力，在高中数学教学中扮演重要角色。教师通过实践和研究实验教学模式，能提供新的理念和方法，更好地完成教学任务。同时，作为有效的教学方式，实验教学能更好地激发学生的学习兴趣、调动学习积极性，提升其实践及创新能力。

参考文献：

[1]教育部.普通高中数学课程标准（2017年版 2020年修订）[S].人民教育出版社，2020.

责任编辑    钟春雪