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浅谈高中数学实验教学的价值

摘要:数学是研究数量、结构、变化、空间以及信息等概念的一门学科，它

是实际问题抽象化的发展，反馈应用于实际问题。既往的高中数学教学偏重于理

论知识的讲解与传授，很少关注学生的自主探索和动手实践能力。新一轮课程改

革希望利用数学实验改变学生的学习方式，提高学生的数学素养，从而更好地落

实课标要求。推进高中数学实验教学的主要策略包括:深入挖掘教材，不断充实

数学实验内容;关注实验过程，“数学化”组织实验;通过丰富学习资源和搭建交

流平台的方式，逐步改善数学实验的教学环境。

关键词:高中数学;实验教学;教学策略

1传统高中数学教学中存在的问题

长期以来，我国的高中数学教学一直采用凯洛夫的传统教学模式———讲授

式。以思辨和训练为主的讲授式教学强调教师的主导地位以及教师对知识传授的

系统性与完整性，而忽略了学生的主体性。数学学习过程不完整，“记忆公式定

理、理解注意点、演练习题”使许多学生失去了学习数学的兴趣。高中数学教学

资源匮乏，师生可利用的资源大多为课本、教辅资料和练习册，缺少数学学习的

工具和资源。随着科技的进步，社会对人才类型的需求也发生了转变，具有综合

素养的创新型人才是未来发展的动力源泉。教育不仅要为目前的创新职业做准备，

还要为未来将要诞生的职业做好准备。经济与社会发展带来的新的教育诉求，迫

使我们改变传统的教学方法。早在20世纪初，英国数学家贝利就提出，“通过

数学实验，可以训练技能，让学生探索事物本身的规律”［1］。1989年，美国

曼荷莲学院数学系在教学计划中增加了一门导引性课程———数学实验，使数学

实验教学正式走入大学。中国国防科技大学于1997年率先在国内开展了数学实

验教学;同年，李尚志教授编写了《数学实验》一书。随后，数学实验教学在国

内外都获得了长足的发展。我国中学数学实验比高校起步晚了近十年［2］。

2004年，经全国中小学教材审定委员会初审通过的《普通高中课程标准实验教科

书》在全国范围内推广使用。这套教材设置了“探究与发现”“信息技术应

用”“读一读”等环节，包含许多数学实验内容。2011年版的《义务教育数学课

程标准》和2017年版的《普通高中数学课程标准》都强调数学教学要关注学生

的自主探索和动手实践能力，努力提高学生的数学素养。新一轮课程改革希望利

用数学实验改变学生的学习方式，更好地落实课标要求。

2高中数学实验教学研究现状

高中数学实验教学的研究者大多为高中一线教师，近年来也出现了高校研究

者和一线教师合作的研究项目。研究方向主要集中于两个方面:一方面是数学实

验的思辨研究，如纪宏伟［3］指出数学实验教学具有直观性、情境性、探索性

和实践性，高中采用实验教学方式可以转变教师的思想观念，改变学生的学习方

式，促进学生的全面发展。另一方面是数学实验的实证研究，如苏茜等［4］提

出应将建模和数学实验教学有机融合，开展“理论－实验－竞赛”数学实验分层

次教学，形成以竞促学的良好氛围。可见，思辨研究为实证研究提供了理论基础，

实证研究促进了数学实验教学向更深的层次发展。当前实证研究中，对教材、课

程的研究从个别、零散走向系统整合。江苏省以系列课题为引领，开展了系统的

数学实验研究，在此基础上编写了《义务教育教科书初中数学实验手册》，并在

全省范围内推广使用。广东省、上海市等教育发达地区也先后研发了关于数学实

验教学的校本教材，规范地指导教师开展数学实验教学。尽管我国教育发达省份

已经将数学实验教学融入常规教学，但在教学中仍存在许多亟待解决的问题，比

如如何有效地推进高中数学实验教学。

3高中数学实验教学实施策略

教材是高中数学知识的主要载体，是教师和学生可利用的第一手资料。编入

教材中的数学实验有很强的操作性，符合高中生的认知水平。教师可以根据学生

的心理特点和学习能力对教材中已经给出的数学实验进行重新设计，也可以增加

实验题材使教学活动变得丰富。与其他学科不同，数学实验的主要材料是思想而

非物质，所以对于教材中未使用数学实验加以呈现的内容，教师可以深入挖掘其

数学思想，结合实践设计实验内容。实验内容的选择要注意以下几点:(1)选择典

型性内容。实验内容要突出典型性特征，内容应具有广泛的代表性和可迁移性。

实验内容应突出由个别到一般、由特殊到普遍、由个性到共性的特点，学生通过

数学实验可以发现和总结数学规律，从而起到举一反三之效。(2)选择趣味性内

容。有趣生动的实验内容能吸引学生的注意力，使学生主动参与实验，认真地研

究实验中遇到的问题。教师从学