章锋

摘要：从类别上来讲，数学实验与化学实验一样，也属于科学实验的一种，需要教师带领学生一起来完成数学实验的几个基本步骤，即“提出假设—建立模型—进行实验—得出结论—再次验证”。与此同时，在整个数学实验的过程中，教师也需要让学生掌握基本的数学学习思路和探究技巧，积累解决高中数学问题的常见方法，从而实现综合素养的全面提高，实现素质教学。

关键词：计算机模拟实验；数学核心思想；学科素养提升

中图分类号：G633.6文献标识码：A文章编号：1992-7711（2021）28-0074

一、用计算机模拟高中数学实验的可行性和必要性

现阶段，全新的课程标准以及高考对于学生思维能力都提出了更加全面且深入的要求，学生在数学学习过程中不仅需要掌握基本的科学文化知识，还需要深入学习高中阶段常见的数学思维，例如数形结合思想，类比推理思想等等，并将这些核心思维更加灵活地运用在自己解决实际问题的过程中，以寻求最简便、最快捷的解决措施。为了更好地帮助学生熟悉基本数学思维，也为了让学生在学习过程中有更多的参与感，提高其自主学习能力，培养自主学习意识，在平时的教学过程中教师需要利用计算机让学生进行数学科学实验，并尽可能多地給学生自己独立设计并完成实验的机会，让学生在相互合作的过程中探究全新的数学问题，在熟悉知识点的基础上体会并学习高中数学常用的解题思路和技巧。

由此看来，在高中数学课堂上带领学生一起利用计算机模拟实验，不仅能够丰富学生的学习形式，让学生在新课学习阶段对知识点产生更加深入的印象与理解，同时从方法层面来看，学生在这个过程中能够有更多的自主探究机会，能够体会到数学知识的提出所经历的步骤和环节，从提出假设到设计模型，再到进行实验和得出结论，最后再把结论运用起来。这一整个环节只有学生亲身经历，并在这个过程中思考出现的种种问题，才能对知识点有更加深层次且独特的理解，这是单纯依靠教师的讲解所不能达到的。再加之，从情感态度与价值观的层面上来看，很多学生甚至是教师都十分片面地认为数学学科似乎不能进行实验，而在课堂上进行数学实验的教学方法不仅能够打破学生对于数学学科的固有观念和态度，最重要的是让学生体会到数学学科多样化的可能性，在熟练掌握基础知识点的基础上实现各种各样的目标。由此，学生就可以对接下来的数学学习采取更加积极主动的态度，也就会有更多的参与性。

二、用计算机模拟高中数学实验的可行性措施

前面的论述我们可以看出，在高中数学课堂上用计算机模拟数学科学实验是很有必要的，不仅在新课教学的过程中，在习题讲解、复习总结等课堂上教师都可以引入，甚至可以鼓励学生在课下运用此方法对于自己感兴趣的课题进行自主研究。接下来，笔者将为广大数学教师提出如何有效地在数学课堂上采用计算机模拟实验。

在进行计算机模拟实验之前，教师首先应该让学生对基础知识点有一定的熟悉和理解。例如本节课的学习内容圆锥曲线，首先在课前预习阶段，教师就应该让学生自主预习有关于圆锥曲线的基本知识，包括其函数表达式、渐近线、焦点坐标等等。在课堂上，教师首先给学生提出一个探究性问题“对于一个椭圆x^2/16+ y^2/9=1，已知一点A（-2，3），F是该椭圆的右焦点，点M在该椭圆上移动，那么|MA|+2|MF|最小的时候，M的位置在哪里？”为了解决这一问题，教师首先需要在计算机上构建一个椭圆模型，并符合题目中给出的椭圆表达式。接着就让学生对于这个问题的答案提出自己的看法和见解。有些学生会猜想“这个点可能在椭圆与x轴的左边交点上”“可能在椭圆与y轴的上交点”等等，这时候教师既不能肯定，也不要否定，而是需要把每一位学生的想法记录下来，并选取几个学生让他们表达自己的看法，为什么会得出这样的结论。接着，教师再将这些学生的答案呈现在计算机上，把M点放在某一位置，让学生计算这个位置的|MA|+2|MF|的值，经过比较可以先初步得出一个结论，接着，教师再让M在整个椭圆上运动一圈，并用计算机记录下每一时刻的|MA|+2|MF|的数值，绘制成表格。接着与全班学生一起分析这个过程中|MA|+2|MF|数值的变化，让学生自己找出符合题目要求的M点的位置，并对刚才自己的假设进行反思与总结，看看是否与正确的结论相符合，如果一致，那么需要再次回忆自己到底是怎样思考的，如果不一致，就需要反思自己为什么没有得出正确的结论，在思考过程中出现了哪些问题，是知识点掌握不准确，还是对于已知条件判断不到位。教师对于刚才的一些典型假设需要做出评价，帮助学生更快地发现自己在思维上出现的问题。

通过上述的计算机模拟实验我们可以看出，教师利用这一教学形式，有效地将原本枯燥晦涩的数学课堂变成实验探究课，让学生在掌握文化知识点的基础上，在教师的引导下，自己经历这样一套完整的实验探究过程，就能够切身体会到一个正确结论的得出需要经过的几个基本步骤，全面提高了学习的主观能动性，建立了自主学习意识。并体会到思维开放性在解决数学问题过程中的重要性，甚至可以说是处于决定性的地位。纵观整个数学课堂，教师有效地减轻了自己的教学压力，但是却丝毫没有降低自己的教学质量，反而更加快速高效地实现了自己的教学目标，让学生在短时间内不仅掌握了课本上的知识点，还能够对于知识点之间的深层次联系、数学基本思维等都有自己独特的思考和见解。

高中数学课堂引入计算机模拟实验是很有必要的，各个学校以及数学教师都应该思考：如何根据学生的实际情况在课堂上引入这一教学手段，甚至可以将这样的学习方式放在课下进行，鼓励学生随时随地发现数学知识，思考其中的原理和奥妙，并运用科学的探究手段来得出正确的结论，最终一步步完善自己的知识体系，学习基本的数学思维，最终实现学科素养的全面提升。

（作者单位：安徽省庐江第二中学231500）