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[!--downpath--]中學數學實驗及其教學是數學課程和數學教學的一個重要組成部份，它既是數學教學的重要基礎，又是數學教學的重要內容、方法和手段，在培養中學生素質的中具有奇特的地位和全方位的功能。當前，中學化學實驗教學必須注意以下幾個問題，那就是：實驗教學的注重與強化，實驗設備的添置與更新，中學生動手實踐能力、創新思維能力的增強。在化學實驗教學的課堂上，常常可以見到一些見怪不怪的現象，試舉三例：
現象一：媒體實驗就是中學生通過媒體“看實驗”。過去的實驗“看黑板”，現在的實驗“看錄象”、“看投影”。令人無法理解的是，一些本來可以讓中學生動手做的實驗卻用多媒體來展示，被稱為是“技術的運用”。
現象二：程式化實驗，即使中學生動手，但以單純的機械操作為主。中學生按照班主任講解的實驗目的、器材、步驟，像做廣播操那樣，根據規定的程式進行操作，去獲取班主任（或書本）所要求得到的實驗數據（或實驗結果），而不須要去考慮實驗為何要這樣做，如何去做，更毋須考慮實驗中可能會存在哪些問題，以及須要怎樣去解決。
現象三：試卷實驗，就是中學生用筆“做實驗”。由班主任編制的大量實驗試卷除了降低了中學生的學業負擔，并且骨折了中學生動手實踐的積極性，使實驗教學在“應試”的泥沼里越陷越深。
這種現象從一定程度上反映了中學數學實驗教學存在的問題，那就是“重知識、輕方式；重講授、輕活動；重推論、輕過程；重機械訓練、輕實質體驗”。長此往年，中學生實驗學習的積極性必然會遭到焦躁，實驗教學也將流于方式，事倍功半甚至勞而無功。由此想到，能夠通過班主任更新教學觀念，轉變陳舊的教學方法，促使中學生數學實驗學習方法發生改變，使實驗教學走出困局?
二、高中數學實驗學習方法的改變
廣州全面深化素養教育，二期課改提出“以改變學習方法為突破口，重點培養中學生的創新精神和實踐能力”。從小學生的心理特征看，相對小學生，她們具有更為強烈的探究未知的動機，她們思維活躍，興趣廣泛，自尊心強，絕不會滿足于“按圖索驥”、“按方配藥”式的實驗學習，從而改變陳舊的實驗學習方法是必然的、合理的選擇。
1.中學生實驗學習目標的改變
實驗學習目標是中學生實驗學習的靈魂。北京新課程方案將“態度與價值觀、過程能力與技巧、知識與技能”三方面整合上去，作為各學科課程目標的共同框架，彰顯了新課程的價值追求，即由以知識為本位轉向以發展為本位。充分挖掘化學實驗的教育功能，研究制定中學階段各個化學實驗具體的學習目標，使之成為實現知識、能力、態度有機整合的載體，并進一步產生中學數學實驗學習的總體目標，為化學實驗學習明晰了方向。
如下表所示。其中：表1為中學數學實驗學習總體目標框架，表2為高中階段化學實驗學習目標的示例，具有較強的操作性。
2.探求有效的、多樣化的實驗學習方法
在化學實驗活動中，學習方法應當多元化。單一、被動的實驗會使中學生倍感沉悶、乏味，必須提高實驗的趣味性、問題性、探索性和應用性。讓中學生成為實驗活動的主人，班主任成為中學生實驗的組織者和合作者，而不是權威的講授者和示范者，非常關注中學生親身的感受與體驗。基于不同的學生對象和不同的實驗環境，這種方式可以選擇，各有注重，又互不斷掉。各類方式舉例如下：
自主活動
通過中學生自覺地參與實驗活動，確定實驗目標，擬定實驗方案，選擇實驗方式，監控實驗過程，評價實驗結果，因而完成實驗任務。活動過程非常指出的是中學生實驗的主動性，班主任的作用是對中學生實驗的困難提供必要的指導和幫助。
高二年級中學生舉辦“落體運動加速度的研究”。要求中學生兩人一組，運用頻閃拍照研究鋼球下落的加速度。中學生必須完成以下任務：方案設計（直接測哪些?怎樣測？）；裝置調試；標尺制做；實地拍攝；相片剖析；實驗報告。班主任提供的幫助：方案設計提示；頻閃技術指導；參與討論，提供器材，進行指責，點撥思維。中學生在實驗活動中飾演的是主角，以實踐者、研究者的身分積極參與，主動性得到充分的發揮。
合作學習
合作與交流是一種高效的學習方法。班主任在實驗教學過程采用小組合作的學習方法，讓中學生在合作交流中獲得知識，促使理解，提升能力，下降才干，產生學習團隊，對中學生的發展會形成積極的推動作用。
實驗設計
實驗設計是中學數學實驗學習能力的較高要求，是對中學生操作技能和思維品質的綜合檢查，是有效的實驗學習方法之一。實驗設計的特征是情境新、方法活，具有開放性，要求中學生對實驗的原理有透徹的理解，對實驗器材有所抉擇和組合，能依照設計的要求和條件，進行剖析和判定，擬定實驗的方案，通過實驗全過程的描述和具體步驟的施行，得出有關的推論并作出必要的說明。
實驗設計應遵守如下原則：合理智；確切性；可行性；簡約性。
高二中學生研究單擺及其以后，教材提供了測重力加速度的方案。但是許多數學場景，如運動學中的自由落體、豎直上拋，動力學中的超重、失重現象，斜面上的勻變速運動等都涉及到重力加速度。所以，當班主任提出“能否自行設計測定重力加速度的其他方案?”時，立即迸發了中學生的發散思維。朋友們提出了多種方案，并走近實驗室，通過實驗活動去體驗真實，檢驗設計方案的合理智，剖析檢測結果的可靠性，而不是僅僅逗留在理論的假定上。
實驗報告
學寫實驗報告是培養中學生心態、習慣，學會科學抒發的重要環節，也是實驗活動的必要方式。課題組不贊同過去那個“填充式”的實驗報告，主張中學生自己撰寫實驗報告，設計數據表格。明晰要求中學生對實驗進行全面，包括實驗目的與原理、實驗儀器選用與步驟、數據檢測與處理過程、實驗結果與問題討論，以及實驗條件與干擾誘因等。實驗報告撓度求確切可靠、完整簡明、表達規范、有創意。
小課題作業
適當布置類似于課題研究的“小課題作業”，讓中學生經歷一個搜集信息、處理信息和得出推論的過程，在過程小學習一些探求的方式，對改善中學生學習方法具有重要作用。
邁向生活
中學生的重要基礎是她們的經歷和經驗。“從生活邁向數學，從數學邁向社會”，是新課程的基本理念。在化學實驗學習過程中，讓中學生關心生活、關心社會，滲透“科學.技術.社會”(STS)的，著眼點在于培養中學生的科學素質，學會從發展的角度去考慮周圍的世界，并通過這些學習方法體味生活、感受，促使中學生對科學的關注、好奇和興趣。
動手做
化學實驗室的全天候開放，為中學生實驗學習提供了動手動腦的活動天地。中學生實驗學習中有解不開的苦惱，對個別現象有非常的興趣，都可以在她們覺得便捷的時侯，到實驗室與班主任一起進行闡述，并動手做。創造適宜中學生的學習環境，對推動學習方法的轉變、開闊中學生的視野和空間、實現學習的拓展和遷移具有重要作用。
比如，高中中學生周晨辰發覺，常常由于課室鎖具未開，造成一些朋友在門外無奈等候。為何必須用鎖匙開門呢?能夠發明一種定時開門的鎖?他想到一個“絕妙”的點子：鬧鈴和鎖具的組合。于是，幾個朋友一起組成了“周晨辰小組”，從動手拆卸開始，研究鬧鈴和換鎖的原理，進一步構想用鬧鈴來控制鎖具的方案。在班主任的幫助和合作下，她們結合化學實驗，經過反復的實踐和探求，總算成功地研發了“自動換鎖器”。她們在“做學校”，動手解決了實際的問題，極大地增強了學習數學的積極性。
三、高中數學實驗教學方法的改進
中學化學實驗教學是培養中學生基本的實驗方式和實驗技能的過程，也是中學生數學思維的訓練過程。班主任應悉心設計實驗教學方法，以用于不同的實驗活動，滿足中學生的不同需求，達成各類實驗教學目標，使化學實驗更適宜中學生的學習，使得中學生積極地參與和體驗。教學方法的改進立足以下幾點：
從中學生的生活經驗出發，迸發中學生的學習興趣；
讓中學生通過自己的實踐感知、體驗化學客觀世界；
引起中學生形成問題，鼓勵中學生想象和猜想；
注重過程的自我評價；
有足夠的信息量；
有合作與交流的時間與空間；
有信息化、生活化的學習環境；
注意技能規范與思維創新的融合；
滲透化學科學方式，科學心態、科學精神。
改進的教學方法主要有：
1.“實驗--訓練”方式
“實驗--訓練”教學方法，用于培養和訓練中學生的實驗技能和實驗方式。應讓中學生明白實驗“做哪些”和“怎樣做”，指出中學生的參與、體驗和理解。同時，中學生實驗操作過程的合理、規范、協調、熟練程度，要通過中學生不斷地反饋調節能夠得心應手。班主任的示范點撥，要精到、簡明、嫻熟。
中學化學實驗高中物理實驗改進，幾乎所有項目都有技能訓練的要求。例如，基本檢測儀器的使用，實驗偏差和數據處理，多用表檢測電流、電流和內阻，練習使用示波器，以及DIS實驗室的運用。要通過嚴格的實驗訓練，讓中學生進行有效的模仿，達到如下的要求：才能依據實驗目的，正確地選擇和使用化學檢測工具、物理實驗裝置，合理地安排實驗步驟，規范、熟練地組裝和調試設備，積極地完成實驗操作和實驗任務，并能初步學會排除實驗故障，初步學會剖析實驗偏差及其形成緣由，寫出完整的實驗報告。
2.“實驗一歸納”方式
“實驗--歸納”教學方法，常常用于中學生數學概念的產生階段。班主任應創設情境，讓中學生在實驗學校會像科學家那樣地思維，自己設想實驗方式，控制實驗條件，排除干擾誘因，在實驗中檢測數據，獲取信息，交流信息，處理信息，在信息中找尋和發覺規律。從化學現象的觀察和化學實驗的研究分析中歸納出推論，是小學中學生學習科學歸納思維方式的有效途徑。
3.“實驗--探究”方式
“實驗--探究”教學方法，用于中學生學習和探求數學規律。班主任要盡可能為中學生提供參與“完整的科學探究過程”的機會，讓中學生按照已有的背景知識和可靠的數學事實高中物理實驗改進，通過推理和想象來提出問題，并產生假定或提出某種推測，之后設計實驗探究方案，選擇儀器、設備、工具來收集證據，并通過剖析數據來驗證假定或修正假定，最后產生實驗探究結果。實踐表明，中學生在實驗探究上將會得到極大的滿足。
4.“實驗--應用”方式
“實驗--應用”教學方法，一般用于中學生數學概念、規律的備考和應用，并不局限于實驗室。現實生活中的許多實際問題，中學生很有興趣，但已趕超物科學習的具體情景。構想以實際的問題為載體、以中學生的實驗探究為特點，引導中學生把早已把握的知識、技能遷移到現實生活中，解決真實的問題，發展中學生的實踐能力和應用能力。
實際上，對中學化學實驗教學方法的改進還很有限。許多問題還有待進一步的解決。諸如：對中學生實驗學習的評價，學習方法的個性化和多元化，DIS實驗室的運用。這一領域的研究也正是我們數學教育工作者面臨的一個研究的重點。
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