信息技术促进高中数学核心素养的提升

李仕群

（源城区东埔中学 广东·河源 517000）

新一轮的高中数学教材注重科技进步新成果，适应新时代的高速发展，以适当的方式呈现人工智能、信息化、大数据等，重视数学核心素养的提升。信息技术的广泛应用对高中数学课程内容、教师的教学、学生的学习等各方面产生巨大而深刻的影响。信息技术在动态演示、轨迹形成、精确计算、数据分析、图形变焕、图像处理以及交互能力等方面对数学教与学都有极大的意义。例如Mathmatics、Matlab、auto CAD、几何画板、Authorware等教学软件的使用，均为数学教学提供了丰富的资源和条件。信息化背景下的高中数学学习可以让学生充满热情地观察和发现，主动探究和积极思考，更有利于数学核心素养的提升。下面结合本人多年的教学实践谈谈信息技术如何促进高中数学核心素养的提升。

1 创设教学情境，激发学习兴趣

子曰：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”，所以学生每天都怀着愉悦的心情来学习数学是我们最期盼的。我们可以利用信息技术选择现实生活常见的和学生感兴趣的情境问题，激发他们的学习兴趣以及内在动力。师生们特别喜欢信息技术形象生动、形式多样、动静结合、时空不限、容量大、功能多、接受易等特点。它的多样性和灵活性可以有效地启发思维，引发联想，诱发思考，激励探索，让师生们享受成功的喜悦。因此，充分利用各种信息资源，创设出各种各样的教学情境，有效地激发学生学习数学的兴趣，促进高中数学的教与学，从而促进数学核心素养的提升。

如在学习《三视图》时，我知道很多同学对飞机，坦克这些高科技产品特别感兴趣，先在网上搜索飞机、坦克的相关图片。上课时展示飞机、坦克从各个方向拍的图片（如图1），当大家正看得兴奋入神，我马上问：“同学们，大家想设计飞机、坦克吗？三视图就是设计的基础，今天我们就一起来学习三视图。”这样顺理成章地就引入了本节课学习的内容，既提高了学生的学习兴趣，又让他们明白《三视图》在实际生活中的重要性，增强了他们学习的内在动力。接着我通过信息技术分别展示了正视图，侧视图，俯视图的成像原理，学生轻轻松松就突破了本节课的重难点。利用信息技术的课堂引入，既增强了学生数学学习的兴趣，激发内在学习动力，又轻松突破重难点。

图1

2 变抽象为形象直观，变枯燥为生动有趣

高中数学的教学内容比初中更抽象，更难理解，学生学习起来更吃力、枯燥、无味。在教学中运用信息技术，结合教学内容、教学目标和学生心理特点创建教学情境，可以化抽象为直观，化静为动，化繁为简，化难为易。信息技术的应用使教师从大量枯燥的解释、说明中解脱出来，把注意力集中在引导学生观察、思考、解题以及突破解决重难点上。如立体几何教学中，大部分学生对空间想象难以突破，利用信息技术引导学生展示空间图形，为理解和掌握图形的几何性质提供直观想象。

如在学习选修1-1《圆锥曲线》的教学中，研究抛物线开口大小与通径的关系，如果单凭教师口头描述，调动学生的想象，记住知识点是非常枯燥且容易混淆的。我利用《几何画板》制作出课件，让学生观察随着通径P的改变，抛物线开口的变化情况；还有研究椭圆的离心率与椭圆扁平程度的关系，用《几何画板》进行演示，让学生观察离心率的变化对椭圆扁平程度的影响。利用信息技术，学生在观察，欣赏的同时牢记了本节课的知识点。（见图2）

图2

3 动态展示图像变换，加强直观想象

大部分学生对高中数学的定位是复杂、抽象、枯燥、难懂，信息技术可以为数学教学提供丰富而动感的图形、图像以及展示变化过程，为同学们展现出一个异彩纷呈的数学世界。教师运用信息技术创设出生动、直观、形象、具体、有趣的教学情境，向学生展示各种数学现象、数学变化、数学规律、数学概念以及数学应用，使学生身临其境，感同身受。运用信息技术可以把高中数学知识变抽象复杂为具体简单，变知识为游戏，玩中学，学中做，娱乐于教，让学生借此进入数学思维状态，掌握数学知识。

如在学习《函数y=Asin(x+)的图像》的教学中，我用《几何画板》把A,,均设为参数，通过参数变化，向学生展示 的变化对周期变换的影响，的变化对相位变换的影响和A的变化对振幅的影响，让同学们真正感受到A,,的变化对图像的影响。另外为了让学生了解“先平移后伸缩”和“先伸缩后平移”这两种变换方法的异同，我用PPT演示了y=sinx的图像通过两种变换得到y=Asin(x+)的图像的整个过程。利用信息技术使本节课复杂、抽象的教学内容变得非常形象、直观、深刻、易于学生接受，轻松突破三角函数图像及性质的重难点问题。这比过去直接用理论来说明解释或简单地用粉笔、直尺等传统教具在黑板上画几个草图来讲授的效果要快得多、好得多。以往学生对先平移后伸缩和先伸缩后平移的两种变换方式模糊不清、容易混乱，现在我用信息技术轻松解决了这一难题，学生既学得轻松，又记得牢固。下面是我用几何画板制作的图形变换过程：（见图3）

图3

4 数学实验走进课堂，凸显逻辑推理能力

毛泽东说：“实践是检验真理的唯一标准。”数学教学中让学生充分参与到活动中来是至关重要的。在《随机事件的概率》这一节教学中，有一个探究活动：“如何获得随机事件发生的概率呢？”我设计了以下实验：（1）每2人一组，每组做20次掷硬币试验，并记录正面向上的次数和比例；（2）汇总全班同学试验中正面朝上的次数；（3）找出掷硬币时“正面朝上”的频率；（4）当实验的次数足够多，即大量重复进行同一试验时，事件A发生的频率总是接近于某个常数，这时就把这个常数叫做事件A的概率。接着我用计算机模拟抛硬币（如图4），可随机输入实验的次数，当抛掷硬币的次数足够多时，出现正面的频率值是稳定的，接近于常数0.5。同时我还展示了历史上有名的几位科学家做的实验来证明该结论。利用信息技术，学生就可以通过数学实验来探究数学问题，了解通过数据分析解决实际问题的统计的思想，启迪数学逻辑推理，培养数学核心素养。（见图4）

图4

5 数学活动中建立数学模型，展现数据分析的能力

《课程标准（2017年版）》对数学建模活动与数学探究活动做了严格要求，明确把数学建模活动作为运用模型思想解决实际问题的一类综合实践活动。数学建模要求学生把现实问题抽象转化成数学问题，用数学知识与方法构建数学模型，解决现实问题。数学建模的过程：学生能够在实际情境中发现问题、提出问题；能够通过分析问题建立数学模型；能够运用数学知识分析数据、求解模型、得出结论，并尝试基于现实背景验证模型结果和改进模型、完善模型；能够提升应用能力、增强创新意识。

如在《统计》的教学中，有一个探究活动《人体身高的变化》。我先让他们把自己、父母、祖父母各自的身高记录下来，然后全班同学再统一汇总。课堂上指导学生将所有数据输入电子表格，用EXCEL对数据进行分析和处理，并要求大家在EXCEL中制作频率分布表、画出频率分布直方图、频率折线图等各种统计图表，分析结论并进行推广。基本假设，调动所有学生的积极性，引导学生尽可能全面的考虑问题，将复杂情况简单化。模型建立，指导学生用电子表格将所研究数据记录下来，再引导学生用概率思想求解问题。模型求解阶段，先提前给出简单的数据，帮助学生求解，再引导学生去实际测量生活中的数据，带入我们建立的模型求解。模型推广，让学生发散思维，让学生回顾我们所遇到的问题，在社会生活中还有哪些可以迁移的地方等等，体会数学中模型中解决问题的价值。这种教学形式是基于信息技术条件下的一种新的活动课教学形式，在整个教学活动中，引导学生的思维，经历发现问题，分析问题，基本假设，模型建立，模型求解，模型结论，模型推广的全过程。特别是分析问题的过程，一定要让学生积极的参与进来，找准角度建立尽可能简单的数学模型。

总之，信息技术在高中数学教学中展示了其强大的生命力与广阔的发展空间，我们要大力推进信息技术与高中数学教学的深度融合，促进高中数学核心素养的提升。信息技术创造生动、直观、形象、多彩的教育环境，是学生学习知识、掌握技能的重要工具。我们要充分发挥信息技术的优势，逐步实教学方式，学习方式，教学内容的呈现方式以及师生互动方式的变革，促进高中数学核心素养的提升，从而达到教育学习的目的。