探索信息技术环境下培养高中生数学核心素养的策略

齐晓通

(安徽省淮南市寿县第二中学 安徽 淮南 232200)

引言

信息化技术的快速和进步已成为了社会经济发展的决定性因素，计算机技术和信息技术现如今已经被应用到各个领域当中，同时也给教育领域带来了机遇和挑战。作为新时代的高中数学教师，要抓住机遇，和时代接轨，充分挖掘信息技术的优势，为学生数学核心素养的培养提供有利的帮助。在信息技术的利用过程中，引导学生形成数学建模意识以及学会数据分析，实现学生价值提升的同时提高数学教育水平。

1.高中数学核心素养概述

教育部于2017年发布了教育改革计划书，提出了素质教育的新意见，其重心在于“制定学生发展核心素养体系”。随着教育部对核心素养的不断深入，正式将核心素养评定为“学生适应社会发展所具备的综合品质”。高中数学核心素养包括数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算、直观想象、数据分析等六个方面。数学中的抽象性就是泛泛地指一切数学知识本身都是极其抽象的,在教学中需要关注数学知识与实际之间的差距，让学生有效的理解数学抽象思维。逻辑推理是指学生在解题过程中需要具备一定的逻辑思维，保证学生可以根据已知条件进行结论的推理。数学建模是要求学生利用数学知识的工具性，构建知识结构模型，利用数学知识来解决生活中的问题。数学运算是要求学生可以有效的进行代数计算，根据题目选择适合的公式进行解答。直观思想与抽象思维相对立，要求学生可以利用数形结合的方式进行解题。数据分析是要求学生掌握概率、统计的能力，通过正确的手段进行数据收集后，对有效的信息进行选取，对数据进行分析，为论证过程提供数据支持。在核心素养的培育过程中，教师要将自主探究作为主要内容，创新传统的数学课堂教学体系，扭转师生间的地位，将课程的主导权交由学生，引导学生发现问题、分析问题并解决问题，让学生经历一个观察、分析、推导的过程，无形中促使学生综合思维的形成。

2.信息技术对高中数学核心素养培养的积极意义

2.1 课本知识的可视化。现代信息技术的主要功能之一就是“可视化”，其综合了图像、动画、声音等多种信息传递方式。教师既可以利用电子白板等手段实现和学生之间的信息交互，构建出活跃的课堂氛围，也通过多媒体技术播放影音视频、展示PPT课件，从而让数学课堂“看得见”，让数学知识变得“可视化”，进而达到激发学生学习兴趣、促进知识汲取的目的。例如在“函数”板块的教学中，函数是高中数学的重难点，在高考中占比较大，在以往教学中，教师只能结合教材和黑板进行讲解，而在利用信息技术后，教师可以借助于信息技术直观化展示的功能，将一些函数图象直观地呈现在学生面前，让抽象的知识形象化、具体化，有效促进学生的吸收。且在此过程在也可以利用“3D绘图软件”“几何画板”等让学生进行数学模型构建，有效实现其核心素养的形成。

2.2 实现师生地位的转变。信息技术与高中数学课程的整合在教学内容、师生角色、课程模式等方面都发生了巨大的变革，在信息技术的作用下，教师对知识技巧只做引导性讲解，地位从传统的“执教者”变为“引导者”，学生能够结合互联网平台、微视频进行自主探究，其主体性得以真正凸显，其自主学习空间也将得到拓展，学生的自主学习能力、思维能力也将形成。

2.3 实现教学内容的延伸。在信息教学环境下，各种学习资源得到充分运用，该技术不仅具备强大的信息索引功能，还具备课件资源、习题讲解、点评和反馈功能。此过程中，学生的学习资源将不再局限于教材和教师，而是能够直接获得名师指导，如此一来，学生对数学知识的掌握将会更加全面。

2.4 课堂互动促进师生关系。在以往传统的高中数学教学中，教师与学生之间缺乏有效的沟通，究其原因，一是因为在传统教学中，教师的备课工作任务繁重，教师通常需要花费大量的时间和精力准备教案，并且过去的多媒体课件辅助教学能力不足，导致教师课前没有足够的时间与学生交流；二是在课堂教学中，教师需要进行大量的手工板书写作，但课堂教学时间又是非常有限的，教师没有过多的时间与学生交流。随着信息技术在教学课堂中的融入，教师可以使用多媒体课件来进行教学，比如运用一些PPT课件，从而减少了教师重复备课和粉笔板书的工作量，与此同时，学生也能借助信息技术及相关工具，开展自主探索，利用信用技术提供的便利进行独立探索，了解并掌握所学知识。课件可以在课堂上展示教学内容，教师也有了更多的时间与学生交流，信息技术的融入在这当中也促进了师生之间的互动，有利于师生情感的和谐发展，也有助于保证课堂教学质量。

3.信息技术下高中数学教学存在的问题

3.1 教师的课件制作技能不足。部分数学老师在学会利用信息技术教学之后，忽略了教材课本上的钻研，许多教师在备课前没有充分研读课本，仅仅通过互联网技术搜索一些他人的公开课或者直接下载课件，没有结合本班学生的具体情况，无法制作适合本班学生的课件或视频，忽略了教学的整体性和协调性，以至于PPT内容和课程的实际教学内容不符，学生难以有效够把握课程中的重难点知识。经实践表明，就算课件制作得再完美，如果脱离了教材，仍然不能取得最佳的教学效果，所以，数学老师在利用信息及时进行教学时，要将精力更多的投入到教材的钻研中，以制作出更加符合教案的课件。

3.2 信息技术应用时机把握不到位。在高中数学教学中运用信息技术的目的在于提高教学质量、丰富课堂组织形式，但许多教师在组织教学活动时，忽略了信息技术教学的初衷，没有准确把握运用信息技术的时机。高中阶段的数学知识相对较为复杂，并不是所有知识点都适合采用信息技术，一些重要性不高，内容较为简单的知识可以一笔带过，只需要教师简单的口头讲解即可。但许多教师为了彰显自身信息化教学水平，在所有课程中进行信息技术讲解，在频繁使用信息技术的过程中，学生容易产生疲倦感，千篇一律的授课方式和花哨的课件容易分散学生注意力，最终影响到数学课堂教学质量。

3.3 信息技术应用的深度不足。尽管信息技术在教育领域的发展速率迅速，但仍有诸多方面处于探究阶段，其在高中数学教学运用存在问题的突出表现就在于应用深度不足。多数数学教师的信息技术运用仅仅体现在多媒体、电子白板当中，其对于多媒体的运用也是停留于音频、动画播放，以吸引学生的注意力，对于一些教学软件、教育资源和工具的运用较为表浅化。此外，教师通常只是利用信息技术展示数学教学的相关素材，没有平衡好讲解数学知识和展示课件之间的关系，只是为了运用信息技术而采用信息设备，以至于高中数学课堂缺乏针对性、普适性，对学生核心素养的形成造成了一定阻碍。

4.信息技术环境下培养高中生数学核心素养的策略

4.1 教案设计，循序渐进展开教学。教案设计是高中数学教师运用信息技术的核心，教师首先要结合教材的重难点知识点，学生的学习能力、数学知识接受能力以及数学思维、数学认知结构等，确定出教学内容和方法，制定PPT，选择相应的视频教学资源，完成备课设计。然后利用电子白板展示进行情境导入，激发学生的学习热情，让教师能够循序渐进地展开教学。

4.2 构建情境，实现课程导入。在课件制作完成后，教师可以进行情境导入，以激发学生的参与意识。信息技术具备丰富的教学资源和直观的教学内容展示，在信息技术和教学的引导下，帮助学生一步步展开探究，既达到吸引学生注意力、激发学生兴趣的目的，也能够给予学生更多地思考空间，无形中发展学生的思维，帮助学生核心素养的形成。例如在人教版数学“指数函数”的教学中，研究新冠肺炎疫情初始阶段累计感染病例数与时间的指数模型，学生受到吸引，学习热情显著提升，和同学相互探究、讨论，思维异常活跃，深度思考事物发生的“概率”，学生的探究能力、思维能力将在此过程中得以形成。

4.3 利用电子白板实现师生交互，活跃课堂氛围。电子白板同样在信息技术支持下取得了广泛运用，电子白板是以网络为基石的电子交互界面，同样具备可视化功能和信息交互功能，相对于多媒体，电子白板更加便捷、灵活。教师在课堂教学时在白板上书写着自己的要点重点，学生需要不停的记录，教师利用电子白板，学生可以专注于听课，在课下只需轻按一下按键或按一下遥控器，就可以把白板上书写的内容完完整整的打印下来。数学教师可以借助于电子白板的信息交互功能，实现和学生的有效互动、交流，从而达到活跃课堂氛围、激发学生的课堂参与意识。以函数单调性教学为例，教学难点是运用符号，描述函数的单调性。教师可以利用电子白板展示函数单调性的变化情况，在此过程中，教师要注重和学生之间的交互，发挥出自身的引导、组织作用，让学生就函数图象函数展开对函数抽象概念、形象图形、符号语言的分析，在教师的引导和交互下，学生的抽象思维、推理能力也将得到培养。

4.4 利用微课构建翻转课堂，促进学生自主探究。在信息技术背景下，基于微课的翻转课堂体系取得了创新运用，为促使学生自主学习、探究性学习带来了方向。教师既可以利用微课展示设计方案、课件素材、练习试题以及学生反馈等辅助性教学资源，又可以用丰富有趣的形式展现给同学们不一样的数学学习方法，而且它并不偏离传统的数学教学模式，而是在此基础上创新与整合形成的一种新型教学方式。在此模式下，教师只起到一定的辅助和协同作用，学生通过在课前自主预习、课中观看微课进行自主探究、课后规划学习内容，全面提升学生的独立思考以及自主学习能力。因而，教师要充分挖掘信息技术的功能和优势，让数学教学体系得到优化，让学生更好地展开数学探究。以“空间向量与立体几何”的教学为例，为让学生能够正确掌握空间向量及其运算、基本定理，并有效掌握空间向量与立体几何的关系，教师首先利用多媒体展示本堂课的教学目标，设计相应的教学问题，让学生积极讨论，在讨论过程中，教师要注重引导，在进入正题后，教师适时播放微课，利用微课引导学生自主探究，借助于微课短小精悍的特征给学生详细讲解空间向量在立体几何中的坐标表述，让学生从易到难、由浅入深的探究空间向量的运算方法，再通过分类讨论、数形结合，由特殊到一般，让学生在微课的帮助下自主推导、分析、论证，深刻而全面地掌握空间向量的性质和运算方法，既快速掌握知识点，也能在无形中促使其核心素养的形成。在课后，微课也可以实现查漏补缺。学生方面可以记录下课堂中存在的问题，教师在课程结束后，可以将微课资源上传至学习平台，让学生能够在课后随时观看视频，对于其存在的问题，可以反复观看，针对性地对难以掌握的知识进行重点练习，形成记忆曲线，针对自身存在的问题反复理解，在微课的帮助下实现知识巩固和查漏补缺。

4.5 挖掘信息技术的软件教学功能，发展学生的建模能力。信息技术具备丰富的功能，如较为常见的“摄影”“摄像”功能，教师可以将利用录制功能将自己的授课情况录制下来，制作成视频，让学生观看掌握自身的学习动态，观看自身在课堂学习中的表现，总结自身在学习上存在的不足。其次，信息技术同样包含了众多教学软件，如“几何画板”“3D画板”等，当教师讲解到“几何”“函数”知识时，可以借助于几何画板进行图形绘画或者函数坐标图的绘制，帮助学生更加直观地了解、分析和记忆，无形中强化学生的数学建模能力。例如在“三角函数”的教学中，教师首先让学生联想一下日常生活中有哪些事物呈现出三角形，学生会说高山、屋顶等，教师这时再以生活为原型，设计一个情境问题：“一个身高为1.7米的男子站在广阔的黄浦江眺望东方明珠塔，他仰起头的仰角为70°，俯视东方明珠塔在江面上的倒影角度为75°，根据题目中阐述的内容求出东方明珠塔的高度？”这道题既考察了三角函数，也体现了生活与数学之间的关联。问题提出后，学生开始和周围同学展开积极讨论，部分同学意识到这道题需要以构图为核心，部分学生认为应以计算为主，教师在学生讨论后，随机抽取几位同学，让其结合“几何画图软件”构建数学模型，通过模型与数字的结合，让学生结合文字信息和模型展开分析，进而快速找到突破口，其数学建模能力也在此过程中形成。

4.6 提升教师的信息素养，深度发挥出信息技术的优势。

4.6.1 深度发挥出现代信息技术的优势，实现其与数学课堂的融合。高中数学教师首先要提升自身的信息素养，积极阅读相关教育书籍，加强和其他教师的研讨、交流，并从实践中总结经验，使得信息技术的应用更加完善。其次，要大胆对信息技术进行创新和突破，数学教师不能停留于PPT讲解或者视频讲解中，而是要充分认识到信息技术的特征，构建出“信息技术+”的教学体系。例如，教师借助于信息技术丰富的教育资源和大数据跟踪功能，掌握学生的个性化需求，然后基于学生的实际需求开展针对性教学，也可以利用信息技术实现与小组合作、情境教学、游戏化教学等多种传统教学模式的融合，真正实现教学体系的优化，为学生核心素养的培养奠基。此外，可以借助信息化教学平台，例如智慧课堂、学习通、腾讯课堂、云班课、雨课堂、91速课等，平台资源库中有很多可以直接拿来授课的资源资料，教师也可以自己上传自己的相关资料丰富其中的内容；题库亦是如此，并且可以进行出卷、考试、测验等教学活动，优化教学手段的同时提升了教师的信息素养。

4.6.2 教师可以使用互联网设备开展课堂评价活动。实践评价活动也是教师在授课过程中经常使用的评价活动，学生是学习的主体，教师在开展评价活动时，一定要发挥学生的主体作用。让学生积极的参与到教师的课堂评价之中，比如说教师在教授高中数学课本中《基本初等函数》这一知识点时，教师就可以开展课堂评价活动。教师在这一时期可以让学生进行互评。教师可以让学生根据同学在本节课中的活跃度进行评分。教师可以借助互联网设备为每一位同学建立一个电子信息档案，每一次学生互相评价的分数以及学生的表现都被教师记录在档案里，这会形成一个非常客观的评价。而且家长也可以通过教师所记录的档案，切实地观测到学生在学校的学习状况，这也有助于家长及时了解学生的信息。除此之外，教师建立一个信息档案也可以对学生的学习以及成长进行长期的跟踪，可以切实的观测到学生的学习状况，从而培育学生良好的学习态势。

4.6.3 教师采用大数据进行评价分析。教师在进行评价活动的时候，必须要借助互联网设备采用大数据分析法，只有这样才能够得到较为客观的评价。随着当今社会的发展，信息技术在我国突飞猛进。因此教师在进行评价时必须要要依托大数据的分析。因此高中数学老师在授课过程中可以建立完善科学的信息档案。教师可以在档案中记录每一位学生的成长，教师在分析学生的成长记录时，不能只以成绩论英雄，以成绩的好坏对学生做出最终的评价。教师在做出终极评价时必须利用大数据的收集分析功能，使用多样化、开放性的评价方法和手段，对学生各项活动进行综合评比与分析，这也可以帮助教师抓住学生的个性以及天赋点。对学生进行整体综合分析，有利于形成正确的评价，促进学生的个性化发展。

结语

综上，信息技术环境下，多媒体、电子白板取得了广泛运用，就目前来看，我国大多数高中数学课堂已经普遍应用信息技术，但应用方法比较单一、古板，形式千篇一律，信息技术的优势尚未得到深度挖掘。意味着数学教师要不断提升自己的信息素养，总结经验得失，深刻意识到信息技术的价值和功能，实现其和传统教学模式的深度融合，最终实现数学课堂的全面优化，有效助力学生核心素养的形成。