现代教育技术在高中数学教学中的应用探究

邱俞娟　雍龙泉

摘 要：随着时代的发展，以信息技术为代表的现代教育技术越来越广泛地应用到数学教学中来，正逐渐改变着传统课堂教学的模式，并且必将对数学教学产生深远的影响.本文主要介绍现代教育技术在高中数学教学中的概述、优势以及应用原则，最后以高中数学部分教学内容为例，探讨现代教育技术在数学教学中的广泛应用.

关键词：现代教育技术；高中数学；数学教学

相较于初中数学，高中数学的理论性、抽象性更强，部分数学知识仅依靠教师的口头表达很难讲解清楚，有时不仅费时费力，还达不到好的教学效果，这在一定程度上制约了学生对数学学习的积极性.2019年4月，教育部发布《关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的意见》，提出“构建以校为本、基于课堂……全面促进信息技术与教育教学融合创新发展”的总目标.因此作为高中教师，为了更好适应新时代背景下的教育变革与发展，就需要对传统教学方法进行改革与创新，将传统教学方法和现代教育技术进行有机融合，推动教育现代化的发展.

李淑红［1］、李再成［2］等人分析了现代教育技术的优势特点，并就现代教育技术在数学教学中的具体应用策略进行论述；侯木兰［3］在文章中阐述了如何提高高中数学课堂教学有效性的内涵，并对如何应用现代教育技术提高高中数学课堂教学的有效性进行了研究；邱平元［4］、李凤姬［5］等人指出现代教育技术与数学课堂教学的整合，具有提高学生的学习積极性、突破教学重难点、提高课堂教学效率的优势；王乐萍［6］、陈淋屏［7］、李晓慧［8］、周云霞［9］等人在探究现代教育技术与高中数学课堂教学整合的论文中提出了现代教育技术与高中数学课堂教学整合的理论基础、原则以及应用策略等，并结合教学实际，给出了现代教育技术与高中数学课堂教学融合的案例；任海燕［10］在其文章中对现代教育技术与中学数学课程课内、课外整合的两种教学模式进行了具体分析，并提出了四种现代教育技术和中学数学课堂进行整合的教学模式.

从以上研究中可以看出，现代教育技术辅助数学教学，具有改革和发展教学模式、教学内容、教学方法的积极作用，但是如何在更大范围内，更加理想地将现代教育技术与高中数学教学相融合，这就需要我们在理论与实践方面进行更深层次的探索.本文主要介绍现代教育技术在高中数学教学中的应用优势和应用原则，并结合教学实例，来体现现代教育技术与高中数学课堂教学有机结合的优越性.

1 现代教育技术的概述

目前关于现代教育技术做出的最简洁、最全面的表述是：运用现代教育理论和现代信息技术，通过对教学过程和教学资源设计、开发、应用、管理和评价，以实现教学过程和教学资源的优化的理论与实践［11］.所谓现代教育技术在教学中的应用，就是将现代教育技术融合到日常教学中去，具体到高中数学的教学实践中，就是在已有的高中数学课程的学习活动中结合使用现代教育技术，借助于多种形式的多媒体技术和教学设施，营造出现代化的教学环境，整合教学资源，实现教学目标的一种新型教学方式［12］.

2 现代教育技术在高中数学教学中的应用优势

现代教育技术在数学课堂中的合理应用能优化教育教学、转变教学方式，使得数学教学内容的呈现方式更加多样化、综合化.在课程教学方面，借助现代教育技术能够为学生创造情景化、综合性的学习环境，对激发学生数学学习的自主性、提升课堂教学效率、发展学生的数学素养有很大帮助.在教师发展方面，现代教育技术与数学课堂教学的融合，能够帮助教师紧跟教育现代化的发展前沿、提升教育教学工作效能、促进数学教师自身专业能力的持续发展，为从事信息化教育奠定坚实基础.

2.1 突破教学重难点，有效提高课堂教学效率

高中数学具有高度的抽象性和严密的逻辑性，很多知识仅依靠教师的语言讲解学生很难理解.而现代教育技术融入数学课堂可以实现数学知识从抽象到具体、从静态到动态、从复杂到简单的转变，达到提高学习效率和学习质量的目的［13］.以立体几何中的截面问题为例，在研究性课题《正方体截面的形状》一节中，学生虽然已经具备了一定的归纳、猜想能力，但在分析、空间想象能力方面还有所欠缺，这对学生从同一几何体不同角度切割所得截面的不同外形的想象造成了困难.而利用GeoGebra，教师可以引导学生自主探究或协作探究完成实验，通过自己动手实验，学生逐步探究出“正方体截面的形状有哪些”“正方体截面形状的特征”“怎样截面面积最大”等问题，进一步加深学生对截面问题的理解，尤其是对学生图形的立体感、方位感、进一步培养学生的空间意识、发展学生数形结合思想、突破教学重难点有极大的好处.利用GeoGebra绘制部分正方体的截面外形，如图1所示.

2.2 改变学生学习方式，有利于学生自主学习

从传统的教学模式来看，学生的知识主要来源于教师和书本，并且在一定程度上受到学习时间、教学组织形式或其他条件的限制.而现代教育技术可以为学生提供新的资源，突破知识主要来自课本的限制，极大地丰富和拓宽了学生的学习方式和学习途径.同时现代教育技术主张将学习的主动权交给学生，让学生在自主探究中实现知识的自我建构，对培养学生的动手能力和创新意识有很大帮助.例如：传统教学模式中在学习《椭圆的定义》这一节课时，通常是采用小组合作的方式，通过固定一条绳的两端，用笔尖将绳拉紧并运动，然后观察所得到的图形展开教学，但是由于实际操作有误差，且动态性不强，可能对学习过程有一定的影响.而现代教育技术的融入，教师就可以利用多媒体先播放“太阳系行星绕日运行轨道视频”来抽象出椭圆的形状，同时利用几何画板等数学软件动态演示椭圆的形成过程，不仅操作简单，还可以对椭圆的高度、大小进行控制，让学生直观感受到：椭圆是点按一定“规律”运动所形成的轨迹.

2.3 创设生动教学情景，唤醒学生学习兴趣

现代教育技术具有较强的趣味性，能够以更加符合高中学生身心发展的特点来呈现教学内容，达到激发学生数学学习兴趣和创新意识的良好效果.数学概念是数学学习的基础，但是往往数学概念又具有较高的抽象性和概括性，学习起来枯燥有难度，而在概念课上融合现代教育技术可以很大程度上提升学生的学习兴趣［14］.例如：在学习《直线与圆的位置关系》时，在传统教学中，教师单在黑板上画出这三种不同的位置关系就花费较长时间，且不够准确.而通过多媒体课件，教师可以先展示一些日落、海平面等在生活中能体现直线与圆的位置关系的实例，让学生观察并抽象出其中的几何图形，从而引出直线和圆的位置关系，结合使用几何画板，可以将有关图象快速、直观、准确地呈现在学生的面前，不仅便于学生对直线和圆的位置关系的理解，同时吸引学生的学习兴趣.

3 现代教育技术在高中数学教学中的应用原则

现代教育技术与数学课程融合具有其独特的优势.但在利用信息技术之前，我们要清楚现代教育技术的优势和不足，并了解数学教学的需求.在应用过程中，我们应遵循以下原则：

3.1 合理性原则

现代教育技术的先进性毋庸置疑，然而现代教育技术运用于數学教学，其目标在于对传统教学模式进行创新，而非机械地取代.信息技术是教师教学的工具，是师生之间的交互工具，因此，在教学中教师不能完全依赖于多媒体.部分教师整节课从头到尾都是用课件将教学内容呈现在学生面前，而在黑板上没有任何板书，与学生也没有互动交流的过程，仅仅变成了课件的“放映员”.且多媒体课堂信息量大、教学内容多、切换速度快，不利于学生对知识的记录，这就造成了一节课后，有些同学很难掌握本节课的重难点.因此利用多媒体教学并不意味着忽视传统教学的优势，而是在课堂中合理利用“粉笔+黑板+口语+现代教育技术”的教学方式，实现传统教学与现代教育技术的优势互补.

3.2 有效性原则

现代教育技术在高中数学课程中的应用，促使课堂教学形象生动、课堂氛围活跃，然而它作为学生学习认知的辅助工具，必须服务于教学.教师作为课件的选择者、设计者，必须找准教学内容与现代教育技术的契合点，科学使用.根据课程的目标、内容、形式等，设计相应的课件、选择合适的数学软件，绝不能因为它而改变教学常规，如果随意使用、机械照搬，其在教学中的作用就无法充分发挥出来［15］.以《指数函数》为例，指数函数是高中阶段重要的基本初等函数之一，主要涉及到的教学任务是概念的引入、图象及性质的探究、函数图象的应用.本节教学中，现代教育技术的运用主要是作为情境探究和发现学习的工具，呈现探索情境并帮助学生总结归纳指数函数的性质.如表1所示，根据教学目标、教学内容等，设计《指数函数》教学软件媒体选择工作表，更好地体现现代教育技术有效性原则的运用.

4 现代教育技术在高中数学教学中的应用实践案例

现代教育技术应用于数学教学包括几何画板、GeoGebra、书写投影仪、PowerPoint、微课、智慧课堂、计算机语言编程等，以下是一些应用实践案例.

4.1 案例一：利用几何画板演示正弦函数的图像

几何画板是一个数学教学的辅助软件，最大的特点就是其动态性，为教师动态演示和引导学生探究提供了新的方法.例如，在正弦函数的图象教学过程中，教师利用几何画板不仅操作简单，还能清楚呈现函数图象的生成过程，加深学生对函数图象的认识，对学生数形结合思想的培养也有很大帮助.

4.2 案例二：利用程序语言解决数学问题

近几年，高考题中的程序框图题或者其他一些数学问题可以通过编程语言来求解，学生在教师的指导下可以自己动手做数学实验.应用程序语言解决数学问题，不仅可以培养学生的逻辑思维、模式识别、抽象能力和创新意识，同时对锻炼学生的编程和动手能力有极大帮助，并且在学生自己动手编程并正确运行程序之后，就会体验到通过编程来解决数学问题的快乐.

如图2，以2022年全国数学试题乙卷中的程序框图题为例.利用程序语言可以快速求出在n=4时循环结束，并可以清楚展示出在n=2，3，4不同取值时的结果.

4.3 案例三：利用视听媒体展示课堂教学中的图片、视频、音频等

采用视听媒体进行教学补充，可以弱化一些教师以其他形式难以展现的重难点知识，同时视听媒体可以提供规范标准的行为模式，尤其是一些数学实验，学生就可以通过接受视听信息来规范自己的学习过程.例如《空间几何体的结构》这一节课，作为立体几何的起始课，其主要内容为空间几何体、多面体、旋转体的概念和柱、锥、台的结构特征.如图3所示，教师利用视觉媒体展示现实生活中的几何体图片，通过对图片的观察、分析、比较，不仅激发学生的学习兴趣，同时能更好的帮助学生抽象、感知、理解空间几何体的定义及组成要素，并概括出相关几何体的结构特征，理解棱柱和棱台的结构联系与区别，也可以让学生直观感知到我们所处的现实空间，体验数学活动充满着探索与创造.

4.4 案例四利用SPSS探究相关性

针对于高中数学中数据的直观表示、相关性判断、回归分析的求解等教学内容，当数据较多时，课堂上利用黑板绘图很难画出各种统计图或计算出相关结果，而利用SPSS或Excel等软件进行数据的统计、相关性检验或求解线性回归方程时，不仅准确，且可以节省大量时间，帮助教师将教学任务集中在知识的分析和讲解上.

5 结束语

现代教育技术以其特有的优越性，在各类课程中得到了广泛的运用.作为教师，在课堂教学中一定要找准现代教育技术和数学教学内容之间的契合点，科学地、合理地运用现代教育技术的优势.当然，我们也应该看到现代教育技术的局限性，因为现代教育技术不是一种目的，而是我们在实现数学教学目标时的一种现代化手段，因此我们不能无节制地去使用它，而是将它与传统教学模式有机融合，做到有的放矢，从而使高中数学的教学质量获得有效提高！

参考文献：

［1］ 李淑红.现代教育技术与高中数学教学有机融合的策略探究［J］.数理化解题研究，2021（24）：35-36.

［2］ 李再成.现代教育技术在高中数学教学中的应用分析［J］.数学学习与研究，2020（7）：34.

［3］ 侯木兰.浅谈应用现代教育技术提高高中数学课堂教学的有效性［J］.课程教育研究，2017（38）：132.

［4］ 邱平元.数学教学与多媒体信息技术整合的初步探究［J］.教育导刊，2013（5）：83-85.

［5］ 李凤姬.论现代教育技术在高中数学教学中的应用［J］.考试（教研版），2013（1）：66.

［6］ 王乐萍.现代教育技术与高中数学课程整合的研究与实践［D］.沈阳：辽宁师范大学，2008.

［7］ 陈淋屏.现代教育技术与高中数学教学整合及其教学模式研究［D］.重庆：西南师范大学，2005.

［8］ 李晓慧.现代教育技术与中学数学教学整合研究［D］.河南：河南师范大学，2019.

［9］ 周云霞.信息技术与高中数学教学的有效整合及案例研究［D］.吉林：东北师范大学，2011.

［10］ 任海艳.现代教育技术与中学数学课程整合教学模式的研究［D］.沈阳：辽宁师范大学，2011.

［11］ 王俞敏.现代教育技术与初中数学教学整合的设计与应用［D］.上海：上海师范大学，2011.

［12］ 贾博.现代教育技术在初中数学教学中的应用［D］.沈阳：辽宁师范大学，2011.

［13］ 钟伟香.现代教育技术在高中数学教学中的应用分析［J］.新课程（下），2015（9）：162-163.

［14］ 王伟君.基于信息技术的高中数学高效课堂的教学策略分析［J］.考试周刊，2021（18）：67-68.

［15］ 董江春.现代教育技术在高中数学教学中的应用研究［J］.中小学实验与装备，2020，30（5）：53-55.

基金项目：陕西高等教育教学改革研究项目“跨校跨专业教研联合体探索”（项目编号：21BZ013）.