信息技术与高中数学教学深度融合研究

陈笑

摘 要：在教育信息化2.0的背景下，高中数学教师要充分发挥信息技术对数学课程的支持与服务作用，推动信息技术与教学过程的深度融合，借助信息技术开发丰富优质的数学教育资源，拓展教学的时间、空间。这既是新课标的要求，也是学生数学素养发展的需求。本文从新课标的要求出发，对信息技术与高中数学教学深度融合的策略进行探究，以期提升数学教学的实效性，打造出信息化、现代化的數学教学模式。

关键词：信息技术；高中数学；深度融合

数学是高中阶段的必修课程之一，对于学生的高考成绩有着重要的影响，但同时也是许多学生眼中的学习难度较高的学科。高中数学课程具有较强的抽象性，知识量大，学习难度偏高，对于学生的思维能力提出了较高的要求。在传统的教学模式中，教师大多采用讲解、板书的授课方式，教学过程较为枯燥乏味，不利于调动学生的学习积极性，也难以使学生高效地理解数学知识。信息技术的出现，为数学课程改革打开了新思路，高中数学教师要积极提升自身的信息素养，运用好各种软硬件，推动数学教学模式的革新，充分发挥信息技术的优势，帮助学生更加高效、轻松地理解课程内容，提升数学学习的效率。

一、借助线上平台，指导学生有效预习

在数学教学中，预习是一个重要的步骤。学生通过课前自主预习，能够对要学的新知识形成基本的认识，在课堂上更加轻松地跟上教学进度，也有助于锻炼自身的学习能力。如果学生对新授课内容一无所知，在课堂学习过程中会感到比较吃力，很容易出现“一步跟不上，步步跟不上”的情况，难以奠定扎实的知识基础。许多高中数学教师都会布置课前预习任务，但在课外难以有效监督、指导学生，以至于预习效果不尽如人意，通常只有少部分学习能力强、自我管理能力强的学生能够高质量地完成预习任务。对此，教师可借助线上平台对学生进行指导，帮助学生更好地完成预习任务，通过线上平台向他们推送优质的数字化资源，为学生答疑解惑[1]。

例如：在教学《两条直线的平行与垂直》一课时，教师可制作一段微课视频，在视频中插入一些照片，包括学校升旗台的照片、斑马线照片等，并设计预习任务：“请找出照片中存在平行或垂直关系的物体。”如：旗杆垂直于地平面、斑马线相互平行等，让学生通过对这些生活事物的观察和分析，对本课主题形成初步的认识。接着，在视频中出示含有两条平行线的坐标轴，并用红色字体出示本课的知识重点：“当两条直线的斜率都存在时，如果它们互相平行，那么它们的斜率相等；如果它们互相垂直，那么它们斜率的乘积等于负１。”在视频最后，教师可插入一段动画，演示旗杆的影子随着太阳移动而变化的过程，并提出问题：“旗杆与地面上的影子存在什么样的位置关系？随着太阳位置的变化，旗杆的影子也在不断移动，旗杆与影子的角度是否会改变呢？”让学生通过画坐标轴的方式，探究问题的答案。制作完成后，教师可通过QQ群、微信群等平台，将微课视频发送给学生，让学生将微课与教材结合起来进行预习。与此同时，教师还可以发布一些预习题目，如：

1.已知（6，-6），（0，3），（3，6），（-6，0），判断直线与的位置关系。

2.已知（3，3），（2，1），（6，-1）三点，试判断的形状。

3.已知直线过点（0，-3），（-2，-3），过点（0，--1），（1-，0）.求实数为何值时：（1）∥；（2）⊥。

学生可以将自己的解题过程和答案分享到班级群中，与同学一起讨论、对比。当学生在预习中遇到困难的时候，也可以通过线上询问同学或教师。数学教师可通过对学生课前答题情况的分析，判断他们的预习效果，评估学生对本课知识的理解情况，并有针对性地制订教学方案。

二、开发信息资源，优化课堂导入环节

导入是高中数学课堂的前奏，对于后续的教学活动有着重要的影响。高质量的导入活动可以在短时间内抓住学生的注意力，带领他们走进教学情境，使学生以专注、积极、活跃的态度投入课堂学习中来。在传统的教学模式中，有些教师不重视导入环节，直接切入教学主题，有些教师则只是用几句话导入，难以有效调动学生的能动性。在教育信息化的背景下，高中数学教师要善于开发信息教育资源，带给学生丰富的感官体验，设计具有趣味性的导入活动，以此来营造活跃的课堂氛围，让学生在积极、好奇的状态下学习，为后续的教学活动做好铺垫，深化学生对本课知识的记忆与理解[2]。

例如：在教学《椭圆》的时候，教师可从互联网上搜索关于天体运动的演示视频，将其插入到课件当中。上课后，教师组织学生观看动画，并提出问题：“天体的运动轨迹是什么形状？”通过观看，学生可以发现视频中的天体沿着椭圆形的轨迹运动。接着，教师可让学生尝试在纸上画一个椭圆，但学生很难画出标准的椭圆形。这时，教师可打开几何画板工具，并为学生演示椭圆的绘制过程，具体如下：先确定、两个点，将两个点连接起来，画出一条线段。接着，在线段上取一点，以、两个定点作为圆心，以、为半径绘制圆形，两圆相交于点。然后，设置点在线段上运动，并追踪点，形成的图形就是标准的椭圆。高中生大多对宇宙、天体有着很强的好奇心，教师以天体运动的视频导入，在第一时间吸引了学生的目光，激发了他们的学习兴趣，也引出了本课的学习主题。

三、借助GGB软件，改进课堂演示过程

随着计算机技术的发展，现在互联网上出现了许多关于数学的软件，为高中数学教学提供了更多的选择。GGB是GeoGebra的简称，是一个具有强大的数形结合功能的软件，它能够把方程式、函数式转化为直观规范的图像，也可以构建圆柱、圆锥、棱柱等不同的立体几何图形，在数学教育领域有着重要的应用价值，得到了广泛的认可。图像、图形是高中数学课程的重要内容，但由于技术工具上的限制，以前教师只能在黑板上画图，视觉效果不佳，图像的规范性不够高，特别是教室后排的学生，观察起来会比较费力，这在很大程度上影响了学生的听课效果。对此，高中数学教师可借助GGB软件改进课堂演示过程，不仅能够节省大量的画图时间，提升课堂教学的效率，也让每个学生都清晰地看到图像内容，带给学生直观、动态的视觉体验[3]。

例如：在教学《直线与圆的位置关系》时，教师在代数区分别输入直线和圆的方程式，右侧的图像区域就会自动绘制出对应的图形，教师可运用“缓慢绘制”的指令，让软件逐渐显示图形，使学生能够清晰地看到图形的构建过程。同时，教师可以运用软件中的“属性设置”命令，调整图形的颜色，增强直线和圆的视觉区分度，以便学生观察。接着，教师可多次调整直线方程式的数值，并要求学生认真观察直线与圆的位置关系的变化情况。随着方程式的变化，直线与圆的位置关系逐渐经历了“相离—相切—相交—相切—相离”的变化过程。这时，教师可提出问题：“怎样通过方程来判断直线与圆的位置关系？”让学生将软件中的方程式记录下来，并分析数值变化对直线与圆位置关系的影响。GGB软件有助于提升教学的效率，优化课堂演示过程，改善学生的视觉体验，但教师也要注重学生本身的思考和探究，不能片面重视GGB软件的演示功能，而是要在演示的过程中多与学生互动，引导他们主动地观察、思考、探究，这样才能充分发挥GGB软件的育人价值，使其成为学生高效学习的工具。

四、增进人机互动，指导学生动手操作

要想实现信息技术与数学教学的深度融合，教师不能只是让学生被动地观看和听讲，而是要为他们提供自主操作的机会，增进人机之间的互动性，提升学生在课堂上的参与感，让学生在眼、耳、脑、手并用的过程中，产生多维、深度的认知体验，使其感受信息技术在数学学习中的重要意义，提高学生的信息技术操作能力。数学本身是一门略显枯燥的科学，再加上传统的数学课堂以理论讲解为主，导致部分学生的数学学习兴趣不足。

例如：在教学《直线的斜率与倾斜角》的时候，本课的主要教学内容是倾斜角和斜率的定义、范围及坐标公式，二者都是描述直线倾斜程度的概念。其中，倾斜角是一个相对直观、形象的量，而斜率侧重于对数量关系的描述，是一个相对抽象的量，许多学生不明白斜率与倾斜角之间的联系。对此，教师可带领学生走进计算机教室，指导学生运用几何画板、GGB等软件进行自主操作，让学生在动手操作的过程中，深入准确地理解倾斜角和斜率的概念。首先，教师要教授给学生软件的操作方法，讲解基本的工具、功能、质量等，让学生利用描点、连线等工具，建立平面直角坐标系。接着，教师可提出问题：“在平面直角坐标系当中，一条直线的位置由哪些条件确定？”根据之前所学的知识，学生很快就想到：“两点确定一条直线。”这时候，教师可进行追问：“仅过一点能确定一条直线吗？”然后让学生在坐标轴中标出点P，绘制一条直线，然后在直线上的任意位置（除P点外）确定另一点，并让学生拖动该点，观察直线的变化情况。

通过对这组直线的观察，学生很容易发现，过一点确定的直线倾斜程度不同。接着，教师提出问题：“应该怎样描述直线的倾斜程度？”进而引申出斜率、倾斜角的概念，并让学生输入不同的斜率数值，观察直线的变化情况，总结倾斜角与斜率之间的关系，即。学生在自主操作的过程中，能够直观地感受到数与形之间的动态变化关系，对数学知识形成更加深刻的印象，同时也有助于激发学生数学学习的积极性，促使学生主动地探索新知识[4]。

五、拓展信息渠道，培养自主学习能力

以往的高中数学教学局限在课本当中，教师很少运用课外的教學资源，以至于学生的认知视野受到了限制。然而，要培养学生良好的数学素养，只依靠数学教材是不够的。教师要充分发挥信息技术的优势，为学生打开通向外面世界的窗口，将课外资源引入数学课堂当中，对数学教材进行补充、拓展，让数学课程内容更加丰富多元，打造具有开放性、发散性的数学课堂，鼓励学生运用信息技术自主搜索数学学习材料，培养学生良好的信息化学习意识和能力[5]。

例如：在教学《导数及其应用》的时候，本单元安排了一个阅读活动《微积分的建立》，教师可指导学生4～6人结成学习小组，通过互联网搜索相关资料，并利用课余时间进行讨论交流，通过合作探究的方式完成这一活动。考虑到有些学生的信息搜索能力不足，教师可设计一些问题，如：“我国古代有哪些关于微积分的思想理论？微积分是在什么时代背景下产生的？微积分对人类社会有什么影响？牛顿、莱布尼茨关于微积分的学说是什么？”让学生围绕这些问题搜索相关资料，用自己的语言总结这些问题的答案，使其在整理资料、总结表述的过程中，锻炼自己的逻辑思维能力和数学表达能力，并与组员进行讨论交流，不断完善答案。最后，教师让学生将搜集的资料制作成PPT，引导各个小组在课堂上依次进行汇报，通过交流探讨，深化学生对微积分的认识，拓宽他们的数学学习视野。

六、利用教学软件，智能测评教学成果

评价是数学教学的重要一环，教师需要通过测验、作业等途径，检验学生对知识的理解与运用情况，评估课堂教学的效果，学生也需要通过评价环节了解自己的学习成果，找出有待提升的地方。在传统的教学模式中，教师大多会从课本或练习册中选择一些习题，要求学生抄在作业本上，然后再进行解答。这种方式存在一定的弊端，学生抄写题目需要花费一定的时间，教师也需要在作业批改上花费大量的时间和精力。对此，教师可以浏览数学教育类的网站，从上面挑选一些典型的习题，根据需要进行下载，并用公式编辑器、Word等软件进行整理和排版，然后进行批量印刷，这样就能够省去抄写题目的时间，学生直接在印刷好的试卷上答题即可。这样既能避免出现抄错题目的情况，提升学生学习的效率，也便于教师查看和批改。同时，数学教师也可以运用教学软件组织测验和布置作业。一是课堂测验，教师通过软件教师端发布习题，学生利用平板实时答题并提交；二是课后作业，教师通过软件发布习题，学生可以灵活选择时间来完成。教师提前在系统中输入正确答案，软件就能够对学生的答题结果做出智能、准确的分析，大大提高批改的效率，减轻教师的工作量。当前网络市场上有许多具备数学作业批改功能的软件，如：爱作业支持选择题、判断题、填空题、解方程等多类题型的识别与批改，作业记支持教师以“板书+图文+音视频”的方式辅导和批改作业等。数学教师可以根据实际的教学需求选择恰当的教育软件，同时也要多倾听学生的意见，了解他们的感受和体会，从而挑选出最合适的软件和应用方式。

结束语

综上所述，高中数学教师要革新自身的教育观念，正确看待信息技术对教育教学工作的深刻影响，不断探索先进、有效的信息技术工具，并将其应用到自身的教学实践中去，推动信息技术与数学教学的深度融合，利用信息技术指导学生进行有效的课前预习，优化数学课堂的导入环节，改进课堂演示的过程，同时也要为学生提供自主探究和动手操作的机会，鼓励学生利用信息技术进行自主学习，提高学生的信息化学习能力，并借助教育教学软件改进作业布置、批改环节，推动信息技术在各个教学环节的深度渗透，让信息技术成为数学教育改革的动力源泉。

参考文献

[1]宗敏.浅析新技术环境下高中数学教师信息技术使用策略[J].数理化解题研究，2022（27）：17-19.

[2]王呼，陶喜梅.高中数学课堂教学中信息技术的多元化应用策略[J].中国新通信，2022，24（15）：200-202.

[3]王永宁.浅谈高中数学算法教学和信息技术的有效结合[J].课堂内外（高中教研），2022（1）：42-43.

[4]李宁.“互联网+”时代下高中数学教学运用信息技术的思考[J].中国新通信，2022，24（23）：173-175.

[5]刘轶卓.信息技术与高中数学课堂教学融合的思考与创新[J].黑河教育，2022（6）：14-15.