浅谈信息技术环境下高中生数学抽象素养的培养

彭香宜

摘 要：高中生的数学抽象意识、数学思想、数学方法、数感、数学直观感知与观察能力等，直接影响着数学教学及其学习效果。在信息技术环境下，确立信息化教学理念、创新教学方式方法、建立师生之间的有效沟通，奠定抽象素养培养的基础保障，同时数学教师自我提升信息素养，采用信息技术手段及现代教学理念与新兴教学方法等，打造出高效、自主、和谐的高中数学课堂，技术赋能高中生数学抽象素养的培养，深化高中数学教学的内涵与意义。

关键词：信息技术；高中数学；数学教学；数学抽象素养

高中数学定义与概念较为抽象，计算过程相对复杂，学生理解与学习的难度较大，再加上课堂教学中理论知识讲授较为枯燥单一，教学中数学知识实践应用占比较少，且教学缺少直观性，以及为了强化巩固学生所学采取题海战术，进一步消磨学生学习的积极主动性，降低学生的学习兴趣，不利于高中生數学抽象素养的培养。在信息技术环境下，探寻信息技术、多媒体技术、信息化教学理念及手段等在高中数学教学中的应用途径，厘清应用的思路与方向，打造出带有信息化时代鲜明特色的高中数学教学模式，全面提升高中生数学抽象素养培养的效果。

一、高中生数学抽象素养培养中信息技术的应用方向

（一）确立信息化数学教学理念

信息技术环境下衍生出了“互联网+教学”理念、现代教育技术、电子白板等新型的教育事物，为高中数学高效课堂的构建创造了良好的条件。高中数学教学立足于高中生数学抽象素养培养，应在信息技术环境下维持教学理念的先进性，确立信息化教学理念，充分利用教育信息技术、网络教育资源、新兴教学模式等，突破传统高中数学教学的局限，弥补单一授课式、学生被动式、“填鸭式”数学课堂教学的不足，将学生提升至数学课堂的主体地位，教师课堂角色定位为主导者、引导者、辅助者、协调者，运用现代教育媒体、现代信息技术等，设计、开发、利用数学教学资源，信息化管理数学课堂，创设数学教学情境，组织开展立体多元组合形式的教学活动，使高中数学知识由抽象变为具象，扩充数学教学活动的范围，突破数学教学的时空限制，更好地培养高中生的数学抽象素养。

（二）创新教学方式方法

现代高中教育的信息化水平较高，现代教育理论与现代信息技术在高中数学教学中已经得到良好的应用，推动高中数学教学的创新发展。再者，高中素质教育的持续深化，使高中数学学科承担起核心素养培养的重任，着重强调数学教学的以生为本原则，促进高中生的全面发展。高中生数学抽象素养作为数学核心素养培养的重要组成部分，在信息技术环境下，构建自主创新的课堂教学模式，引导及鼓励学生自主学习，充分发挥学生学习的自主性与课堂主体作用，师生之间、生生之间积极互动，相互配合、相互辅助、热烈讨论、深入探究，促使学生自主完成学习任务，提高课堂教师教学与学生学习的效率，助力于学生数学抽象素养的培养。以人教版高中数学必修第一册教材为例，教材以发展高中生数学学科核心素养为指导，穿插设计了阅读与思考、信息技术应用、探究与发现等内容，比如：在信息技术应用——用计算机绘制函数图像教学中，进行数学教学方式方法的创新，将数学知识与信息技术应用相互结合，以计算机图像直观化地呈现点坐标与函数图像的关系，学生通过平移、对称、伸缩变换等动手操作，探究函数的性质，深入理解函数的定义，同时利用教室多媒体创设问题情境，根据教学内容组合运用多元化的教学手段，组织安排学生观察函数图像、探究函数知识，以此培养学生的数学抽象能力[1]。

（三）构建平等和谐的师生关系

教师与学生是数学课堂教学的两大主体，虽然现代高中教育强调学生的主体地位，但仍然无法撼动教师在课堂教学中的主导者、设计者及管理者地位。在高中生数学抽象素养的培养中，建立数学课堂中教师与学生之间平等和谐的关系，有利于师生之间的互动、交流，营造平等、自由、和谐、活跃、愉悦的课堂氛围，最大限度调动学生参与课堂教学的主动性与积极性，以深挖释放学生数学学习潜能，开拓学生的数学思维，熟练掌握数学方法，提升高中生数学抽象素养培养的效果。信息技术在高中数学教学中的应用，具备拉近师生距离、和谐师生关系的效用，比如：教师专门创建一个班级微信群，在群中分享教学资料、随时答疑解惑、指导课后作业，以及与学生进行日常的沟通交流等。在课堂教学中，利用信息化教学手段，如教学互动工具，希沃授课助手、微弹幕，演示工具PPT美化大师、口袋动画、Slide（PPT设计软件）、WPS（文件编辑软件），以及多媒体技术、VR（虚拟现实）技术、AR（增强现实）技术，课堂活动管理的超星学习通、雨课堂等，支持学生课下自主学习，师生共同创建课堂，并且在课上与课下交流、分享、讨论等过程中，建立师生之间浓厚的情谊[2]。

二、信息技术环境下高中生数学抽象素养培养的策略

（一）加强教师信息素养培养，扎实数学教学师资基础

教师作为高中生数学抽象素养培养实际的实施者，其信息技术素养水平，直接决定着信息技术在高中数学教学中应用的水平，影响着高中生数学抽象素养培养的结果。因此，在信息技术环境下，教师在确立信息化教学理念、“互联网+教学”理念的基础上，还需建立终身学习思想，在教学实践中深入学习、认真钻研现代教育信息技术，熟练掌握信息技术教学手段、教学模式、教学方法及教学软件与信息化小工具等，运用信息技术进行高中数学教学的创新改进，为培养学生数学抽象素养做好知识与技能的储备。比如：学习及掌握微课教学方法，课堂导入环节创设情境，课后用于学生自学，并可拓展学生学习面。利用专业的思维导图软件，像是MindMaster（亿图）、百度脑图、MindMap（思维导图）等，绘制数学知识的思维导图，生动直观展示数学思维，发展学生直观感知能力，使其能将复杂的数学问题简明化、具象化，直观理解与学习数学知识。还可使用几何画板软件，直接在课堂中绘制函数图像，直观演示函数的变形过程，带领学生探究函数图像的变换方法、变换特征等。在高中学校层面，基于信息技术在教学中的应用需求，对数学教师开展针对性的培训，安排教师外出交流学习、邀请优秀教师举办讲座、开展远程线上培训等，系统地培训教师，促进教师信息技术素养水平的提升，打牢扎实高中数学信息化教学的基础。

（二）合理细致划分教学目标，统筹规划设计项目教学

1.教学设计思路

高中生数学抽象素养培养是一个长期的过程，在教学设计中，合理细致划分长期教学目标，获取阶段性的目标，再将阶段性的目标细分为每节课程的教学目标，基于该教学目标进行教学单元的统筹规划设计，形成一个完整系统的单元教学过程。在信息技术背景下培养学生的数学抽象素养，可采用项目教学法与小组合作探究式教学法，将学生分成几个项目小组，围绕项目任务开展思考、讨论、探究等活动，逐步培养学生的数学推理能力、数学应用能力，实现学生具象与抽象思维之间的和谐统一。人教版高中数学必修教材共有预备知识、函数、几何与代数、概率与统计、数学建模活动与数学探究活动五个主题，各主题之间存在一定的关联，在教学中依托于项目进行单元的整体设计，串联及关联同一章节或是不同章节的知识点，形成一个完整的知识结构[3]。比如：根据前后的知识点，设计引导式的数学问题，分步实施任务，循序渐进推进教学，使学生在不同的任务场景下能抽象出数学问题，推理出新的命题，形成良好的数学方法与思想。

2.项目教学实例

以人教版高中数学“指数函数与对数函数”为例，进行该章节项目任务的设计，（1）使用教室多媒体展示几组图像，要求学生通过直观的感知与观察，找出其中的指数函数图像，激起学生学习与探究的兴趣；（2）安排学生讨论分析，基于指数函数，说出指数函数图像的规律特征，总结出时，图像单调递增，走势是同为增函数时，底大近轴；当且时，图像单调递减，走势是同为减函数时，底小近轴，以及理解过定点（0，1），值域（0，+）等；（3）指数函数应用任务，采用生活实例，如提出口服感冒药的问题，运用指数函数计算出口服后不同时间体内的药物含量，体内药物含量，其中为服用药物的含量，为时间，跟随变化，单位为，计算出服药、、、体内药物含量并绘制出函数图像。学生以小组协作探究的方式解决问题，教师从旁指导，推进及把控教学过程，最后教师提出讨论问题，“说一说指数函数在生活中的应用实例，可解决哪些问题？为什么应用范围如此之广？”等，引导学生探究数学知识在现实生活中的应用方法，理解数量关系，合理地解释计算结果，达到培养学生数学抽象思维与抽象能力的目的。

3.共享优质教学资源，教学延伸至课前与课后

信息技术环境下网络中拥有丰富的教学资源，如在线教育平台，针对高中数学课程开发了一系列优质的视频课程、教学课件、数学学习资料等。教师在培养学生数学抽象素养中，全面搜集网络中优质的教学资源，吸收借鉴在线教学平台现代教育理念、教学思路与教学方式方法等，并结合高中数学教学大纲的要求及数学教学内容等，重新设计课堂教学内容、教学活动、教学方式方法等[4]。在课堂教学实践中利用现代教育媒体与信息技术调动学生的视觉、听觉与思维，并采用师生互动、人机互动、游戏互动等方式，激发学生的学习热情，聚焦学生的注意力，增添课堂教学的活力。在课前与课下环节，教师充分利用信息技术环境下互联网、在线教学平台、社交软件等的便利，将数学课堂向着课前与课后延伸。课前，将微课、PPT课件、教学视频、学习任务等，通过微信群、云平台等发送给学生，学生自主完成课前预习任务。在课后，将课堂教学中形成的教学资料，系统地整理后，同样在网络中共享，并布置课后测试习题，学生完成复习及作业后，利用网络平台直接发送给教师。在学生遇到不懂的问题时，与其他同学以视频通话、语音通话与文字输入等方式，在微信群或教學平台中进行讨论，教师适时指导，针对疑难问题、共性问题，专门录制小视频进行统一讲解。教师根据学生课后的反馈，评价学生知识掌握情况、数学抽象素养提升情况，以进行教学内容及教学策略的优化调整，实现教学相长的目的。

4.打造自主探究式教学模式，发挥学生学习的自主性

在打造自主探究式教学模式中，首先要引入翻转课堂，翻转课堂教学流程是学生在课前先预习知识，初步理解及记忆知识后，在课堂教学中讨论、思考、归纳总结数学知识，最后在教师的组织与引导下应用数学知识，实现理论到实践应用的转化，学生在这一过程中，用眼用心发现问题、用脑思考问题及用手解决问题，完成数学知识拓展与深度的学习[5]。在新授课时，教师将精心设计的教学资料发送给学生，学生预习后通过互联网反馈预习效果，教师根据学生反馈，调整教学计划，明确教学的重点与难点，并设计数学问题，安排学生在课上自主讨论探究，深度思考问题，探寻与总结解决问题的方法。比如：在“集合的基本运算”教学中，此时学生已经理解并掌握了集合概念与集合间的基本关系，学生通过课前的预习，初步了解并集、交集等的运算方法，但在实际的运算中，学生对于集合与集合之间的并集或是交集理解与认识不够清晰，如集合与并集或的三种情况，两个集合在求并集后，结果还是一个集合，以及、

求交集时，两个集合如果没有公共元素，数学描述为，求交集后得到的结果仍是集合。在课堂教学中基于并集与交集的要点及特征，教师提出思考问题，为每个小组分配讨论任务，学生以小组为单位讨论解决问题，讨论3～5分钟后进入展示与分享环节，小组推选代表进行求解过程的讲解，在小组完成讲解后，教师提出疑问，延伸扩展学习的范围，由自然数向着正分数、有理数、实数延伸，扩大研究讨论的范围，引导学生自主探究、总结与提炼集合的运算方法，抽象出数学知识与数学方法，应用到解决实际问题之中。

结束语

信息技术环境下培养高中生数学抽象素养，利用现代信息技术、现代教育媒体、网络教学资源等，以高中生数学抽象素养培养为目标，进行高中数学教学内容的设计、教学方法的选用、现代教育技术与理念的引进等，打造自主式、讨论式、探究式、合作式的高中数学课堂，丰富高中数学教学的形式，增加数学教学的内涵，全面提升高中数学课堂教学的效率，以现代教育信息技术及信息化教学理念驱动高中生数学抽象素养培养，实现高中数学教学质效与水平的迁跃。

参考文献

[1]沈勇波.信息技术背景下的高中数学核心素养能力培养策略分析[J].教学管理与教育研究，2021，6（17）：2.

[2]姜丛丛.以“兴”促学，以“技”推质：利用现代信息技术构建初中数学高效课堂[J].试题与研究：教学论坛，2021（4）：1.

[3]吴海燕.以培养核心素养为目标促进信息技术与高中数学课程整合分析[J].中外交流，2022（3）：44-46.

[4]喻尹.基于信息技术的高中数学核心素养培养研究[J].东西南北：教育，2020（16）：160.

[5]罗显贵.用“互联网+”助推高中数学学科核心素养的培养[J].教育界，2020（19）：2.

本文系“信息技术环境下高中数学抽象素养的培养研究级别”省级一般课题，立项单位：大庆铁人中学（课题编号：JYC1422428）。