教育信息化2.0背景下初中数学函数教学的策略

【摘要】在“教育信息化2.0”背景下，初中教学进入信息化创新阶段.在初中数学实践教学中，函数是数学难点，教师可采用信息化教学方法提高函数教学质量.基于此，文章首先简单阐述了初中数学函数的信息化教学背景，进一步提出初中数学课程基于信息化环境的函数教学策略，即电子白板动态演绎函数图像、活用AR资源具象化学习函数、信息技术创设情境辅助函数教学、打造智慧教室优化函数学习体验、衔接人工智能实现个性化教学.

【关键词】信息化环境；初中数学；函数教学

引 言

函数知识具有较强的抽象特征，给学生带来了一定的理解难度，在教育信息化2.0背景下，教师可引入人工智能、电子白板、AR技术、信息化软件等方式，创新初中数学教学模式，在前沿技术运用下将函数知识以直观明了的方式呈现给学生，借助具象化图像降低抽象化知识对学生理解的干扰，继而大幅提高初中数学函数教学质量，使学生在函数知识深度学习中攻克数学难关.

一、初中数学函数的信息化教学背景

教育部于2018年正式发布《教育信息化2.0行动计划》，指出“顺应智能环境是现代化教育的必然选择”，并相对应提出“互联网+教育”生态格局，强调大数据、人工智能等前沿技术在教育领域中的应用.在该形势下，各教育学段纷纷开展信息化创新教育改革工作，初中教育也不例外.在初中教育体系中，数学课程理解难度较高，故数学教师纷纷结合教育信息化2.0时代背景而引入各类技术，旨在以技术为驱动帮助学生更好地理解数学知识.函数作为初中数学课程中的重点、难点，教师在信息化教学期间，逐步将函数教学与信息化相结合.结合教育实践来看，函数知识涉及大量图像，且函数式与函数图像之间存在对应变动关系，要求学生运用自身联想能力将函数式与函数图像关联，抽象化特征明显.若在此过程中引入教育信息化手段，以技术为支撑直观表现函数图像，以此则可降低函数知识理解难度，提高初中阶段函数教学质量.

《教育信息化2.0行动计划》正式发布后，国家中小学智慧教育平台于2020年正式上线，该教育平台是教育部深化信息化改革的重要举措，象征着教育信息化变革成效的重大提升.对于初中数学函数教学而言，国家中小学智慧教育平台的应用同样推动了函数教学的信息化变革.由此可见，在当前教育形势下，教育部不断强调教育信息化总基调，并以政策文件、教学平台的方式加以支持，为初中数学函数信息化教学活动的开展创造了有利条件.

二、信息化环境下初中数学函数教学策略

（一）电子白板动态演绎函数图像

结合初中数学函数课程教学意见，为保障教学质量，使学生深度理解函数知识，教师需结合图像进行知识讲解，帮助学生定位函数教学关键点，确保学生能够在理解函数知识的同时，可结合函数解析式得出相应图像.根据该教学规律，教师可顺应教育信息化变革形势，在初中数学函数课程教学期间引入电子白板教具，用于直观展现函数图像，并将其以动态化的方式呈现出来，通过电子白板动态演绎函数图像而最大限度地保障初中数学函数教学质量.

以人教版初中八年级下册“一次函数”课程为例，教师在课前导入阶段，可运用电子白板教具展现正比例函数、一次函数图像，引导学生观察电子白板图像的差异，当学生思路被打开后，进一步将正比例函数、一次函数概念传递给学生，对“y=kx+b”“y=kx”函数式进行讲解，并引导学生结合电子白板图像理解函数式，以此实现函数图像与函数解析式的对应，促进学生理解函数知识.电子白板具有较强互动性，在该部分知识讲解过程中，还可鼓励学生自主设置函数参数，获得新的函数表达式，如y=2x+6.并引导学生将函数表达式设置至电子白板内，当学生完成电子白板设置后，白板内图像将会随之变化，此时学生能够直观清晰地感受到函数解析式与函数图像之间的关系.在后续教学过程中，教师为进一步帮助学生理解与掌握正比例函数、一次函数的关联与差异，还可结合“k<0”“k>0”两种情况绘制函数图像，引导学生观察电子白板，并通过调整k值而表现函数变化，使学生在观察同时总结规律，继而确保学生能够深层次理解“k<0”“k>0”与函数的关系，有效提高初中数学函数课程教学质量.

（二）活用AR资源具象化学习函数

AR增强现实技术现已在多领域中得到了充分运用，初中数学教师在讲解函数知识过程中，则可引入AR技术，活用AR资源具象化展现函数图像，使函数知识实现抽象化到具象化的转变，在实现初中数学函数教学创新变革的同时，帮助学生更好地理解与掌握函数知识.AR技术运用至函数教学过程中时，教师可根据教学内容由浅入深设置情境与问题，对学生思维适当引导，突出学生在函数知识教学过程中的主体地位.函数教学多与数形结合教育思想衔接，“数”主要借助数轴完成形象表达，“形”则是对抽象函数的概括，在二次函数中，“数”与“形”能够实现灵活转变，而在此期间，为帮助学生高质量理解函数值性质，教师可依托AR技术表现函数图像与3D函数方程，使学生能够在AR技术的帮助下实时观察动态化形成的函数图像.

以人教版初中九年级上册“二次函数”课程为例，教师可运用AR技术呈现二次函数的3D效果图，使学生直观观察二次函数图像，总结二次函数图像在对称轴、最高点、开口方向等方面的规律，由此加深学生对二次函数课程知识的理解，并可在一定程度上提高学生形象化思维能力，且能够活化数学课程，使学生主动参与到二次函数教学活动中.“二次函数”课程活用AR资源具象化展开函数教学时，教师可构建二次函数模型，并采用AR技术进行模型变换，如平移模型、翻转模型、缩放模型等，在AR技术帮助下清晰展现函数的变换规律，进一步加深学生对二次函数模型的理解.

结合上述AR技术3D二次函数模型图像变换分析后，可使学生在AR变换中更为直观地了解解析式与函数图像之间的关系，并掌握其中的对应关系与变化规律，继而在AR技术的帮助下，提高初中数学函数教学质量.

（三）信息技术创设情境辅助函数教学

基于教育信息化2.0背景展开初中数学函数教学时，教师可依托多元化信息技术手段创设教学情境，辅助教师完成函数教学工作，并使学生在适宜情境中更高效地学习函数知识.

1.营造游戏情境

顾名思义，该情境以游戏为载体，将游戏与函数知识点相结合，使学生在参与游戏的过程中掌握函数知识，实现寓教于乐，并使初中数学函数教学具有一定的趣味性.

以人教版初中八年级下册“一次函数”为例，完成一次函数知识教学后，教师可引入Mathfuns游戏软件进行函数练习，采用竞争、比拼、对战、闯关等方式营造函数游戏情境.结合一次函数教学来看，教师还可鼓励学生运用Mathfuns游戏软件自主绘制一次函数，实现便捷化函数绘图，以此使学生在游戏竞争、比拼、对战、闯关中深入理解函数知识.

2.营造协作情境

在教育信息化2.0背景下，教师可从“在线协作与社交学习”角度出发，依靠信息化教育平台、新媒体社交平台营造协作情境，鼓励学生借助网络媒体交流函数知识，通过实时化在线沟通而形成协作学习情境，使学生能够协同合作、共同成长.例如：教师可运用钉钉、微信等新媒体构建群组，为学生交流创造平台.此外，在“双减”政策背景下，教师还可转变传统化作业设计模式，将函数课后作业以探索性项目的形式呈现，鼓励学生活用互联网资源解决函数探索项目，进一步深化协作学习情境，使学生在协同探索过程中进一步理解函数知识.

3.营造思维情境

该处所提及的思维情境是指思维导图，教师可于函数课程教学期间引入X-mind等思维导图软件，将函数知识体系以系统化、可视化思维导图的形式呈现给学生，帮助学生形成完整的函数知识体系，继而提高数学课程函数教学质量.

以人教版初中九年级下册“锐角三角函数”为例，该课程作为初中阶段最后的函数单元，教师可于课程教学期间，运用思维导图全面呈现初中阶段的函数知识，引导学生将函数知识串联起来，使学生从全局角度出发学习与理解锐角三角函数相关知识点.完成该课程教学后，教师还可鼓励学生运用X-mind等软件自主绘制“锐角三角函数”课程的思维导图，起到复习与巩固的效果.

（四）打造智慧教室优化函数学习体验

初中数学函数教学过程中，教师可顺应教育信息化改革趋势积极引入GeoGebra等先进软件，用于构建智慧教室，采用智能化方式实施函数教学活动. GeoGebra软件内具有免费素材，且具备3D绘图等功能，在函数教学期间，可直接将函数指令输入GeoGebra软件中即可完成函数图像的绘制，便捷高效.

以人教版九年级上册教材“一元二次函数”为例，教师在课程教学期间可设置探索板块，鼓励学生基于GeoGebra软件自主探索函数解析式与函数图像之间的关联，帮助学生深度学习与理解函数图像的性质规律，并借助具象化图像降低抽象化函数知识的理解难度.此外，GeoGebra软件具备互动交流功能，学生完成函数探索后，教师可鼓励学生用GeoGebra软件表达与阐述自身的探索成果，使学生在交流互动中进一步掌握函数知识，继而切实提高初中数学函数课程的教学质量，并推动教育信息化改革在初中数学课程中的渗透与落实.

（五）衔接人工智能实现个性化教学

人工智能技术体系中的知识图谱、自然语言处理、深度学习均与教育领域相契合，结合初中数学函数教学来看，教师可构建函数知识图谱，用于关联函数知识，对教育资源、数学教材、函数量、实例等内容进行精准识别，由此得出符合初中数学函数教学需求的知识图谱，可直接应用到函数知识教学过程中.借助人工智能中的自然语言处理可将文本词汇转变为向量，使向量转换为语义信息，可从语义信息中抽取关系信息，从关系信息中识别学生知识理解误区，以知识理解误区为依据展开个性化辅导.深度学习在初中数学中的运用主要表现在误区识别、辅导建议、模拟训练、数据预处理等方式，可引导学生实现对函数知识的深度学习.

以人教版初中八年级下册教材“反比例函数”课程为例，在实践教学过程中，教师可运用人工智能技术进行个性化函数教学，以学生学情为依据，采用个性化教学方式将反比例函数知识传递给学生.当“反比例函数”课程完成基础性知识教学后，不可避免地采用习题测试的方式了解学生对反比例知识的理解与掌握程度，在人工智能技术运用下，教师可采用人工智能方式进行函数评测，结合学生作答情况出具评测报告，继而使教师与学生更为清晰地了解函数知识掌握的薄弱点，此时教师则可在反比例函数教学过程中进行针对性讲解，实现智能辅导教学.

初中数学函数教学期间运用人工智能技术时，为确保人工智能可切实发挥出个性化教学的功能，教师应在引进人工智能技术之后做好模型训练与优化，用于提高人工智能程序推测、预测结果的准确度，在不断应用中不断提高人工智能在函数教学中的运用效果.

结 语

综上所述，信息化环境加速了初中数学课程的教学创新变革，在函数教学期间，教师为提高函数教学质量，可积极引入电子白板，用于动态化演绎函数图像，借助AR技术具象化展现函数，转抽象与具象，还可活用信息化技术打造多元化教学情境，促进学生函数理解，此外，还可引入GeoGebra等先进软件打造智慧教室，优化学生的函数学习体验，并可衔接人工智能技术，用于提高函数教学的个性化程度，使初中数学函数课程能够顺应教育信息化变化而焕发新的活力.

【参考文献】

[1]董乐.信息化环境下初中数学函数教学的策略研究[J].数理化解题研究，2023（23）：11-13.

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