以培養核心素養為目標促進信息技術與高中數學課程整合研究

周義昌 江云富

摘 要：數學學科核心素養主要圍繞數據建模、數據分析和空間想象而展開，這些正是當下教學的難點與重點，如何充分發揮高中數學在核心素養上的培養，是擺在我們教學人員面前的難題。基于對以往數學教學所存在的問題進行總結分析，提出運用信息技術與高中數學課程進行整合，利用其在數理統計與分析、空間圖形構造和發散思維培養三個角度的優勢，促進高中數學教學質量與水平得到顯著提升，讓學生對數學產生深刻的認識。

關鍵詞：核心素養;數學學科;信息技術

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A

文章編號：1673-9132（2019）11-0146-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.11.133

教學改革的目標主要圍繞學生個人能力培養而展開，讓學生在充滿樂趣的環境下實現知識的積累。提高學生對數學的認識，就需要讓他們從單純的記憶轉變到對知識的理解，就必須重視信息技術與數學課程的結合，讓學生發現知識存在于生活的各個角落。早在2003年頒布的《普通高中數學課程標準（實驗）》中明確指出，要重視信息技術與數學課程的有機整合，讓學生認識到數學的本質。因此，將提出在數理統計分析、數學空間圖形構造和發散思維訓練當中充分實現信息技術與數學的整合，讓學生更好地實現對知識的認知。

一、數學與信息技術整合的實踐需求

第一，高中解析立體幾何對信息技術的需求。立體幾何在高中占據著相當重要的地位，在全國卷中必有一道大題考到立體幾何，同時還會在前面選擇與填空中有所涉及。但是，傳統高中數學教學講解這方面的知識時，總是在黑板上畫出圖形，然后連接各線段來分析試題。這種教學模式一方面不能讓學生更為立體地認識知識，擺脫不了平面圖形對思維的限制[2];另一方面理解這些知識需要豐富的空間想象力和邏輯判斷能力。這對初學立體幾何的學生來說難度極大，很容易造成他們學習興趣不高，產生厭學的心理。例如，在講解空間四邊形時，很多學生對空間四邊形的圖像不能理解，看到教師畫的圖形始終覺得是平面四邊形，不能具有豐富的空間想象力。而利用信息技術后，教師可通過CAD、Photoshop等空間制圖軟件，讓學生能夠從多個視角、多個方面去理解空間圖形的形狀，真正走進立體幾何的世界當中，通過真實看到的內容來加深對知識的理解。

第二，學生數據建模思維沒有得到很好鍛煉。數據建模是學生認識世界、改變世界的重要途徑，只有對實體進行抽象概念化，才能找準問題的入手點，更好地處理問題、解決問題。目前，學生的數學建模意識十分欠缺，不能很好地從題目當中找到兩者之間的關聯點，從而達不到對問題的有效解決。例如，高中生在學習橢圓性質時，分析橢圓上某個點到焦點與到某個定點距離和最小時，很多學生不知道如何下手，往往選擇利用代數計算來解決。或者盲目套橢圓PF1+PF2=2a這個定理去求解距離之和。出現這種問題就是因為缺乏數據建模思維，不能明確在哪些情況下二者距離最短。而利用信息技術后，通過計算機模擬橢圓上的動點通過多組、大量直觀的視覺表現來反映線段之和，讓學生明確如何從問題中抽象出具體的解決思路，提高問題的解決能力。

第三，數理統計與分析掌握不夠扎實。在高中數學教學當中，數理統計與分析占據著重要地位，在高考試卷當中有兩道大題，分別為數列和概率統計。數理統計主要考查學生對數字和規律的敏感性，能夠從數據中把握其內在邏輯，從而找到破題點。然而，在高中課堂學習當中，很多學生對這部分知識認可度不高，同時在解析當中沒有以大數據思維來分析問題。從而導致很多學生得出不正確的答案，分析解析問題出現思路偏差。例如，試題：在一個袋里有5個紅球和1個白球，一共有6位學生輪流去取球，問哪個學生取到白球的可能性高？這時，很多學生都會認為排在前面的學生取到白球的可能性最高，越往后概率越低。此時，教師只能在黑板上列出取球概率的計算公式，給學生講解取球次數的概率，但是不能通過直觀數據去顯示。但是，利用信息技術后，它可以在短暫幾秒內模擬出上萬次取球的可能，然后通過數據統計每位學生取到白球的次數。通過將上萬次取球中各個學生取到白球的個數發現，他們之間比例接近1：1，從而證實教師講解理論的正確性。這樣的模擬過程在現實教學中是沒有時間和精力去做的，但是通過信息技術可在短暫時間達到有效目標。在信息技術的幫助下，學生對概率統計有了更為深刻的認識，對數理統計認識不再局限于書本上，而是可以在生活中得到充分應用，為我們解決實際問題提供便捷。

通過上述分析，信息技術在高中數學教學當中占據著重要地位，教師有必要做到信息技術與高中課程的有機融合，讓它在幫助學生理解知識，更好地發揮教輔作用中做得更為到位。這樣，學生不會把數學單單停留在課本上，而是代入生活、走進實際，提高他們學習數學的興趣。

二、信息技術與數學課程融合的具體策略

（一）利用信息技術來加強數學課堂的互動，提高學生的學習興趣

信息技術與數學教學課程的融合，需要利用其溝通交流的便捷性，做到教師與學生的互動，讓學生實時將自己的想法在課堂上有效提出。這樣，教師可以準確把握學生的具體學習情況，同時學生也能及時把自己不理解的地方反饋給教師，促進知識的有效傳播。這就需要從以下幾個方面入手，促進數學教學質量的提升。

第一，運用信息技術鼓勵學生課堂“無記名”提問，實時反饋課堂聽課質量。目前，信息技術可做到“局域網”課堂的效果，教師在自己電腦上去分析講解題目，學生可以在自己電腦上實時看到，真正做到“教師-個人”的教學目標。與此同時，學生在教師講解過程中，通過信息技術提供的提問窗口，把自己的問題反饋到教師那里，有效克服傳統教學中學生不愿意提問這個問題。

第二，通過信息技術可以讓每位學生成為知識的傳授者，便捷學生自我能力的鍛煉。由于信息技術的輔助，教師可以隨意切換某位同學的電腦展示給全班學生，讓這位學生擔任“教師”來講解知識點，每位同學都可以針對所講解的過程提出一些觀點和看法。這樣，學生與課堂聯系更為緊密，學生利用信息技術有效提高自我能力，更有動力投入到學習當中，真正實現課堂的有效聯動。

（二）利用信息技術來豐富教學內容

信息技術的作用不但體現在“教師-學生”的聯動，同時也能豐富數學課堂的教學內容，鍛煉學生的發散思維能力。由于信息技術具有很好的遞歸和重復性，能夠對一些數學題目進行很好的擴展與豐富。例如，在數列中常考到周期數列，這種題目學生不知道是周期數列，很難求解。然而，利用信息技術后，我們可以迅速計算多個項的值，通過觀察得到周期性質。同時，信息技術也可以實現由難到易、由點及面的推進，循序漸進地去鍛煉學生，讓他們在“闖關”模式下實現知識的牢固掌握。

（三）利用信息技術來降低數學解析的難度

數學解析是教師和學生面臨的一大難題。首先，對教師解析復雜的數學難題來說，需要他們在黑板上列出大量數學公式和解題思路。這樣，給教師帶來沉重的包袱，也在板書過程中浪費寶貴時間。其次，對學生來說，往往在看到密密麻麻的數學公式時會產生抵觸心理，不利于課堂教學效率的提升。而利用信息技術后，可以降低數學的解析難度，讓學生真正跟上教師的步伐，探索式地完成對知識的理解。第一，利用信息技術可以實現“板書講解”轉向“專門講解”，教師的教學重點在解惑上面，利用信息技術解決板書難題。此時，教師只需要把某一步驟的解題思路理清后，利用信息技術去展示具體實現過程。第二，利用信息技術來解析立體幾何，做到對空間圖形的理解。在講解立體幾何的篇章當中，如何以立體化的手段來反映“直線與直線”“直線與平面”和“點線面距離”等關系時，是當下數學教學的難點。而借助信息技術后，它可以構造豐富的立體圖形，從不同角度去觀察和理解問題，真正把立體問題具體化，提高數學的解題效率。

總之，高中數學的教學需要充分與現代信息技術相融合，重點培養學生的核心素養，實現自我能力的提升。在融入信息技術后，學生得到更好的發展，有效推動教學改革的推進。因此，有必要做好兩者的融合，讓數學課堂插上信息技術的翅膀，讓學生個人能力得到更好鍛煉。

參考文獻：

[1]張志良，王文君.基于核心素養理念下高中信息技術與課程的整合實踐研究[C].教師教學能力發展研究科研成果集，2017.

[2]李潔.基于核心素養發展的高中信息技術課程建構與實踐研究[J].考試周刊，2018（5）：123.

作者簡介：周義昌（1982.7— ），男，漢族，四川廣元人，中教一級，研究方向：中學數學教學研究。

[責任編輯 谷會巧]