教育信息技術在數學訓練中的應用研究

摘? 要：在教育以及科學技術的發展過程中，信息技術的發展不斷促進了教育改革，應用教育信息技術進行輔助教與學的手段非常有效，這給課程改革中的教育模式提出了全新的研究課題。本文是應用教育信息技術的工具“Z+Z智能教育平臺”，在數學教學的訓練中，研究教學資源的優化，提高學生學習的興趣和自主探索的能力，促進信息技術與數學教學的結合，使學習訓練取得更好的成效。

關鍵詞：教育信息技術;課程改革;數學教學優化;有效性研究

中圖分類號：TP311? ? ?文獻標識碼：A

Abstract： With the development of education and technology， the progress of information technology has promoted education reform. Application of educational information technology proves to be very effective in assisting teaching and learning， which poses new research topics for exploring the effectiveness of different educational modes. This paper studies on how to optimize teaching resources in mathematics training， and how to promote students interest and ability of independent exploration with the educational information tool， "Z+Z Intelligent Education Platform". The combination of information technology and mathematics teaching makes the learning and training more rewarding.

Keywords： educational information technology; curriculum reform; optimization of mathematics teaching; effectiveness study

1? ? 引言（Introduction）

當今已進入了以智能信息主導的時代，科學技術迅猛發展，知識與人才的競爭已經成為現代社會的主要潮流，人才的競爭必然會導致教育的進一步改革。教育信息技術工具“Z+Z智能教育平臺”為依托的素質教育是我國信息與數學教育的需要，它進一步體現了基礎教育的性質、宗旨與任務。從教育面向現代化、面向世界和面向未來科技需要的目標看，素質教育勢在必行。著名心理學家皮亞杰所言：“所有智力方面的工作都依賴于興趣”。所以說我們在課堂教學的過程中就應該想方設法激發學生的學習興趣，進而調動學生的積極性。教育信息技術工具“Z+Z智能教育平臺”是一個非常優秀的智能教育工作平臺，提供了豐富而方便的創造功能，教師可以很容易地做出自己需要的教學課件，學生也可以隨心所欲的利用“Z+Z智能教育平臺”來動手探究數學知識，這方面已經有許多專家學者做了大量的研究[1-5]。本文研究并提出基于“智能教育平臺”的教與學的模式和策略，著重研究利用該平臺提高數學訓練的有效性，探索應用其在課堂教學、輔助學生學習和學生課外活動方面的效果，研究如何組織學生進行基于“Z+Z智能教育平臺”的自主性探索性學習的實驗。

2? ?智能教育平臺在數學訓練中的作用（The function of intelligent education platform in mathematics training）

課程的改革是長期的事情，教師自身也需要不斷的進行探索和嘗試，新課程下的課堂教學策略對比傳統的教學策略的確有著很大的改進，當然也遇到了實施上的許多問題，傳統的教育模式已比較難適應現代教育形勢發展的需要，教師必須不斷適應時代的步伐。如何利用教育信息技術的工具智能教育平臺，提高同學們在學習方面的興趣，活躍課堂氣氛，使得學生更熱愛學習，從而主動探索學習，這就需要我們數學教育工作者共同去努力解決。教師在使用相應教材的過程中，更要依據新課程標準，不斷注意教學方法的改進及教學手段的革新，靈活運用智能教育平臺，達到更好得教學效果。

某些數學內容由于較抽象而易使學生產生“厭學”情緒，教師如果能應用現代教學思想，合理提出問題，使用現代先進的多媒體教學工具，直觀、形象、逼真地展示相關教學內容，引導、啟發學生詳細觀察和認真思考，就能不斷提高學生的學習積極性，從而產生較大的興趣參與到整個課堂教學的活動中去。教師就可以從知識的傳授者轉變為學生學習的引導者，由學習結果的評判員轉變為數學訓練活動的組織者。雖然，教師講課的時間相對減少了，但由于學生對新的數學訓練趣味性增加了、數學問題思考的挑戰性加強了、教學質量地提高了，因而將會產生更好的數學訓練效果[6]?！癦+Z智能教育平臺”給教師提供了教學舞臺，例如問題：在平面幾何3×3的點中，以其中的格點為頂點（圖1），可以構造多少種不全等的三角形？

教師可以在課堂上引導同學們的認真思考，或者在電腦上借助“Z+Z智能教育平臺”實踐操作，同學們最終會發現其結果：總共有八種不全等的三角形（圖2）。

通過由計算機輔助的學習是一種主動學習，既能生動地了解數學中的“數”與“形”的關系，又易于促進興趣，更有利于理解相關知識等特點。這需要學生多種感官參與，動腦筋思考，人機相互對話交流，同時使得學生獨立、自覺地運用知識解決問題。這就使學生能在愉快的操作過程中掌握抽象的數學知識，既能發展學生的思維，又可以提高學生的學習興趣。我們在教學過程中要致力提高學生的分析思考能力，建立旨在充分調動學生為主體的多元化學習方式，促進學生在教師指導下主動地學習的積極性，這些就自然成為這場教學改革的核心任務。轉變學生的學習方式在當前加強素質教育、推進“做中學”的科學教育訓練形勢下具有特別重要的現實意義。單一、被動和陳舊的學習方式，已經成為當前影響素質教育在課堂教學中的一大障礙?？偠灾?，上述有效地學習方式能夠喚醒沉睡的潛能，激活封存的記憶，開啟幽閉的心智，放飛囚禁的情愫。

認識和把握現代學習方式的本質特征是教師創造性地引導和幫助學生進行主動的、富有個性的學習的重要保證?；谌绱?，我們倡導學生進行“學中做”與“做中學”相結合。“做中學”課程改革特別強調學生的參與，強調“活動”，強調“操作”，強調“實踐”，強調“考察”，強調“調查”，強調“探究”，強調“經歷”。“Z+Z智能教育平臺”正好提供了學生“做數學”的平臺。學生可以利用“Z+Z智能教育平臺”操作做出點和線，制作自己心中感到復雜的圖形。通過親身操作，學生就會發現許多圖形之間可以通過某一點的運動而變成有聯系。熟悉了智能教育平臺后，還可以利用測量等功能來驗證我們平時學到的公理定理（圖3）。智能教育平臺帶給學生最直接的效果，使對公式定理的理解變活了。

學生可以利用“Z+Z智能教育平臺”來進行驗證已有的定理公式，使它們生動地展現在自己的眼中，從而彌補了以前死記硬背的狀態，使學習氣氛活躍起來，進一步加強對數學的興趣，使師生交流更加的互動。“師生之間的關系決定著學校的面貌”，建立新型的師生關系既是新課程實施與教學改革的前提條件，又是新課程實施與教學改革的內容和任務。在新課程改革前，教師是主體，是課堂教學的主體，是課堂教學的主宰，學生則是處于被動和服從地位，如圖4（a）所示。隨著教育信息技術的發展和我國教育改革的推進，師生的交往轉變為雙向互動模式，如圖4（b）所示。但是在這種雙向互動中，學生的主體性在很大程度上尚未得到尊重和發揮，教師的主導地位還并未改變。從根本上看，教師仍然是師生交往的主要發起者和決定者，新一輪的課堂改革十分關注課堂教學模式的改革[7]。為了最大限度地發揮學生的智能和優勢，課堂教學必須遵循學生的“自主學習”的原則，使他們從傳統的學習方式轉向現代學習方式，即師生、生生平等互動模式，如圖4（c）所示。

3? 智能教育平臺在數學自主探究性教學中的應用（Application of intelligent education platform to inquiry mathematics teaching）

數學是集邏輯性、嚴密性、創造性、精密性及想象力于一身的學科，數學教學是要求學生在教師設計的教學活動環境中通過積極的思維不斷了解和理解的基礎上掌握這門學科的知識。因此揭示思維過程、促進學生思考就成為數學教學的特殊要求。而“Z+Z智能教育平臺”在數學教育中的應用，可以幫助學生積累數學知識、激發學生思維、優化認知結構，使學生拓寬思維活動空間并得到思維能力的進一步加強。與此同時，讓學生在學習的過程關心的是“我是如何知道的”，而不僅僅是“我知道了多少”[8]。

數學思維依賴于扎實的基礎知識及技能，并使所學到的知識與方法條理化、系統化。因此，優化學生存在腦海里的數學認知結構是強化數學思維的前提。在進一步培養學生數學自主探索的過程中，必須謹慎處理數學命題的反映方式，盡可能讓學生容易理解，形成良好的數學認知結構。在數學教育的過程中常可以見到這樣的現象，學生聽懂了教師講課的內容，卻不能獨立自主的解決實際問題?！癦+Z智能教育平臺”在數學中的運用，以其形象直觀的特點對學生進行多重表征，使數學知識的反映形式更加適應于學生已有的認知基礎，更便于學生學習數學、深入的理解數學知識、優化數學認知結構，這是培養學生自主探索很好的認知教育信息技術工具。如教師在訓練學生的邏輯推理時，可以用“Z+Z智能教育平臺”制作出一個課件，首先隱藏推理結論，讓同學自己思考，自行動手探索，從而提高數學訓練的有效性，如下面的邏輯訓練題：三角形數，如圖5所示。

學生在此學習環境中能在興趣的推動下獨立思考、自主探索，沉醉在思考的樂趣當中，然后老師再利用“Z+Z智能教育平臺”一步一步地推導顯示給同學們看，這既可以使同學們知道“我是如何知道的”，而不僅僅是“我知道了多少”。

4? 智能教育平臺把抽象問題形象化的成效（The effectiveness of intelligent education platform in visualizing abstract problems）

應用智能教育平臺能夠使師生的交流更加有效靈活。在教學的過程中，只要教師加以適當引導，學生就可以親身感受數學教學活動的過程。例如在平面與平面平行的性質學習時，學生普遍會感覺到相關概念抽象不易接受，而教師在講授時也會感到傳授過程不容易。而應用了“Z+Z智能教育平臺”后，學生通過對圖形進行旋轉、平移、再翻轉，那些相關抽象的難題都會迎刃而解（圖6）。這教學過程可以讓每一個學生都能通過自己的觀察、思考、深刻了解兩平面平行的有關性質。

由于智能教育平臺可以將抽象的問題形象化。因而在教學的過程中，教師可以讓學生上臺來驗證，使他們親身體現定理的成立。同時學生也可以在驗證定理的過程中發現問題，立即向教師提問。教師也可以利用該平臺軟件聯想到其他的定理，溫故而知新，又可以現場向學生提出一些接近生活的問題，使教學與實際相互聯系。

“Z+Z智能教育平臺”的出現后，數學訓練得到了很大的改善。用“Z+Z智能教育平臺”進行課堂演示，引導學生探究、創造某些數學情景并且讓學生親自參與應用制作數學課件，既可以減輕了老師重復勞動，又能夠提高數學訓練的效率。建立以學生為中心進行合作學習的思想，建立以共同解決問題為中心的思想，建立以培養能力為中心、強調終身學習的思想，關鍵在于如何掌握提高數學訓練的有效性。解題的教學歷來受到教師的重視，現代的數學教育更是強調要進行“問題解決”，在解決問題的過程中鍛煉思維、提高數學應用能力。教學中可以在“Z+Z智能教育平臺”的背景下進行小組合作學習，數學實驗課中，可考慮把學生分成2—3個人一個小組，每組共用一臺計算機，教師提供問題，學生利用計算機提供的環境，積極思考、討論，動手演算，解答這個問題。教師可深入每一個小組中參加討論，觀察其進程，了解相關問題并及時解答，對有共性的問題組織討論或講解，努力創設一種研究探索的學術氣氛。在這種合作學習的模式下，教師在教室里的角色更像學生的輔導者或幫助者。他們設置環境，幫助學生提出問題并進行探索，刺激學生解答問題，并為學生提供他們需要使用的工具與資源，以便學生能夠建構知識。

5? ?結論（Conclusion）

科學在高速發展，社會在不斷進步，教育信息技術的工具“Z+Z智能教育平臺”也在不斷升級和完善，在制作課件方面它擁有簡便、快速、化抽象為形象的優點，已成為教師教學的良好幫手?！癦+Z智能教育平臺”的強大操作功能使學生把自己放在主人翁的地位，進行自主探索。它改變了教師的教學觀念，開拓了教師課程資源意識，激發了學生學習數學的興趣。

教育信息技術的發展，在國內外現有許多資料可以借鑒[9]。智能教育平臺的出現對數學訓練的提高產生了巨大的作用，但是我們要注意的是，盡管智能教育平臺對數學有很大的作用，但是我們要在頭腦中清醒地認識到，智能教育平臺畢竟是輔助工具，駕馭技術是由人來實現的。我們相信，只要把高科技的教育信息技術和靈活的思維結合在一起，通過不斷的實踐與總結，必定可以提高數學訓練的成效。

參考文獻（References）

[1] 王林全.當代中小學數學課程的發展[M].廣州：廣東教育出版社，2006（8）：35-40.

[2] 左傳波.超級畫板幫你學數學之圖形與變換[M].北京：科學出版社，2011（2）：25-35.

[3] 張志青.教育實踐中的信息技術應用探討[J].軟件工程師，2015（3）：43-45.

[4] 張志青.教育數學（中學）課件制作[M].廣州：廣州大學教材，2006（9）：45-50.

[5] 張景中.幾何新方法和新體系[M].北京：科學出版社，2015（7）：20-30.

[6] 張志青.信息技術與數學教學的優化[J].辦公自動化，2019（4）：26-28.

[7] 左傳波.動態解析中考數學壓軸題[M].北京：科學出版社，2018（4）：35-45.

[8] 張景中，陸興華.互聯網+動態數學[M].長沙：湖南教育出版社，2018（5）：50-60.

[9] Galimullina， Ljubimova， Ibatullin. SMART education technologies in mathematics teacher education-ways to integrate and progress that follows integration[J]. Open Learning， 2019（10）：4-23.