輔助高中數學教學的信息技術

張建成

【摘要】在信息化的今天，學習和利用好各種輔助高中數學教學的信息技術，可以更好地幫助學生探究數學問題，理解抽象的數學概念，進而順利地完成我們的教學目標.如今都有哪些常用的輔助高中數學學習的信息技術，成為本文研究的內容.在日常教學中，我們借助“智慧教育云”平臺的資源以及常用教學軟件，將多元化的信息手段應用于我們的教學之中，目的就是提高課堂效率，提升學生的學科素養和能力.比如，PowerPoint是教者最常用、實用性較強的優秀多媒體演示軟件;Excel軟件對于高中數學中的統計和數據處理有著非常重要的意義;幾何畫板、玲瓏畫板非常適合于立體幾何、解析幾何的教學，它是為數學教學研制的專業軟件;等等.這些信息技術的使用，不僅能提高數學課堂的學習效率，還能使比較抽象的、理論性較強的知識變得具體且簡單易懂.

【關鍵詞】數學教學;信息技術

一、輔助教學的網絡資源

例如，“百度學術”“百度文庫”“新浪教育”等都有大量的資源可供教者選取，還有“作業幫”“猿輔導”“101網校資源”這些網絡平臺也能提供各種學習資源，教師學生都可使用，知識的獲取途徑不再單一，“沒有資源可用”不再是如今的問題.

網絡資源的使用讓學生學習的途徑不再單一，學生可以自己借助信息技術中大數據資源及時地探索，通過查閱、分析、學習，然后解決問題.這在一定程度上提高了學生的探索精神和求知欲望，相比傳統單一的學習更有效，更能提升學生的信息素養和數學學科素養.

二、輔助教學的線上平臺

1.基于線上線下混合式教學模式的“智慧教育云”平臺

在線上線下混合式教學模式中，“智慧教育云”平臺功能較強，模塊設置多，線上教學、網絡空間教學、線上備課研討都可在平臺上開展，且資源豐富，途徑多.平臺的教學過程大致是：課前給學生單線下發預習任務、學生檢測、平臺自動評分;課堂中和學生一起合作探究新知識，利用平臺上的網絡資源開展實驗、探究、思考、看微課、看例題、做練習;課后利用平臺作業模塊完成作業、課后復習、觀看例題等，學生的作業可以自評也可以老師查閱，這與傳統教學中作業收交、批閱方式截然不同.

除了授課過程中產生的功能外，“智慧教育云”平臺為教者掌握學情提供了非常大的幫助.教師經過對學生作業完成情況、觀看視頻進度、考試成績分析等數據分析，可以了解學情，并采取相應的解決辦法.“智慧教育云”平臺還提供了各種學習資源，包括了Word、PPT、Excel格式的各種教學設計和教學課件，微課等音視頻素材資源，以及課前預習題、課堂練習題、課后鞏固提高題、典型例題等.

2.線上教育直播平臺

線上教育直播平臺可以解決學生不能去教室學習的尷尬問題.教者給地點不統一的多人開展教學時，可以借助于“釘釘”“騰訊課堂”“騰訊QQ”等在線交流平臺，再結合 “智慧教育云”平臺上的教學資源開展本節課教學.比如，“釘釘在線課堂”“騰訊課堂”，教師進行直播，學生可以同步觀看或者課后觀看“回放”來學習.對于學生而言，其包含“在線聽課”“提交作業”“在線考試”“聊天、提問”等模塊功能;對于教師而言，其包含 “直播授課”“批改作業”“答疑”等模塊功能，以及平臺的大數據統計分析學生答題情況、考試成績等功能.

在平臺的使用過程中，比較適用的主要有以下幾項：其一，一個知識點的講解過程以視頻方式存貯下來，學生和教師可以隨時隨地看到保存的視頻，不受時間和地域的限制，知識點存儲長久化.其二，作業試卷平臺自評自改，學生學習方便快捷;做作業也不再是單一的紙質化，如做一些選擇題，平臺會很快給出答案并分析錯誤原因.其三，自主學習條件更成熟.通過平臺，教者將有用的資源上傳，或者下發學生，學生在線查看，也可以通過網絡搜集學習資源，這樣學生獲取的資源比傳統教學中的多，課余時間可以自主閱讀，自主探究，自主學習.但是平臺利用要合理，網絡資源要取舍，否則會埋葬于海量的資源中，這就要求教者備課要充分，信息化教學方式要合理 .

三、輔助高中數學教學的硬件

目前，學校信息化教學硬件主要有計算機、網絡設備、“交互式智能白板”、平板電腦，與傳統教學硬件相比，“交互式智能白板”具有網絡化、 智能化的特征，平板電腦具有方便閱讀，搜集資料快捷，存儲文件量大等特點.借助這些硬件，教師開展信息化教學，可以將視頻、動畫、文檔、演示文稿等展現給學生.

“交互式智能白板”既有傳統黑板的功能，也有多媒體教學的功能，重點是在課堂中能實現人機交互，課堂互動.多媒體和電子白板中黑板、實驗、圖形、動畫等功能的交互、結合，可以帶領學生實現知識探索，實現教學目標，完成教學任務;它還具有展示優勢、提高準備教學資源的效率和廣度等教學潛能.

計算機、網絡設備、學生的平板電腦，這些硬件的完善使得學校成為數字校園，服務數學教學的手段變得更多了.這些教學硬件在教學過程、教學管理中和教學資源的提供上產生了不可估量的作用，為教育改革和課堂研究帶來了質的飛躍，學生在教學過程中的主體地位進一步強化，相應的教學模式也發生了轉變，學生的學科素養、知識能力的培養渠道更多了.

四、輔助高中數學教學的軟件

1.PowerPoint演示文稿在高中數學教學中的應用

PowerPoint演示文稿是前些年教師最常用的教學軟件，也是教者比較容易學習的.它將文字、圖片、動畫、聲音和視頻結合起來展現教學內容并加以解釋說明，將數學中的概念、原理的分析過程實現可視化，使得抽象難懂的問題簡單化，使學生對數學知識獲得更為直觀的認識.

主要功能如下：

（1）文字處理功能，將大量的文字處理后展現在屏幕上，學生可以直接觀看，相比一步步寫在黑板上能節省大量時間.比如，概念、定理、例題、解題過程等，PowerPoint處理后投影，省時省力，效果還好.

（2）添加聲音，將能運用于課堂中的音頻添加在課件中，比如閱讀材料的朗讀音、探究問題所需的其他音頻等，給學生提供更真切的情境體驗.

（3）動畫處理，對于在教學中需要強調的部分，適當地使用動畫效果可以引起學生的興趣，并提高演示文稿的趣味性.

（4）圖像處理，制作、編輯數學圖形，比如常用的點、直線、曲線、面以及一些常見的柱體、錐體等立體幾何圖形都可以在演示文稿中做出.

2.Excel電子表格在高中數學教學中的應用

Excel在對數學中數據的統計和處理上有著非常重要的意義.

（1）Excel生成函數圖像.

操作：在Excel表格中輸入我們要繪制的函數圖像上一些點的坐標;選中輸入了數據的表格，單擊“插入”-“圖表”;在插入圖表的對話框中，選擇“XY散點圖”，就得到了函數圖像的圖表.

（2）Excel迭代功能求解方程的根.

如在《必修一》第三章“用二分法求方程的近似解”中，就可以用到Excel的迭代功能.

（3）高中數學教學中Excel功能的綜合應用舉例.

《必修三》“變量間的相關關系”一節中對Excel應用較多，如數據統計、畫散點圖、模擬出回歸直線、求出回歸直線方程、數據預測等.Excel在高中數學中的應用還有很多，如《必修一》中模擬不同函數的增長快慢.Excel的使用在《普通高中課程標準實驗教科書（數學）》幾個模塊中都有教學設計的要求，教師要利用Excel引導學生探究問題并開展教學.

3.VB語言在高中數學教學中的應用

Visual Basic語言可以插入PowerPoint等其他Office軟件中，如在《必修三》第一章“算法初步”的教學中，教師會大量應用這種可視化的窗體，讓學生能直觀地看到電腦指令發出后所產生的效果，大大提升了課堂效果和學生的學習興趣.

4.幾何畫板、玲瓏畫板在高中數學教學中的應用

傳統教學中，教師通常是用直尺和圓規進行幾何圖形的教學.而信息技術的發展，誕生了很多數學學科軟件，其中“幾何畫板”就是最常用的.“幾何畫板”是一個作圖和實現動畫的輔助教學軟件，是適用于數學、平面幾何作圖以及函數作圖的動態幾何工具.

“幾何畫板”主要有以下功能：

（1）圖形、圖像等元素的構造功能.

“幾何畫板”設置了“構造”菜單，可以對一些常用的點、直線、曲線以及其他幾何圖形進行構造，能快速地做出數學幾何中的基本元素，直接代替了以前的尺規作圖.

（2）獨特的變換功能.

“幾何畫板”中有“平移”“旋轉”“反射”“縮放”等多種圖形變換功能，操作方便簡捷，作圖速度快，準確度高.

（3）對象的“度量”功能.

可以對一些對象進行度量，可以度量長度、距離、角度、面積、坐標、斜率等，這樣不再借助尺規測量，準確度高.

（4）動態的軌跡圖像功能.

“幾何畫板”中軌跡分為兩種，即構造軌跡和軌跡追蹤.構造軌跡就是依據給定條件直接構造出點的軌跡，如構造出圓的垂直于直徑的半弦的軌跡，直接在菜單欄點擊即可.軌跡追蹤是對動態的對象進行追蹤來顯示其“軌跡”，并展示軌跡的形成過程，教學中可以借助這一功能讓學生預先猜測軌跡的形狀，然后再觀察、驗證.

（5）迭代功能.

迭代有簡單迭代和深度迭代（帶參數迭代）兩種，例子有典型的“迭代繪制勾股數”“迭代繪制正五邊形螺旋”.在高中數學教學中，用到迭代功能的有線性回歸中的計算、二分法求方程的近似解求法中的計算等.這類情況如果應用筆算的話，很浪費時間，這時就可以依靠幾何畫板的迭代等功能來實現.

幾何畫板設計的教學課件的演示，可以使學生在立體圖形的旋轉過程中觀察到圖形的各個角度，豐富學生對圖形的認知.“玲瓏畫板”和“幾何畫板”在教學中的使用很接近，“玲瓏畫板”是三維平臺，而“幾何畫板”是二維的，這里不再對“玲瓏畫板”在高中數學教學中的應用做說明.

5.教學中能用到的其他信息技術

在信息化教學軟件的市場上，數學教學軟件較多，它們各自有非常好的優勢，除了上述介紹的基本的常用于高中數學教學中的技術之外，通常還會用到的有“超級畫板”“Maple”“圖形處理器”“MATLAB”“Mathematical”“GeoGebra”.

信息化輔助教學要達到較好的效果，對信息技術的合理、正確應用是非常重要的，運用得好，事半功倍，抽象問題可以變得簡單化;運用不好，信息化輔助教學就是“雞肋”，甚至負面效果會壓倒正面效果.如果想繼續開拓信息化教學的領域，讓更多的技術發揮各自獨特的優勢，教師自己的學習速度還需和時代發展速度相匹配.

今后，我們只有繼續學習研究信息化高中數學教學方式，不斷強化數學教學軟件、工具的使用，熟練掌握它們的功能，在課堂教學中游刃有余，這樣才會使信息化教學技術的優點發揮出來，我們的課堂效果也才能得以提升.

【參考文獻】

[1]中華人民共和國教育部.普通高中數學課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]馮國平.數學教學論[M].蘭州：甘肅教育出版社，2009.