信息技術與高中數學課程整合策略研究

摘 要：現今信息技術的使用越來越廣泛，在教育改革的環境下如何將信息技術與高中數學課程整合是教師非常關注的問題。信息技術對學生的學習以及教師的教學都有非常重要的作用，數學教學革命正在信息技術的指導下發生?；A教育綱要指出教師教學要與信息技術相結合，將信息技術與學科進行有效整合，需要教師具有高效使用信息技術的能力。

關鍵詞：信息技術;高中數學;課程整合

中圖分類號：G633.6+G434?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1673-8918（2022）05-0063-04

在教育改革的環境下教師要能夠使用信息技術制定科學教育目標，在信息技術的輔助下高效地完成自己的教學內容。在教學方法上學生要學會使用信息技術培養自己獨立學習的能力，利用信息技術發展自己解決數學問題的能力，這樣學生才能適應新時代的發展要求。

一、 信息技術與高中數學的課程整合的定義

關于信息技術與高中數學課程整合的定義有很多種說法，國內權威的教育學者認為這指的是以數學學習為中心利用信息化平臺以及手段來完成數學教學任務的過程。在這一過程中學生是主體教師是主導。在最新的系統論中認為將信息技術與高中數學課程整合不是簡單地將兩者結合在一起，而是要使信息技術滲透在高中數學教學的方法中，兩者要實現高度的融合并成為一個系統，這樣信息技術才能引發數學教學的變革。教師要利用數學課程與信息技術之間的關聯性，使信息技術的使用成為現代教育常態。信息技術能使數學知識以動態的形式展示在學生面前，從而與數學課程進行融合，提升學生的學習質量，對學生的創新精神和實踐能力進行培養。

總的來說，將信息技術與高中數學課程進行整合就是要利用信息技術給學生營造一個符合時代發展特點的學習環境，在這種學習環境中能落實學生的學習主體地位和教師的主導地位。在信息技術的幫助下，學生的綜合能力能得到有效發展。要使信息技術滲透進數學教學中讓信息技術與課程內容以及教學理論有機結合在一起。

二、 信息技術與高中數學課程整合的目標

信息技術的使用對傳統數學教學模式產生了巨大的沖擊，從本質上改變了傳統的教育結構，優化了傳統的教學方法。新教學模式以培養學生的創新精神強化學生的實踐能力為目標。信息技術與高中數學課程進行整合的目標可以分為以下幾點：

（一）培養學生良好的學習態度和終身學習能力

在信息技術的支持下資源都是全平臺共享的，學生只要想學習只需要一個電子設備就能使用互聯網隨時隨地進行學習，學生的學習手段不再局限于課堂，從學習空間上來說變得更加廣闊。學生的學習方式在信息技術的幫助下發生了很大變化，教師在課堂上教學已經不是學生獲取知識的唯一來源，學生借助信息技術可以在教師的引導下通過信息技術自主搜尋資料并對知識進行深入探究。學生在這一過程中能樹立自主學習意識從而形成良好的學習態度，通過自主學習培養終身學習能力，這也是素質教育的內涵。

（二）提升學生的學習效率

信息技術與高中數學課程進行結合不是為了順應時代發展而做的面子工程。整合是否成功要從信息技術與數學課程整合后是否能有效地提升學生的學習質量和效率這兩方面來進行評價，提升學生的學習效率是信息技術與高中課程進行整合的最重要的目標之一。

（三）提升學生的信息核心素養

在信息時代中學生的信息素養是最基本的學習素養之一，學生信息素養的形成不是一蹴而就的，而是在日常教學中逐漸培養起來的。部分中學將信息技術作為一門副科，部分高中一周只有一節信息課程，這對高中生信息素養的形成十分不利。那么學生在課業繁重的狀況下如何培養信息素養呢？最好的方法就是將信息技術與學科課程進行結合，這樣學生既能提升自己的學習質量還能在學習時對信息技術的使用方法進行深入了解。將信息技術與數學教學進行融合，學生在學習數學知識時會受到信息技術的影響，在學習的過程中對信息技術的掌握能力也逐漸加強。提升學生的信息素養是高中教學中學生的綜合素養之一，也是教師將信息技術與數學教學融合的綜合目標之一。

三、 信息技術與數學的課程整合的現狀

我國從20世紀80年代就開始尋找將信息技術與數學課程進行整合的方法，此工作的展開主要有三種途徑：提高學生的信息素養及信息技術的使用能力，使學生可以利用信息技術進行自主學習并以此提高教學效率;借助信息平臺對高中數學教學內容傳授的形式進行改革;使用特定的軟件使學生的學習情況能及時得到反饋，教師能通過軟件對學生的學習效果進行客觀的評價。

我國針對如何將信息技術與數學教學課堂進行有機融合開展了許多研究項目，其中著名的兩個實驗分別是四個相結合的新課程教學改革課題以及信息技術與各學科課程整合的課題。四個相結合的新課程教學改革課題是由何克抗教授組織開展的，而后一個課題則是由全國中小學計算機教育中心組織開展的。教育部指出信息技術與學科進行整合已經成為時代發展下的必然趨勢，我們要重視信息技術在學科中的運用，要大力支持和鼓勵教師在課堂教學中使用信息技術。

隨著幾何畫板在數學教學中的推廣，教育部門逐漸搭建了以幾何畫板為核心的教學平臺。雖然一線教師在開始使用這個平臺時抱著懷疑的態度，但是學生很快就接受了這種教育方式。信息技術與高中數學課程整合的宗旨在于信息技術為數學教學服務，使學生在進行數學學習時能提升自己的信息綜合素養、實踐能力以及創新精神，這樣才算是將素質教育真正地落到實處。

我國目前還處于信息技術與課程整合的初級階段，為此2011年在對新課程改革標準的修訂中減少了一些復雜陳舊的內容，增加了需要信息技術輔助來解決的數學問題板塊，并且將信息技術的中心算法增添到高中數學課本中。高中數學教材中的算法教學是比較簡單和基礎的，屬于信息技術中的經典。以遞歸算法為例，遞歸算法可以為學生展示計算機運行的過程，這對于學生信息素養的培養有很大的幫助。

四、 信息技術與高中數學課程整合的研究

一方面，信息技術可以利用動畫演示以及圖形功能從多角度為學生展示數學知識。演示動畫可以以特定的軟件為工具，通過軟件的功能將復雜的圖形在系統上自主生成。教師還可以利用軟件增強動畫特效，從不同角度構建三維動畫。

另一方面，幾何畫板軟件可以用于立體幾何以及平面幾何的制作，幾何畫板軟件使用起來較為簡單，具有較強的演示功能，能夠將圖形與靜止的圖像形象地進行演示并且生動地展示圖形之間的相互關系。

在這一過程中，以虛實線作為輔助進行顏色的變換，這樣教師就能將立體幾何生動形象地展示在學生面前，再配合平移、縮放等功能，就能使圖形的展示達到最好的效果。部分軟件還能提供控制動畫功能，對不完美的圖形進行后期處理。軟件所具有的處理功能能對圖層進行合并調整，為教學添加藝術的氣息。

（一）利用信息技術與數學課程整合的難點

1. 精確地為學生展示圖形動態演示的過程

以人教版高一數學必修二的《空間幾何體的三視圖和直觀圖》為例，當教師想為學生展示一個嵌套的幾何體的三視圖時，用傳統的教學手段就難以達成這一目標，通過口述方式教師講不通學生也不能理解透，學生學習起來就會非常困難。

信息技術就可以解決這一弊端，如在進行《用“幾何畫板”探究點的軌跡：圓》這一課的教學時，教師可以用幾何畫板為學生演示橢圓的定義。取一條固定長度的繩子，把兩端放在兩點，當繩子的長度大于兩點的距離時用筆尖將繩子拉緊，再慢慢移動可以畫出一個圓嗎？這時教師在“用筆尖將繩子拉緊，再慢慢移動”這句話的下面設置一個鏈接點，教師點擊這句話之后幾何畫板就會慢慢移動畫出一個軌跡，而這個軌跡就是橢圓的圖像。學生通過這種演示能清楚地看到橢圓的形成過程，教師還可通過回放以及慢放的形式加深學生對知識的理解。

又如在進行拋物線的學習時，教師要保證定點的距離到直線的距離是相等的，在這一過程教師既要滑動三角板又要使繩子也能隨之滑動，憑借教師一個人的力量要在黑板上進行準確的演示會比較困難，這時教師可以使用幾何畫板，使演示的過程更加科學合理。幾何畫板還可以對拋物線軌跡的形成過程進行動態演示，這樣可以令學生非常直觀清晰地看到拋物線的軌跡，學生對知識的理解也會更加深入。教師可以先在幾何畫板上制作一個MF=MH的圖形，再設置運動點擊鍵，教師按動“運動”這個鍵幾何畫板上的線條就會自己運作起來從而畫出與M軌跡相關的拋物線。

高一必修二涉及的都是空間幾何體的相關內容，教師在進行圓柱、圓臺、棱臺以及圓錐的教學的時候就可以使用多媒體為學生進行演示。多媒體的演示可以精確到毫米甚至更加細小的單位，這比教師在現實中尋找大致的實物會更加全面準確。在進行祖暅原理與柱體、椎體、球體的體積學習時，通過教師的口述學生難以展開想象，直接對學生進行演示可以將抽象的知識形象化，使學生更加容易理解和掌握。

2. 利用信息技術攻克難點

在三視圖這一章節的學習中，教師可以給學生提出這樣一個問題：有一個正方體，現在要在這個正方體的外面再套一個正方體，請問這個正方體的正視圖是什么樣子的？教師可以在多媒體上展示兩個圖形讓學生進行選擇，有部分學生選擇了錯誤答案。為了解開學生心中的疑惑，教師可以利用信息技術為學生展示一個透視圖，從上下左右所有方位進行展示，這樣學生理解正確答案就容易得多了。

教師又提出了這樣一個問題：將一個外接球放在三棱錐的外面，這個組合圖形的三視圖是什么樣的？教師可以鼓勵學生進行想象，還可以自主畫圖。當學生難以給出正確答案時，教師利用幾何畫板將這個組合圖形的三視圖以透視圖的形式展示出來，并給學生詳細解釋為什么三視圖是這個樣子的？不僅如此還有內切球等都可以用幾何畫板來為學生進行演示。

（二）利用多媒體為學生進行案例的靈活展示

在傳統的數學教學的課堂中，還是以教師的教為中心。教師在使用黑板進行教學時容易受到平面黑板的約束，無法為學生進行全面演示。多媒體可以彌補其不足，多媒體不僅容量大而且更加標準，傳統的教學模式會受到上課時間的限制，一些教學環節可能會被教師忽視，這些對學生的學習效率及教師的教學質量都有不利影響。教師可以從以下幾方面使用信息技術提高課堂教學效率。

1. 教學設計環節

教師要根據學生學習知識的目標以及學生的學習基礎來制定教學目標以及教學內容和教學方法，其中包括了本節課程的價值觀、學生要學習的進度等。運用有效的方法高效地完成教學任務。教師還可以利用信息技術，做到因材施教。

2. 提問環節

這一階段主要是讓學生回憶上節課的知識，這樣學生才不會因為遺忘知識而吃力地接受新知識。

3. 新課導入環節

這個環節是引導學生對新知識產生初步認知并幫助學生快速進入學習狀態的環節。

4. 新課講解環節

教師可以利用信息技術將本節課的重難點知識放在多媒體上面，在進行難點知識講解時就可以利用信息技術幫助學生對知識進行深入探究和理解。

5. 經典案例分析

教師可以利用信息技術擁有豐富資源這一特點在網上搜尋與本章節有關的典型案例并通過多媒體的形式為學生展示。通過這些典型案例強化學生對新知識的認知，通過教師的講解與多媒體的展示，學生對這一章節的知識點掌握得會更加牢固。

6. 鞏固練習

信息技術能幫助學生鞏固知識。教師可以將自己的課件發送給學生，當學生對知識產生疑問的時候，可以通過觀看教師的課件回憶知識。教師還可以利用信息技術制作針對難點知識的微課視頻，學生可以通過視頻攻克難點。

7. 課堂小結

在進行了細致的講解后教師可以利用信息技術給學生制作一個大致的知識結構圖，結構圖是對本章節知識的梳理和概括，學生能夠從宏觀層面對知識進行理解并通過知識結構圖讓學生將新知識與舊知識結合起來，幫助學生形成系統完整的知識結構圖。

8. 課后提升環節

這一環節主要是讓學生強化對知識的理解，在掌握基礎知識的前提下，進行探究性學習和拓展學習，給學生思考以及提升的空間。

通過這八個環節及信息技術的融合，教師可以給學生營造一個完整的課堂，使學生能夠在科學的教學中進行高效系統的學習，彌補教師追趕學習進度的不足。信息技術下的交互設計可以使學生更加直觀地理解數學知識并快速吸收。這也是多媒體的優勢之一。

（三）在信息技術的支持下增加教學內容

在傳統的教學模式中，教師會受到黑板的限制，在黑板上教師能演示的東西是有限的，操作起來不僅費時間而且很不方便。當信息技術與高中數學課程進行整合后，教師可以利用信息技術進行人機互動，將演示生動形象地展示在學生面前，這樣教師就可以節省很多演示的時間并將這些時間用于拓展知識的講解。教師可以利用多媒體將有關聯的舊知識在課堂上進行同步展示，有效地幫學生進行知識回憶。

當鼠標點擊標記點后，相關的舊知識就能彈出來，學生就可以一邊復習舊知識一邊學習新知識。如在知識推導環節，很多推導環節教師難以直接在黑板上進行演示，但是只要教師在旁邊放上相關的鏈接，演示就會自動彈出來。課堂時間有限，教師利用黑板進行演示耗費時間，因此在課堂上進行全部演示是不現實的，多媒體就可以解決這一問題。教師可以將需要演示的過程在備課環節就放在多媒體上，這樣教師在上課時就會更加順利。

學生在課堂上學習的知識容量對學生的可持續學習成果有非常重要的影響。準備少了學生學習的知識會變少，這不利于提升學生的學習質量，準備的太多學生吸收新知識會有一定的負擔和壓力，這反而不利于提升學生的學習效率。教師可以在電腦上設計幾個鏈接，當圖形發生變化時題目也會隨之發生變化，這樣不僅可以在一定程度上增加題型，教師還可以根據學生的學習進度實時調整課堂進度。在最后階段將本節課的知識點推上最重要的位置，選擇一個較難的題目，這樣可以照顧不同層次的學生。

五、 結語

科學技術的發展對人們的生活以及教育都有十分重要的推動作用，高中數學課堂也如此。高中數學教學可以在信息技術的推動下進行改革，但是要想進行有效的改革就要在科學理論的支持下，將信息技術與高中數學課程進行有機整合。將兩者高度地融合在一起，利用信息技術的特點把視頻、圖像融入教學方法之中給學生進行精確的演示，顛覆傳統課堂的教學形式，給高中數學教學帶來新鮮的血液。解決傳統教學中的問題，促進高中生數學核心素養的發展。

參考文獻：

[1]楊慧.信息技術與高中數學課程整合的研究及對策[D].貴陽：貴州師范大學，2021.

[2]吳沖.信息技術在高中數學教學中的應用研究[D].武漢：華中師范大學，2018.

作者簡介：李斌全（1973～），男，漢族，甘肅白銀人，甘肅省景泰縣第二中學，研究方向：高中數學教學。