現代教育技術在高中數學教學中的應用探究

邱俞娟　雍龍泉

摘 要：隨著時代的發展，以信息技術為代表的現代教育技術越來越廣泛地應用到數學教學中來，正逐漸改變著傳統課堂教學的模式，并且必將對數學教學產生深遠的影響.本文主要介紹現代教育技術在高中數學教學中的概述、優勢以及應用原則，最后以高中數學部分教學內容為例，探討現代教育技術在數學教學中的廣泛應用.

關鍵詞：現代教育技術；高中數學；數學教學

相較于初中數學，高中數學的理論性、抽象性更強，部分數學知識僅依靠教師的口頭表達很難講解清楚，有時不僅費時費力，還達不到好的教學效果，這在一定程度上制約了學生對數學學習的積極性.2019年4月，教育部發布《關于實施全國中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0的意見》，提出“構建以校為本、基于課堂……全面促進信息技術與教育教學融合創新發展”的總目標.因此作為高中教師，為了更好適應新時代背景下的教育變革與發展，就需要對傳統教學方法進行改革與創新，將傳統教學方法和現代教育技術進行有機融合，推動教育現代化的發展.

李淑紅［1］、李再成［2］等人分析了現代教育技術的優勢特點，并就現代教育技術在數學教學中的具體應用策略進行論述；侯木蘭［3］在文章中闡述了如何提高高中數學課堂教學有效性的內涵，并對如何應用現代教育技術提高高中數學課堂教學的有效性進行了研究；邱平元［4］、李鳳姬［5］等人指出現代教育技術與數學課堂教學的整合，具有提高學生的學習積極性、突破教學重難點、提高課堂教學效率的優勢；王樂萍［6］、陳淋屏［7］、李曉慧［8］、周云霞［9］等人在探究現代教育技術與高中數學課堂教學整合的論文中提出了現代教育技術與高中數學課堂教學整合的理論基礎、原則以及應用策略等，并結合教學實際，給出了現代教育技術與高中數學課堂教學融合的案例；任海燕［10］在其文章中對現代教育技術與中學數學課程課內、課外整合的兩種教學模式進行了具體分析，并提出了四種現代教育技術和中學數學課堂進行整合的教學模式.

從以上研究中可以看出，現代教育技術輔助數學教學，具有改革和發展教學模式、教學內容、教學方法的積極作用，但是如何在更大范圍內，更加理想地將現代教育技術與高中數學教學相融合，這就需要我們在理論與實踐方面進行更深層次的探索.本文主要介紹現代教育技術在高中數學教學中的應用優勢和應用原則，并結合教學實例，來體現現代教育技術與高中數學課堂教學有機結合的優越性.

1 現代教育技術的概述

目前關于現代教育技術做出的最簡潔、最全面的表述是：運用現代教育理論和現代信息技術，通過對教學過程和教學資源設計、開發、應用、管理和評價，以實現教學過程和教學資源的優化的理論與實踐［11］.所謂現代教育技術在教學中的應用，就是將現代教育技術融合到日常教學中去，具體到高中數學的教學實踐中，就是在已有的高中數學課程的學習活動中結合使用現代教育技術，借助于多種形式的多媒體技術和教學設施，營造出現代化的教學環境，整合教學資源，實現教學目標的一種新型教學方式［12］.

2 現代教育技術在高中數學教學中的應用優勢

現代教育技術在數學課堂中的合理應用能優化教育教學、轉變教學方式，使得數學教學內容的呈現方式更加多樣化、綜合化.在課程教學方面，借助現代教育技術能夠為學生創造情景化、綜合性的學習環境，對激發學生數學學習的自主性、提升課堂教學效率、發展學生的數學素養有很大幫助.在教師發展方面，現代教育技術與數學課堂教學的融合，能夠幫助教師緊跟教育現代化的發展前沿、提升教育教學工作效能、促進數學教師自身專業能力的持續發展，為從事信息化教育奠定堅實基礎.

2.1 突破教學重難點，有效提高課堂教學效率

高中數學具有高度的抽象性和嚴密的邏輯性，很多知識僅依靠教師的語言講解學生很難理解.而現代教育技術融入數學課堂可以實現數學知識從抽象到具體、從靜態到動態、從復雜到簡單的轉變，達到提高學習效率和學習質量的目的［13］.以立體幾何中的截面問題為例，在研究性課題《正方體截面的形狀》一節中，學生雖然已經具備了一定的歸納、猜想能力，但在分析、空間想象能力方面還有所欠缺，這對學生從同一幾何體不同角度切割所得截面的不同外形的想象造成了困難.而利用GeoGebra，教師可以引導學生自主探究或協作探究完成實驗，通過自己動手實驗，學生逐步探究出“正方體截面的形狀有哪些”“正方體截面形狀的特征”“怎樣截面面積最大”等問題，進一步加深學生對截面問題的理解，尤其是對學生圖形的立體感、方位感、進一步培養學生的空間意識、發展學生數形結合思想、突破教學重難點有極大的好處.利用GeoGebra繪制部分正方體的截面外形，如圖1所示.

2.2 改變學生學習方式，有利于學生自主學習

從傳統的教學模式來看，學生的知識主要來源于教師和書本，并且在一定程度上受到學習時間、教學組織形式或其他條件的限制.而現代教育技術可以為學生提供新的資源，突破知識主要來自課本的限制，極大地豐富和拓寬了學生的學習方式和學習途徑.同時現代教育技術主張將學習的主動權交給學生，讓學生在自主探究中實現知識的自我建構，對培養學生的動手能力和創新意識有很大幫助.例如：傳統教學模式中在學習《橢圓的定義》這一節課時，通常是采用小組合作的方式，通過固定一條繩的兩端，用筆尖將繩拉緊并運動，然后觀察所得到的圖形展開教學，但是由于實際操作有誤差，且動態性不強，可能對學習過程有一定的影響.而現代教育技術的融入，教師就可以利用多媒體先播放“太陽系行星繞日運行軌道視頻”來抽象出橢圓的形狀，同時利用幾何畫板等數學軟件動態演示橢圓的形成過程，不僅操作簡單，還可以對橢圓的高度、大小進行控制，讓學生直觀感受到：橢圓是點按一定“規律”運動所形成的軌跡.

2.3 創設生動教學情景，喚醒學生學習興趣

現代教育技術具有較強的趣味性，能夠以更加符合高中學生身心發展的特點來呈現教學內容，達到激發學生數學學習興趣和創新意識的良好效果.數學概念是數學學習的基礎，但是往往數學概念又具有較高的抽象性和概括性，學習起來枯燥有難度，而在概念課上融合現代教育技術可以很大程度上提升學生的學習興趣［14］.例如：在學習《直線與圓的位置關系》時，在傳統教學中，教師單在黑板上畫出這三種不同的位置關系就花費較長時間，且不夠準確.而通過多媒體課件，教師可以先展示一些日落、海平面等在生活中能體現直線與圓的位置關系的實例，讓學生觀察并抽象出其中的幾何圖形，從而引出直線和圓的位置關系，結合使用幾何畫板，可以將有關圖象快速、直觀、準確地呈現在學生的面前，不僅便于學生對直線和圓的位置關系的理解，同時吸引學生的學習興趣.

3 現代教育技術在高中數學教學中的應用原則

現代教育技術與數學課程融合具有其獨特的優勢.但在利用信息技術之前，我們要清楚現代教育技術的優勢和不足，并了解數學教學的需求.在應用過程中，我們應遵循以下原則：

3.1 合理性原則

現代教育技術的先進性毋庸置疑，然而現代教育技術運用于數學教學，其目標在于對傳統教學模式進行創新，而非機械地取代.信息技術是教師教學的工具，是師生之間的交互工具，因此，在教學中教師不能完全依賴于多媒體.部分教師整節課從頭到尾都是用課件將教學內容呈現在學生面前，而在黑板上沒有任何板書，與學生也沒有互動交流的過程，僅僅變成了課件的“放映員”.且多媒體課堂信息量大、教學內容多、切換速度快，不利于學生對知識的記錄，這就造成了一節課后，有些同學很難掌握本節課的重難點.因此利用多媒體教學并不意味著忽視傳統教學的優勢，而是在課堂中合理利用“粉筆+黑板+口語+現代教育技術”的教學方式，實現傳統教學與現代教育技術的優勢互補.

3.2 有效性原則

現代教育技術在高中數學課程中的應用，促使課堂教學形象生動、課堂氛圍活躍，然而它作為學生學習認知的輔助工具，必須服務于教學.教師作為課件的選擇者、設計者，必須找準教學內容與現代教育技術的契合點，科學使用.根據課程的目標、內容、形式等，設計相應的課件、選擇合適的數學軟件，絕不能因為它而改變教學常規，如果隨意使用、機械照搬，其在教學中的作用就無法充分發揮出來［15］.以《指數函數》為例，指數函數是高中階段重要的基本初等函數之一，主要涉及到的教學任務是概念的引入、圖象及性質的探究、函數圖象的應用.本節教學中，現代教育技術的運用主要是作為情境探究和發現學習的工具，呈現探索情境并幫助學生總結歸納指數函數的性質.如表1所示，根據教學目標、教學內容等，設計《指數函數》教學軟件媒體選擇工作表，更好地體現現代教育技術有效性原則的運用.

4 現代教育技術在高中數學教學中的應用實踐案例

現代教育技術應用于數學教學包括幾何畫板、GeoGebra、書寫投影儀、PowerPoint、微課、智慧課堂、計算機語言編程等，以下是一些應用實踐案例.

4.1 案例一：利用幾何畫板演示正弦函數的圖像

幾何畫板是一個數學教學的輔助軟件，最大的特點就是其動態性，為教師動態演示和引導學生探究提供了新的方法.例如，在正弦函數的圖象教學過程中，教師利用幾何畫板不僅操作簡單，還能清楚呈現函數圖象的生成過程，加深學生對函數圖象的認識，對學生數形結合思想的培養也有很大幫助.

4.2 案例二：利用程序語言解決數學問題

近幾年，高考題中的程序框圖題或者其他一些數學問題可以通過編程語言來求解，學生在教師的指導下可以自己動手做數學實驗.應用程序語言解決數學問題，不僅可以培養學生的邏輯思維、模式識別、抽象能力和創新意識，同時對鍛煉學生的編程和動手能力有極大幫助，并且在學生自己動手編程并正確運行程序之后，就會體驗到通過編程來解決數學問題的快樂.

如圖2，以2022年全國數學試題乙卷中的程序框圖題為例.利用程序語言可以快速求出在n=4時循環結束，并可以清楚展示出在n=2，3，4不同取值時的結果.

4.3 案例三：利用視聽媒體展示課堂教學中的圖片、視頻、音頻等

采用視聽媒體進行教學補充，可以弱化一些教師以其他形式難以展現的重難點知識，同時視聽媒體可以提供規范標準的行為模式，尤其是一些數學實驗，學生就可以通過接受視聽信息來規范自己的學習過程.例如《空間幾何體的結構》這一節課，作為立體幾何的起始課，其主要內容為空間幾何體、多面體、旋轉體的概念和柱、錐、臺的結構特征.如圖3所示，教師利用視覺媒體展示現實生活中的幾何體圖片，通過對圖片的觀察、分析、比較，不僅激發學生的學習興趣，同時能更好的幫助學生抽象、感知、理解空間幾何體的定義及組成要素，并概括出相關幾何體的結構特征，理解棱柱和棱臺的結構聯系與區別，也可以讓學生直觀感知到我們所處的現實空間，體驗數學活動充滿著探索與創造.

4.4 案例四利用SPSS探究相關性

針對于高中數學中數據的直觀表示、相關性判斷、回歸分析的求解等教學內容，當數據較多時，課堂上利用黑板繪圖很難畫出各種統計圖或計算出相關結果，而利用SPSS或Excel等軟件進行數據的統計、相關性檢驗或求解線性回歸方程時，不僅準確，且可以節省大量時間，幫助教師將教學任務集中在知識的分析和講解上.

5 結束語

現代教育技術以其特有的優越性，在各類課程中得到了廣泛的運用.作為教師，在課堂教學中一定要找準現代教育技術和數學教學內容之間的契合點，科學地、合理地運用現代教育技術的優勢.當然，我們也應該看到現代教育技術的局限性，因為現代教育技術不是一種目的，而是我們在實現數學教學目標時的一種現代化手段，因此我們不能無節制地去使用它，而是將它與傳統教學模式有機融合，做到有的放矢，從而使高中數學的教學質量獲得有效提高！

參考文獻：

［1］ 李淑紅.現代教育技術與高中數學教學有機融合的策略探究［J］.數理化解題研究，2021（24）：35-36.

［2］ 李再成.現代教育技術在高中數學教學中的應用分析［J］.數學學習與研究，2020（7）：34.

［3］ 侯木蘭.淺談應用現代教育技術提高高中數學課堂教學的有效性［J］.課程教育研究，2017（38）：132.

［4］ 邱平元.數學教學與多媒體信息技術整合的初步探究［J］.教育導刊，2013（5）：83-85.

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［6］ 王樂萍.現代教育技術與高中數學課程整合的研究與實踐［D］.沈陽：遼寧師范大學，2008.

［7］ 陳淋屏.現代教育技術與高中數學教學整合及其教學模式研究［D］.重慶：西南師范大學，2005.

［8］ 李曉慧.現代教育技術與中學數學教學整合研究［D］.河南：河南師范大學，2019.

［9］ 周云霞.信息技術與高中數學教學的有效整合及案例研究［D］.吉林：東北師范大學，2011.

［10］ 任海艷.現代教育技術與中學數學課程整合教學模式的研究［D］.沈陽：遼寧師范大學，2011.

［11］ 王俞敏.現代教育技術與初中數學教學整合的設計與應用［D］.上海：上海師范大學，2011.

［12］ 賈博.現代教育技術在初中數學教學中的應用［D］.沈陽：遼寧師范大學，2011.

［13］ 鐘偉香.現代教育技術在高中數學教學中的應用分析［J］.新課程（下），2015（9）：162-163.

［14］ 王偉君.基于信息技術的高中數學高效課堂的教學策略分析［J］.考試周刊，2021（18）：67-68.

［15］ 董江春.現代教育技術在高中數學教學中的應用研究［J］.中小學實驗與裝備，2020，30（5）：53-55.

基金項目：陜西高等教育教學改革研究項目“跨校跨專業教研聯合體探索”（項目編號：21BZ013）.