談信息技術與高中數學課程的整合

李婧妍

【摘要】隨著社會的快速發(fā)展，人們的物質生活得到了極大的滿足，對于生活的追求也變得越來越高，教育方面亦是如此.新課改對教育也提出了更高的要求.在教學中，教師不能墨守成規(guī)，要積極探索新方法、新思想，在充實自己的同時豐富課堂.信息技術作為新生的力量，在教育中也有著非常重要的影響，甚至改變了傳統的教學方式.基于此，文章以高中數學為研究對象，分析信息技術的整合策略，希望可以為數學教學發(fā)展提供一些建議.

【關鍵詞】信息技術；高中數學；學習資源

引 言

信息技術的發(fā)展正在深刻影響著各個領域，教育也不例外.在數字化時代，將信息技術與教育相結合已成為教育改革的重要方向之一.高中數學作為培養(yǎng)學生邏輯思維、分析問題和解決問題能力的重要學科，也需要與信息技術進行有機的整合.文章旨在探討信息技術與高中數學課程的整合，探尋整合的意義和策略，為教育者提供一種新的思路和方法.

一、信息技術在高中數學教學中的優(yōu)勢

（一）增強可視化效果

通過使用教學軟件、應用程序和虛擬實驗環(huán)境，學生可以將抽象的數學概念和過程轉化為可視化的形式.例如，使用教學軟件可以繪制圖形和函數曲線，學生可以通過觀察這些圖形來理解數學函數的性質和變化規(guī)律.而在虛擬實驗環(huán)境中，學生可以通過模擬實驗來觀察數學現象的變化，從而更深入地理解數學原理.通過可視化效果，學生可以更清晰地看到數學概念之間的關系和連接，從而使自身的基礎更加牢固.

（二）提供個性化學習

每名學生在學習數學方面的能力和興趣都有所不同.傳統的課堂教學難以滿足每名學生的個性化需求.而信息技術的應用可以根據學生的不同情況和需求，提供個性化的學習資源和學習方式.通過使用數學教學軟件和在線學習平臺，學生可以根據自己的學習進度和興趣選擇適合自己的學習內容和學習方式.同時，信息技術可以提供學習輔助工具，幫助學生更好地理解和掌握數學知識.一些學生可能需要更多的練習來強化基礎知識；而另一些學生可能需要更多的挑戰(zhàn)來拓展思維能力.通過個性化學習，學生可以根據自己的需求進行學習，提高學習效果和學習成果.

（三）拓寬學習資源

傳統的數學教學主要依賴于教科書和教師的講授，學生的學習資源相對有限.而信息技術的應用可以通過互聯網和在線學習平臺，為學生提供更廣泛、更多樣的學習資源.學生可以通過在線教程、視頻課程、學術論文等，更全面地了解和學習數學知識.此外，還有許多數學學習網站和應用程序提供交互式學習體驗，讓學生能夠通過實際操作和探索來加深對數學概念的理解.信息技術的應用還可以使學生與世界各地的數學專家和同學進行交流和合作.通過在線論壇、博客和社交媒體等平臺，學生可以與其他同學和數學愛好者分享想法，互相學習.

二、高中數學教育中存在的問題

（一）抽象性和難度

數學作為一門抽象學科，往往需要學生通過抽象思維和邏輯推理來解決問題.然而，對于許多學生來說，這種抽象性可能會帶來困難.他們可能會覺得難以理解和應用抽象的概念，例如代數、幾何和微積分等.這種抽象性和難度也導致了學生對數學的恐懼和厭倦情緒的產生.他們可能會覺得數學題目復雜煩瑣，解題過程枯燥乏味，缺乏實際應用場景的參考.這不僅對學生的學習積極性造成了負面影響，也限制了他們對數學知識的深入理解和掌握.

（二）缺乏實際應用

高中數學教育中存在著一個問題，那就是缺乏實際應用.傳統的高中數學課程往往注重理論知識的傳授和解題技巧的訓練，但相對缺乏將數學知識與實際生活、工作場景結合的教學內容.這種缺乏實際應用的問題導致學生難以將所學的數學知識與實際情境相聯系.他們可能會覺得學習數學只是為了應付考試，而缺乏對數學知識的真正理解和興趣.更嚴重的是，一些學生可能無法將數學所具有的解決實際問題的能力轉化到日常生活中，無法靈活運用數學思維和方法解決現實中的難題.

（三）缺乏互動與參與

傳統的數學教育往往采用教師講解和學生聽講的方式，缺乏學生的互動和參與.一方面，這種教學模式容易讓學生感到枯燥無味，減少他們對數學學科的興趣和熱情；另一方面，缺乏互動與參與也會導致學生的思維能力和問題解決能力的不足.學生沒有機會在課堂上積極探究和交流，無法深入理解數學概念和方法的特點和應用場景，缺乏發(fā)問和回答問題的機會，也無法分享和借鑒其他同學的思路和方法.

（四）考試導向

在當前的教育環(huán)境下，由于高考等重要考試的壓力，數學教育往往更加注重應試技巧和應試訓練，而忽視了培養(yǎng)學生的數學思維、創(chuàng)造力和問題解決能力.這種考試導向的問題導致學生對數學的學習不再是為了真正理解和運用數學知識，而是為了追求高分和通過考試.他們可能將數學視為一門“應試科目”，只注重背誦公式和模板，而缺乏對數學的深入思考和探索.這不僅限制了學生的學習動力和創(chuàng)造力的發(fā)展，而且導致他們對數學的興趣逐漸減退.

三、信息技術與高中數學課程整合的方法

（一）使用教學軟件和應用程序

教師在教學中使用教學軟件和應用程序可以幫助學生更好地理解和掌握數學概念，提高他們的計算和解決問題的能力.此外，這些工具還可以幫助學生更好地進行數據分析和可視化，通過模擬和展示等方式，更生動、形象地向學生呈現數學知識.使用教學軟件和應用程序還可以激發(fā)學生的興趣和熱情，加深他們對數學學科的理解和認識.其間，學生可以通過自己的實驗和探索，更好地理解和體驗數學原理和應用場景.

以“冪函數”這一節(jié)為例，教師可以在軟件中輸入函數y=xn來繪制冪函數的圖像，讓學生觀察圖像的特征和變化規(guī)律，也可以讓學生自己探索不同參數n的取值對冪函數圖像的影響.例如，改變n的值來觀察冪函數圖像的斜率、凹凸性、零點和極值等特征.接著，教師可以讓學生自行利用教學軟件，發(fā)現冪函數的對稱性和變換規(guī)律等性質，并進一步深入探究.在練習時，教師可以通過數學應用程序或其他互動工具設計一些選擇題或填空題，讓學生快速回顧冪函數的相關知識；還可以設計一些探究性問題，讓學生主動思考和解決問題，并與同學進行交流討論，以進一步提高他們的數學素養(yǎng)和思維能力.為了加強學生對冪函數的理解和應用，教師可以布置一些有關冪函數的實際問題，如數學建模問題、物理應用問題等，讓學生通過教學軟件分析并解決這些問題.教師可以讓學生探究球的體積與半徑的關系、火箭的質量與加速度的關系等實際問題，讓學生將所學的冪函數知識應用到實際情況中去，并且通過分析結果來驗證和加深學習成果.總之，在教學中，教師可以利用教學軟件和應用程序來引導學生對數學知識進行主動探究、深入思考和靈活運用，以促進他們的數學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提升.

（二）創(chuàng)設虛擬實驗環(huán)境

虛擬實驗環(huán)境是基于計算機技術和模擬仿真技術創(chuàng)建的一種虛擬現實場景，可以模擬真實的實驗情境并進行交互式實驗.通過虛擬實驗環(huán)境，學生可以進行多次實驗，觀察和記錄結果，探索不同變量對實驗結果的影響.這種親身參與的實驗體驗可以幫助學生更好地理解和應用數學知識，培養(yǎng)他們的實驗設計和數據分析能力.在傳統實驗中，有些實驗條件很難控制或者很難觀察到實驗現象的細節(jié).而虛擬實驗環(huán)境可以通過調節(jié)參數、改變條件等方式靈活地進行實驗，并提供詳細的結果展示和分析.這使得學生能夠更深入地了解數學概念和規(guī)律，解決實際問題時能夠更加準確地進行預測和判斷.

以“空間點、直線、平面之間的位置關系”這一節(jié)為例，教師可以通過多媒體展示一些具體的日常場景，如建筑物、幾何模型等，引起學生對點、直線和平面之間位置關系的興趣并激發(fā)他們進行思考，然后使用虛擬實驗軟件進行講解.首先，教師可以通過軟件繪制一些簡單的點、直線和平面，并解釋它們之間的基本關系，如點在直線上、點在平面內等.其次，教師可以利用軟件展示和探索更復雜的情況，如直線與平面的關系、兩個平面的相交關系等.教師可以先繪制一個點和一條直線，然后讓學生觀察點與直線的位置關系，并思考如何判斷點是否在直線上.再次，教師可以讓學生主動操作軟件，改變點的位置或直線的方向，并觀察結果，讓學生通過實踐來理解和記憶點與直線之間的位置關系.同樣，教師可以使用軟件繪制一個平面，并在平面上標出一些點和直線，然后讓學生觀察并推測這些點和直線與平面的位置關系.學生通過自主探索和發(fā)現，加深對點、直線和平面之間位置關系的理解.最后，教師可以給出一些具體的問題，要求學生利用虛擬實驗軟件進行模擬和驗證，如找出一個點在兩個平面的交線上的條件等.通過創(chuàng)設虛擬實驗環(huán)境，學生可以對點、直線和平面之間的位置關系有更加深入的理解.

（三）進行在線互動學習

在線互動學習是指通過網絡平臺、在線討論和互動工具等方式，學生可以在虛擬環(huán)境中進行實時互動和學習交流.無論是面對面的課堂教學還是遠程教學，都可以利用在線互動工具進行師生互動、學生之間的交流討論.這樣一來，學生可以更加靈活地安排學習時間，提高學習效率.通過在線平臺的問題討論、小組合作和案例分析等活動，學生可以積極參與討論和表達觀點，培養(yǎng)自我學習的能力和批判性思維.在這個過程中，學生可以從多個角度思考問題，發(fā)展邏輯推理和問題解決的能力，并且在與他人的互動中不斷調整和修正自己的理解.

以“空間向量及其運算”這一節(jié)為例，教師可以使用多媒體工具引入空間向量的概念和相關知識，解釋向量在三維空間中的表示形式、坐標和運算規(guī)則等.而學生可以借助在線教育平臺，進入空間向量的學習模塊，再通過平臺上的視覺化圖形工具、模型等進行觀察和探索.教師可以提供一系列有關空間向量的問題，如給出兩個向量的坐標，要求學生計算它們的和、差、數量積等.教師還可以要求學生在平臺上找到兩個相互垂直的向量，并利用平臺提供的工具驗證它們的垂直關系.學生可以自主操作視角、拖動向量等，觀察向量在三維空間中的變化及其垂直關系.之后，教師應組織學生進行討論與分享，讓學生在在線平臺上提交他們的思考和解決問題的方法.之后，教師選擇幾名學生的觀點進行展示，并引導其他學生發(fā)表自己的看法.在線平臺提供的可視化工具和交互功能使學生更加深入地理解空間向量的概念和運算規(guī)則.同時，學生之間的討論與分享可以促進合作學習和知識共建，提高學習效率.教師在整個教學過程中起到引導和指導的作用，及時反饋學生的學習情況，并根據需要進行調整和補充.

（四）開展項目式學習

項目式學習是指通過獨立或小組方式完成一個具有挑戰(zhàn)性和現實意義的項目，使學生在設計、實施和評估過程中積累知識、解決問題、應用技能和提升能力.通過選擇實際問題或場景作為課程項目，學生可以深入了解這些問題或場景下需要解決的真實問題，并主動尋找適當的解決方案.同時，在項目中，學生需要收集數據、分析和解釋結果、制訂計劃、實施方案等，從而鞏固和拓展他們的數學知識、技能和能力.在課程項目中，學生需要采取創(chuàng)新的方法、運用創(chuàng)造性的思維來解決復雜的問題.他們需要具備跨學科的視角，適應不斷變化的環(huán)境，以實踐為導向，錘煉自己的實踐能力和專業(yè)技能.

以“拋物線”這一節(jié)為例，教師向學生介紹本節(jié)課的目標：通過探究拋物線的性質和應用，學習拋物線方程、頂點坐標、焦點坐標等概念，并能夠解決與拋物線相關的實際問題.教師提出一個或多個與拋物線相關的實際問題，如設計一個拋物線形狀的建筑物屋頂，要求學生確定該拋物線的方程、頂點坐標和焦點坐標.學生需要在項目中解決這個問題，并得出最佳設計方案.教師把學生分成幾個小組，每個小組由3～4名學生組成.每個小組中可以有不同的角色，如項目經理、數據收集員、模型構建員等，以便分工合作.學生團隊成員根據問題的需求，利用互聯網、圖書館、采訪等途徑進行調研和資料收集.他們需要了解拋物線的概念、性質、方程、頂點坐標和焦點坐標等相關知識，根據收集到的數據和所學的知識，分析問題，構建拋物線的數學模型，可以使用信息技術工具，如電子表格軟件、繪圖軟件等，輔助進行數據分析和模型構建.學生使用信息技術工具對拋物線方程、頂點坐標和焦點坐標進行計算，并通過繪制圖形進行驗證.教師最好向全班展示解決方案、數據分析過程、模型構建過程以及得出的結論.通過項目式學習，學生能夠在真實情境中運用所學的數學知識，培養(yǎng)解決問題和合作的能力.

結 語

信息技術在高中數學教育中的應用可以提供更多的學習資源和交互式教學方式，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力.整合信息技術與高中數學課程可以使學生更加主動地參與學習，提高數學學習的效率和質量.在整合過程中，教師需要具備相應的技能和知識，能夠選擇適合的信息技術工具和資源，并靈活運用于教學實踐中.然而，信息技術與高中數學課程整合還面臨一些挑戰(zhàn)，如教育資源的不平衡、教師培訓的不足等.因此，未來需要進一步研究和探索，以促進信息技術與高中數學課程整合的可持續(xù)發(fā)展.

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