淺談信息技術環境下高中生數學抽象素養的培養

彭香宜

摘 要：高中生的數學抽象意識、數學思想、數學方法、數感、數學直觀感知與觀察能力等，直接影響著數學教學及其學習效果。在信息技術環境下，確立信息化教學理念、創新教學方式方法、建立師生之間的有效溝通，奠定抽象素養培養的基礎保障，同時數學教師自我提升信息素養，采用信息技術手段及現代教學理念與新興教學方法等，打造出高效、自主、和諧的高中數學課堂，技術賦能高中生數學抽象素養的培養，深化高中數學教學的內涵與意義。

關鍵詞：信息技術；高中數學；數學教學；數學抽象素養

高中數學定義與概念較為抽象，計算過程相對復雜，學生理解與學習的難度較大，再加上課堂教學中理論知識講授較為枯燥單一，教學中數學知識實踐應用占比較少，且教學缺少直觀性，以及為了強化鞏固學生所學采取題海戰術，進一步消磨學生學習的積極主動性，降低學生的學習興趣，不利于高中生數學抽象素養的培養。在信息技術環境下，探尋信息技術、多媒體技術、信息化教學理念及手段等在高中數學教學中的應用途徑，厘清應用的思路與方向，打造出帶有信息化時代鮮明特色的高中數學教學模式，全面提升高中生數學抽象素養培養的效果。

一、高中生數學抽象素養培養中信息技術的應用方向

（一）確立信息化數學教學理念

信息技術環境下衍生出了“互聯網+教學”理念、現代教育技術、電子白板等新型的教育事物，為高中數學高效課堂的構建創造了良好的條件。高中數學教學立足于高中生數學抽象素養培養，應在信息技術環境下維持教學理念的先進性，確立信息化教學理念，充分利用教育信息技術、網絡教育資源、新興教學模式等，突破傳統高中數學教學的局限，彌補單一授課式、學生被動式、“填鴨式”數學課堂教學的不足，將學生提升至數學課堂的主體地位，教師課堂角色定位為主導者、引導者、輔助者、協調者，運用現代教育媒體、現代信息技術等，設計、開發、利用數學教學資源，信息化管理數學課堂，創設數學教學情境，組織開展立體多元組合形式的教學活動，使高中數學知識由抽象變為具象，擴充數學教學活動的范圍，突破數學教學的時空限制，更好地培養高中生的數學抽象素養。

（二）創新教學方式方法

現代高中教育的信息化水平較高，現代教育理論與現代信息技術在高中數學教學中已經得到良好的應用，推動高中數學教學的創新發展。再者，高中素質教育的持續深化，使高中數學學科承擔起核心素養培養的重任，著重強調數學教學的以生為本原則，促進高中生的全面發展。高中生數學抽象素養作為數學核心素養培養的重要組成部分，在信息技術環境下，構建自主創新的課堂教學模式，引導及鼓勵學生自主學習，充分發揮學生學習的自主性與課堂主體作用，師生之間、生生之間積極互動，相互配合、相互輔助、熱烈討論、深入探究，促使學生自主完成學習任務，提高課堂教師教學與學生學習的效率，助力于學生數學抽象素養的培養。以人教版高中數學必修第一冊教材為例，教材以發展高中生數學學科核心素養為指導，穿插設計了閱讀與思考、信息技術應用、探究與發現等內容，比如：在信息技術應用——用計算機繪制函數圖像教學中，進行數學教學方式方法的創新，將數學知識與信息技術應用相互結合，以計算機圖像直觀化地呈現點坐標與函數圖像的關系，學生通過平移、對稱、伸縮變換等動手操作，探究函數的性質，深入理解函數的定義，同時利用教室多媒體創設問題情境，根據教學內容組合運用多元化的教學手段，組織安排學生觀察函數圖像、探究函數知識，以此培養學生的數學抽象能力[1]。

（三）構建平等和諧的師生關系

教師與學生是數學課堂教學的兩大主體，雖然現代高中教育強調學生的主體地位，但仍然無法撼動教師在課堂教學中的主導者、設計者及管理者地位。在高中生數學抽象素養的培養中，建立數學課堂中教師與學生之間平等和諧的關系，有利于師生之間的互動、交流，營造平等、自由、和諧、活躍、愉悅的課堂氛圍，最大限度調動學生參與課堂教學的主動性與積極性，以深挖釋放學生數學學習潛能，開拓學生的數學思維，熟練掌握數學方法，提升高中生數學抽象素養培養的效果。信息技術在高中數學教學中的應用，具備拉近師生距離、和諧師生關系的效用，比如：教師專門創建一個班級微信群，在群中分享教學資料、隨時答疑解惑、指導課后作業，以及與學生進行日常的溝通交流等。在課堂教學中，利用信息化教學手段，如教學互動工具，希沃授課助手、微彈幕，演示工具PPT美化大師、口袋動畫、Slide（PPT設計軟件）、WPS（文件編輯軟件），以及多媒體技術、VR（虛擬現實）技術、AR（增強現實）技術，課堂活動管理的超星學習通、雨課堂等，支持學生課下自主學習，師生共同創建課堂，并且在課上與課下交流、分享、討論等過程中，建立師生之間濃厚的情誼[2]。

二、信息技術環境下高中生數學抽象素養培養的策略

（一）加強教師信息素養培養，扎實數學教學師資基礎

教師作為高中生數學抽象素養培養實際的實施者，其信息技術素養水平，直接決定著信息技術在高中數學教學中應用的水平，影響著高中生數學抽象素養培養的結果。因此，在信息技術環境下，教師在確立信息化教學理念、“互聯網+教學”理念的基礎上，還需建立終身學習思想，在教學實踐中深入學習、認真鉆研現代教育信息技術，熟練掌握信息技術教學手段、教學模式、教學方法及教學軟件與信息化小工具等，運用信息技術進行高中數學教學的創新改進，為培養學生數學抽象素養做好知識與技能的儲備。比如：學習及掌握微課教學方法，課堂導入環節創設情境，課后用于學生自學，并可拓展學生學習面。利用專業的思維導圖軟件，像是MindMaster（億圖）、百度腦圖、MindMap（思維導圖）等，繪制數學知識的思維導圖，生動直觀展示數學思維，發展學生直觀感知能力，使其能將復雜的數學問題簡明化、具象化，直觀理解與學習數學知識。還可使用幾何畫板軟件，直接在課堂中繪制函數圖像，直觀演示函數的變形過程，帶領學生探究函數圖像的變換方法、變換特征等。在高中學校層面，基于信息技術在教學中的應用需求，對數學教師開展針對性的培訓，安排教師外出交流學習、邀請優秀教師舉辦講座、開展遠程線上培訓等，系統地培訓教師，促進教師信息技術素養水平的提升，打牢扎實高中數學信息化教學的基礎。

（二）合理細致劃分教學目標，統籌規劃設計項目教學

1.教學設計思路

高中生數學抽象素養培養是一個長期的過程，在教學設計中，合理細致劃分長期教學目標，獲取階段性的目標，再將階段性的目標細分為每節課程的教學目標，基于該教學目標進行教學單元的統籌規劃設計，形成一個完整系統的單元教學過程。在信息技術背景下培養學生的數學抽象素養，可采用項目教學法與小組合作探究式教學法，將學生分成幾個項目小組，圍繞項目任務開展思考、討論、探究等活動，逐步培養學生的數學推理能力、數學應用能力，實現學生具象與抽象思維之間的和諧統一。人教版高中數學必修教材共有預備知識、函數、幾何與代數、概率與統計、數學建模活動與數學探究活動五個主題，各主題之間存在一定的關聯，在教學中依托于項目進行單元的整體設計，串聯及關聯同一章節或是不同章節的知識點，形成一個完整的知識結構[3]。比如：根據前后的知識點，設計引導式的數學問題，分步實施任務，循序漸進推進教學，使學生在不同的任務場景下能抽象出數學問題，推理出新的命題，形成良好的數學方法與思想。

2.項目教學實例

以人教版高中數學“指數函數與對數函數”為例，進行該章節項目任務的設計，（1）使用教室多媒體展示幾組圖像，要求學生通過直觀的感知與觀察，找出其中的指數函數圖像，激起學生學習與探究的興趣；（2）安排學生討論分析，基于指數函數，說出指數函數圖像的規律特征，總結出時，圖像單調遞增，走勢是同為增函數時，底大近軸；當且時，圖像單調遞減，走勢是同為減函數時，底小近軸，以及理解過定點（0，1），值域（0，+）等；（3）指數函數應用任務，采用生活實例，如提出口服感冒藥的問題，運用指數函數計算出口服后不同時間體內的藥物含量，體內藥物含量，其中為服用藥物的含量，為時間，跟隨變化，單位為，計算出服藥、、、體內藥物含量并繪制出函數圖像。學生以小組協作探究的方式解決問題，教師從旁指導，推進及把控教學過程，最后教師提出討論問題，“說一說指數函數在生活中的應用實例，可解決哪些問題？為什么應用范圍如此之廣？”等，引導學生探究數學知識在現實生活中的應用方法，理解數量關系，合理地解釋計算結果，達到培養學生數學抽象思維與抽象能力的目的。

3.共享優質教學資源，教學延伸至課前與課后

信息技術環境下網絡中擁有豐富的教學資源，如在線教育平臺，針對高中數學課程開發了一系列優質的視頻課程、教學課件、數學學習資料等。教師在培養學生數學抽象素養中，全面搜集網絡中優質的教學資源，吸收借鑒在線教學平臺現代教育理念、教學思路與教學方式方法等，并結合高中數學教學大綱的要求及數學教學內容等，重新設計課堂教學內容、教學活動、教學方式方法等[4]。在課堂教學實踐中利用現代教育媒體與信息技術調動學生的視覺、聽覺與思維，并采用師生互動、人機互動、游戲互動等方式，激發學生的學習熱情，聚焦學生的注意力，增添課堂教學的活力。在課前與課下環節，教師充分利用信息技術環境下互聯網、在線教學平臺、社交軟件等的便利，將數學課堂向著課前與課后延伸。課前，將微課、PPT課件、教學視頻、學習任務等，通過微信群、云平臺等發送給學生，學生自主完成課前預習任務。在課后，將課堂教學中形成的教學資料，系統地整理后，同樣在網絡中共享，并布置課后測試習題，學生完成復習及作業后，利用網絡平臺直接發送給教師。在學生遇到不懂的問題時，與其他同學以視頻通話、語音通話與文字輸入等方式，在微信群或教學平臺中進行討論，教師適時指導，針對疑難問題、共性問題，專門錄制小視頻進行統一講解。教師根據學生課后的反饋，評價學生知識掌握情況、數學抽象素養提升情況，以進行教學內容及教學策略的優化調整，實現教學相長的目的。

4.打造自主探究式教學模式，發揮學生學習的自主性

在打造自主探究式教學模式中，首先要引入翻轉課堂，翻轉課堂教學流程是學生在課前先預習知識，初步理解及記憶知識后，在課堂教學中討論、思考、歸納總結數學知識，最后在教師的組織與引導下應用數學知識，實現理論到實踐應用的轉化，學生在這一過程中，用眼用心發現問題、用腦思考問題及用手解決問題，完成數學知識拓展與深度的學習[5]。在新授課時，教師將精心設計的教學資料發送給學生，學生預習后通過互聯網反饋預習效果，教師根據學生反饋，調整教學計劃，明確教學的重點與難點，并設計數學問題，安排學生在課上自主討論探究，深度思考問題，探尋與總結解決問題的方法。比如：在“集合的基本運算”教學中，此時學生已經理解并掌握了集合概念與集合間的基本關系，學生通過課前的預習，初步了解并集、交集等的運算方法，但在實際的運算中，學生對于集合與集合之間的并集或是交集理解與認識不夠清晰，如集合與并集或的三種情況，兩個集合在求并集后，結果還是一個集合，以及、

求交集時，兩個集合如果沒有公共元素，數學描述為，求交集后得到的結果仍是集合。在課堂教學中基于并集與交集的要點及特征，教師提出思考問題，為每個小組分配討論任務，學生以小組為單位討論解決問題，討論3～5分鐘后進入展示與分享環節，小組推選代表進行求解過程的講解，在小組完成講解后，教師提出疑問，延伸擴展學習的范圍，由自然數向著正分數、有理數、實數延伸，擴大研究討論的范圍，引導學生自主探究、總結與提煉集合的運算方法，抽象出數學知識與數學方法，應用到解決實際問題之中。

結束語

信息技術環境下培養高中生數學抽象素養，利用現代信息技術、現代教育媒體、網絡教學資源等，以高中生數學抽象素養培養為目標，進行高中數學教學內容的設計、教學方法的選用、現代教育技術與理念的引進等，打造自主式、討論式、探究式、合作式的高中數學課堂，豐富高中數學教學的形式，增加數學教學的內涵，全面提升高中數學課堂教學的效率，以現代教育信息技術及信息化教學理念驅動高中生數學抽象素養培養，實現高中數學教學質效與水平的遷躍。

參考文獻

[1]沈勇波.信息技術背景下的高中數學核心素養能力培養策略分析[J].教學管理與教育研究，2021，6（17）：2.

[2]姜叢叢.以“興”促學，以“技”推質：利用現代信息技術構建初中數學高效課堂[J].試題與研究：教學論壇，2021（4）：1.

[3]吳海燕.以培養核心素養為目標促進信息技術與高中數學課程整合分析[J].中外交流，2022（3）：44-46.

[4]喻尹.基于信息技術的高中數學核心素養培養研究[J].東西南北：教育，2020（16）：160.

[5]羅顯貴.用“互聯網+”助推高中數學學科核心素養的培養[J].教育界，2020（19）：2.

本文系“信息技術環境下高中數學抽象素養的培養研究級別”省級一般課題，立項單位：大慶鐵人中學（課題編號：JYC1422428）。