信息科技與數學教學的融合

【關鍵詞】信息科技；數學教學；具身認知

【中圖分類號】G633.6? 【文獻標志碼】B? 【文章編號】1005-6009（2024）07-0080-02

【作者簡介】水菊芳，江蘇省震澤中學（江蘇蘇州，215200）黨委書記，正高級教師，江蘇省數學特級教師。

信息科技的快速發展正在深刻地改變著我們的生活方式，同時也給教育領域帶來了巨大的影響。使用計算機軟件、互聯網資源和數學建模工具，可以使數學概念更加形象化、直觀化，增強學生的學習興趣和參與度。

一、教師借助信息科技，構建教學體系

信息科技可以提供實時的學習反饋和個性化評估，幫助教師了解學生學情、學習進展和困難，從而及時調整教學策略，針對學生的需求提供個性化的支持和指導。下面以人教版高中數學必修一第五章《三角函數》的教學為例，進行闡述。

1.網絡學情分析，尋找學生最近發展區

初中階段，學生已經學習了三角函數部分知識。在教學開始之前，教師可通過問卷調查，了解學生對三角函數的整體理解。同時，設計課前練習并進行統計分析，了解學生對三角函數關鍵知識的掌握情況。

2.利用專業軟件，優化課堂教學設計

高中三角函數是初中三角函數的延續與發展。在教學中，教師可以運用幾何畫板、GeoGebra軟件進行教學設計，引導學生明確初高中知識點的異同，體會單位圓中的角與三角函數值的對應關系，理解有序實數對與圖象的動態關系，明確三角函數圖象的性質與特征。

3.學生具身參與，實施互動教學活動

學生可以通過信息科技手段，從映射視角理解三角函數，突破舊認知的束縛。圖1為學生在教師指導下，運用幾何畫板完成的正弦函數動態對應關系。

4.多維立體評價，達成教學評一致性。

評估體系應包括傳統的考試評估和基于信息科技的評估方法，以全面反映學生的數學水平。

二、學生利用信息科技，實現深度學習

信息科技可以根據學生的學習需求和能力水平，提供個性化的學習路徑和資源。通過學習管理系統和智能學習軟件，學生可以根據自己的興趣和學習風格選擇適合自己的學習內容和學習方式。

1.創設深度學習環境，激發數學學習興趣

數學學科具有高度抽象性，教師在教學時可利用數字化實驗、虛擬實驗、VR與AR軟件、制圖制表工具、互動課件等資源。如人教A版數學選擇性必修第一冊《圓錐曲線的方程》的教學中，橢圓、拋物線和雙曲線是由不垂直于圓錐的軸的平面通過不同狀態截圓錐所得，教師可利用Mathematica軟件實現直觀化教學。

2.兼顧硬件軟件資源，增強知識交互教學

學生學習主要由兩部分構成，一是基于互動活動的知識生成，二是基于元認知的自主學習。互動生成方面，師生融合信息科技，借助交互式電子白板、投屏技術、實物投影等，呈現學生自學、小組合作與探究形成的學習成果。自主學習方面，可通過國家中小學智慧教育平臺以及相應的數字教材、電子課件、微課、網絡課程、虛擬實驗等，拓展學生自學資源，實現學習的可持續性。

3. 基于行為數據分析，實現信息精準評價

可基于人工智能、大數據等技術，通過智能設備對學生學習行為進行數據采集與分析，建立數據分析模型，將各類學習行為數據進行可視化呈現，為學生自主反思提供數據支撐，促進學生深度學習。［1］

4.搭建信息應用平臺，發展學生非智力因素

以學生為中心，搭建學校、家庭、社會一體化的家校共育平臺，如開通班級校訊通平臺、建立數學學習小組等方式，方便學生各組成員之間討論問題、交流觀點、分享成果、互助學習、統計學習結果，及時交流學習心得、安排學習任務、傳送學習資料。［2］

三、重構數學教學內容，達成知識結構化

數學知識結構化由數學學科知識結構化與跨學科知識結構化兩部分組成。前者，強調不同知識模塊間的內在聯系，如函數與數列的教學中“已知等差數列[an]中，S10=100，S100=10，求S110的值”可以通過幾何畫板等作圖工具，幫助學生理解二次函數本質，運用函數圖象特征解決問題。后者，知識結構化可以通過主題式學習和項目式學習實現，如將數學與物理相結合，研究音階的物理特征與數學本質。

四、回歸現實生活世界，營造具身場景

信息科技可以為學生提供虛擬實驗和實踐的機會，使其在數學領域進行實際操作和探索。例如，通過數學建模軟件和仿真工具，學生可以模擬和實驗各種數學問題，這種虛擬實驗和實踐的方式可以提高學生的實踐能力和獨立思考能力。除了虛擬現實技術，虛擬實境和增強實境在數學教學中也有其應用價值。例如在三維空間中探索幾何形狀、觀察數學模型的變化等。

綜上所述，信息科技與數學教學相融合，一方面，教師需要更新教學理論與方法，合理運用信息科技豐富教學場景，激發學生學習數學的興趣；利用專業軟件開展數學實驗，將抽象知識直觀化，促進學生對知識的理解與建構。另一方面，教師也需要指導學生通過線上網絡空間與線下物理空間的融合，打破時空限制，豐富學習資源，營造自主學習的良好環境。

【參考文獻】

［1］張樹臣，張劉淼.基于深度學習路線的信息科技與學科教學深度整合策略［J］.中國現代教育裝備，2016（7）：34-36.

［2］吳英玉，張麗芳.探索信息科技與小學數學課堂教學的深度整合［J］.中小學信息科技教育，2023（12）：80-82.

*本文系江蘇省教育科學“十四五”規劃2021年度普教立項一般課題“‘活潑潑地天文特色高中建設的行動研究”（D/2021/02/225）階段性研究成果。