信息技術(shù)下初中數(shù)學(xué)圖形與幾何單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)探析

【摘要】在信息技術(shù)背景下，初中數(shù)學(xué)教師在數(shù)學(xué)圖形與幾何單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)期間需要對(duì)信息技術(shù)進(jìn)行差異化應(yīng)用，在課程導(dǎo)學(xué)、概念教學(xué)以及實(shí)踐研學(xué)的過(guò)程中植入不同的信息工具和技術(shù)手段，帶動(dòng)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)進(jìn)行高品質(zhì)學(xué)習(xí).另外，在教學(xué)評(píng)價(jià)、學(xué)情分析板塊，教師需要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，統(tǒng)計(jì)學(xué)生的學(xué)情信息，為后續(xù)單元教學(xué)提供參照指導(dǎo).本文對(duì)信息技術(shù)環(huán)境下初中數(shù)學(xué)圖形與幾何單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)策略進(jìn)行分析探討.

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)；初中數(shù)學(xué)；單元教學(xué)

在信息技術(shù)背景下，初中數(shù)學(xué)教師在數(shù)學(xué)圖形與幾何單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)完善現(xiàn)有的教學(xué)框架、體系和流程，引進(jìn)行之有效的數(shù)字化教學(xué)方法來(lái)提高學(xué)生的整體學(xué)習(xí)水平.

1 初中數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)化教學(xué)概述

初中數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)化教學(xué)是一種常見(jiàn)的教學(xué)方法，主要幫助學(xué)生建立起數(shù)學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu)框架，促進(jìn)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念的理解和認(rèn)知，提升學(xué)生的研學(xué)能力、探索能力，以及對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用能力.在對(duì)初中數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)化教學(xué)模式進(jìn)行開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，教師需按照數(shù)學(xué)知識(shí)的邏輯關(guān)系對(duì)整體知識(shí)框架進(jìn)行組織和分類(lèi)，形成一個(gè)層次化結(jié)構(gòu)，帶動(dòng)學(xué)生逐漸掌握基礎(chǔ)知識(shí)概念和技能.之后，再引進(jìn)更加復(fù)雜的內(nèi)容，幫助學(xué)生建立起扎實(shí)的數(shù)學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu).教師還應(yīng)注重對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)概念的培養(yǎng)，需通過(guò)引進(jìn)具體的例子，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入探究和思考，幫助學(xué)生建立起對(duì)數(shù)學(xué)概念更加準(zhǔn)確地理解和認(rèn)知，建立概念之間存在的內(nèi)在有機(jī)關(guān)聯(lián)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率.

另外，結(jié)構(gòu)化教學(xué)還注重培養(yǎng)學(xué)生的解題能力，通過(guò)教師示范講解，引導(dǎo)學(xué)生掌握不同類(lèi)型問(wèn)題的解決方法和策略.而教師需要為學(xué)生提供大量實(shí)踐練習(xí)的機(jī)會(huì)，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)數(shù)學(xué)理論進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用.因此，初中數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)化教學(xué)的核心目標(biāo)是幫助學(xué)生建立起層次化的知識(shí)結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念進(jìn)行深入理解學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)品質(zhì)和效率.

2 信息技術(shù)環(huán)境下初中數(shù)學(xué)圖形與幾何單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)策略

初中數(shù)學(xué)教師在數(shù)學(xué)圖形與幾何單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)期間需要利用信息技術(shù)來(lái)開(kāi)展綜合全面的研學(xué)活動(dòng).首先，教師需要利用信息技術(shù)導(dǎo)入課程情景，將新舊知識(shí)之間的有機(jī)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)向?qū)W生展示顯現(xiàn)；之后再利用信息技術(shù)的動(dòng)態(tài)化展示功能，幫助學(xué)生加深對(duì)概念的理解和認(rèn)知；并且結(jié)合仿真模擬系統(tǒng)來(lái)開(kāi)展基礎(chǔ)實(shí)踐模擬實(shí)踐教學(xué)，并組織碎片化授課，豐富學(xué)生的知識(shí)面；最后，再將學(xué)生的學(xué)情數(shù)據(jù)信息進(jìn)行搜集、統(tǒng)計(jì)、整理，為后續(xù)類(lèi)似單元教學(xué)提供參照，從而帶動(dòng)學(xué)生參與對(duì)課程知識(shí)的結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的整體學(xué)習(xí)水平和效率.

2.1 概念導(dǎo)入，遷移講解

在圖形與幾何教學(xué)過(guò)程中，初中數(shù)學(xué)教師首先需要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)即將學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行初步探究，在此過(guò)程中，為了幫助學(xué)生快速理解領(lǐng)悟其中的知識(shí)細(xì)節(jié)和知識(shí)理論，教師需要引進(jìn)遷移教學(xué)策略，借助信息技術(shù)，導(dǎo)入在小學(xué)或者之前課程教學(xué)中學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容，帶動(dòng)學(xué)生對(duì)知識(shí)概念進(jìn)行回顧學(xué)習(xí)，打開(kāi)學(xué)生的學(xué)習(xí)思路.通過(guò)課前導(dǎo)入，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)之前的知識(shí)理論概念進(jìn)行溫故整理，遷移出新知識(shí)、新理論和新問(wèn)題，從而使學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)中能夠帶著思想和感觸進(jìn)行學(xué)習(xí).

例如 在初中數(shù)學(xué)幾何圖形教學(xué)板塊，教師可以借助希沃白板軟件帶領(lǐng)學(xué)生溫習(xí)在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂上所講解的圓柱體、圓錐體和長(zhǎng)方體等相關(guān)圖形結(jié)構(gòu).讓學(xué)生回顧小學(xué)知識(shí)理論，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)其中的核心概念進(jìn)行探索，讓學(xué)生嘗試應(yīng)用過(guò)往的知識(shí)理論，嘗試對(duì)相關(guān)圖形的幾何特征、規(guī)律進(jìn)行描述和評(píng)價(jià).在小學(xué)階段所講解的幾何圖形概念較為簡(jiǎn)單，并沒(méi)有引進(jìn)過(guò)于深?yuàn)W的數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ).此時(shí)，教師在導(dǎo)入新課程時(shí)需要向?qū)W生介紹新的概念，比如向?qū)W生講解棱、頂點(diǎn)的概念，同時(shí)，讓學(xué)生整理在小學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)體系中的“三角形、長(zhǎng)方形、正方形、圓柱體、圓錐體”概念，讓學(xué)生嘗試從立體圖形的幾何特征的角度，嘗試對(duì)圖形的規(guī)律進(jìn)行梳理整理，讓學(xué)生嘗試應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)學(xué)語(yǔ)言，結(jié)合導(dǎo)學(xué)視頻中所給出的信息資料，嘗試對(duì)平面圖形和立體圖形的數(shù)學(xué)特征、數(shù)學(xué)規(guī)律進(jìn)行描繪.如，學(xué)生會(huì)描繪到“如果一個(gè)幾何圖形上的點(diǎn)不都在同一個(gè)平面內(nèi)，那么這樣的幾何圖形叫做立體圖形；如果一個(gè)幾何圖形上的所有點(diǎn)都在同一個(gè)平面內(nèi)，那么這樣的幾何圖形叫做平面圖形”，通過(guò)引進(jìn)此類(lèi)導(dǎo)學(xué)活動(dòng)來(lái)打開(kāi)學(xué)生學(xué)習(xí)圖形和幾何的思維.

2.2 信息化動(dòng)態(tài)展示，加深概念的講解

當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生完成對(duì)知識(shí)概念的初步學(xué)習(xí)之后，學(xué)生能夠?qū)αⅢw圖形和平面圖形的特征、幾何規(guī)律以及其中所包含的數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)形成較為深刻的認(rèn)知.緊接著，教師便需要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)更為深層次抽象的幾何知識(shí)概念進(jìn)行學(xué)習(xí)，加深學(xué)生的學(xué)習(xí)印象.在此過(guò)程中，教師可以借助希沃白板軟件，將“點(diǎn)、線(xiàn)、面、體”的構(gòu)成邏輯向?qū)W生滲透講解，比如點(diǎn)動(dòng)成線(xiàn)、線(xiàn)動(dòng)成面、面動(dòng)成體，結(jié)合動(dòng)態(tài)化的例子，從幾何動(dòng)態(tài)直觀的角度來(lái)帶動(dòng)學(xué)生對(duì)深層次的空間幾何概念進(jìn)行學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生在概念學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠描述幾何體特征中的核心參數(shù)、核心術(shù)語(yǔ)，并且進(jìn)行理解記憶，從而幫助學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)幾何圖形的過(guò)程中能夠應(yīng)用相關(guān)術(shù)語(yǔ)來(lái)解釋數(shù)學(xué)規(guī)律和現(xiàn)象.

在后續(xù)概念總結(jié)環(huán)節(jié)，教師需要在多媒體大屏幕上展現(xiàn)出本單元知識(shí)的思維導(dǎo)圖結(jié)構(gòu)，將平面圖形、立體圖形的基本特征和規(guī)律向?qū)W生滲透，讓學(xué)生建立起“點(diǎn)、線(xiàn)、面、體”的空間幾何概念.比如讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到點(diǎn)是由線(xiàn)與線(xiàn)相交而形成的；線(xiàn)是由面與面相交而形成的；面是圍繞著體的部分；體是物體的圖形，從而讓學(xué)生從相關(guān)概念中遷移出平面圖形、立體圖形的概念.

2.3 模擬實(shí)踐教學(xué)

2.3.1 基礎(chǔ)模擬

在完成對(duì)基礎(chǔ)概念的動(dòng)態(tài)化、可視化教學(xué)之后，教師需要利用信息技術(shù)來(lái)開(kāi)展虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以結(jié)合仿真虛擬系統(tǒng)，讓學(xué)生近距離觀察立體幾何和平面幾何的“點(diǎn)、線(xiàn)、形面”特征，比如教師可以在一個(gè)虛擬空間系統(tǒng)中展現(xiàn)一個(gè)棱柱體，讓學(xué)生觀察相關(guān)幾何圖形的空間特征，探討“棱”和“點(diǎn)”的組成邏輯和原理，如“棱是由面和面相交而形成的；而點(diǎn)是由棱與棱相交而形成的”.緊接著，教師可以在信息系統(tǒng)上引進(jìn)一個(gè)圓柱體，提出相應(yīng)的情景問(wèn)題，讓學(xué)生思考“圓柱是由幾個(gè)面構(gòu)成的，它們分別是什么面；圓柱體的側(cè)面和底面相交成什么線(xiàn)”，借助此類(lèi)情境問(wèn)題來(lái)打開(kāi)學(xué)生的學(xué)習(xí)思維.

2.3.2 概念加深

在后續(xù)實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，教師可以讓學(xué)生根據(jù)上文所積累的知識(shí)概念，對(duì)“點(diǎn)、線(xiàn)、面、”疊加相交組合所形成的圖形規(guī)律和特征進(jìn)行整理.此時(shí)，教師可以讓學(xué)生思考“平面圖形旋轉(zhuǎn)360°形成的新圖形具備怎樣的特征”，讓學(xué)生嘗試在希沃白板軟件上將一個(gè)平面圖形沿著虛擬軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)一周，觀察所得到的立體圖形特征，并且讓學(xué)生思考“圓柱體、圓錐體、球形以及各類(lèi)幾何圖形是由哪些平面圖形按照中心軸旋轉(zhuǎn)360°而形成的”，以此來(lái)打開(kāi)學(xué)生對(duì)本章節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)思路.

2.3.3 實(shí)踐應(yīng)用

另外，在模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，教師也需要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)立體幾何圖形三視圖進(jìn)行學(xué)習(xí).教師在此過(guò)程中可以引進(jìn)仿真虛擬系統(tǒng)，讓學(xué)生在圖形與幾何實(shí)踐研學(xué)過(guò)程中嘗試對(duì)空間中的立體投影概念進(jìn)行學(xué)習(xí).在仿真虛擬系統(tǒng)中，學(xué)生可以設(shè)置一個(gè)光源，在光源的不同位置擺放不同的幾何圖形，比如可將球體、立方體、棱柱體擺放在不同位置，觀察此時(shí)系統(tǒng)中所給出的光線(xiàn)陰影效果.另外，也可以讓學(xué)生嘗試?yán)煤?jiǎn)單的建模軟件，如CAD、AE，嘗試在相關(guān)軟件系統(tǒng)中借助燈光功能以及攝像機(jī)功能來(lái)實(shí)踐應(yīng)用圖形的陰影效果，從而帶動(dòng)學(xué)生對(duì)圖形三視圖結(jié)構(gòu)進(jìn)行學(xué)習(xí).結(jié)合此類(lèi)理實(shí)互動(dòng)的授課項(xiàng)目，學(xué)生的實(shí)踐學(xué)習(xí)水平將得到有效提升.

因此，教師需要通過(guò)虛擬模型系統(tǒng)來(lái)幫助學(xué)生鞏固單元學(xué)習(xí)成果，讓學(xué)生在虛擬系統(tǒng)中對(duì)“點(diǎn)、線(xiàn)、面”的概念進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用探究，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)操作，獲取到更加深刻的學(xué)習(xí)印象，從而提高學(xué)生的單元學(xué)習(xí)水平，逐漸形成結(jié)構(gòu)化的知識(shí)理論體系.

2.3.4 碎片化教學(xué)

在幫助學(xué)生建立起結(jié)構(gòu)化知識(shí)體系的過(guò)程中，教師通過(guò)上文的一系列步驟，如概念導(dǎo)入、遷移教學(xué)、動(dòng)態(tài)化展示、概念講解以及模擬實(shí)踐教學(xué)，可以帶動(dòng)學(xué)生對(duì)知識(shí)體系中的主體結(jié)構(gòu)以及主線(xiàn)任務(wù)進(jìn)行學(xué)習(xí).但是，數(shù)學(xué)知識(shí)體系較為龐大，其中還涉及大量零散化的課程概念，數(shù)學(xué)教師在教學(xué)環(huán)節(jié)需要將此部分概念內(nèi)容向?qū)W生講解滲透.此時(shí)，可以發(fā)揮出信息工具、信息技術(shù)在碎片化教學(xué)過(guò)程中的實(shí)際價(jià)值和作用.具體來(lái)說(shuō)，講解零散化的知識(shí)概念會(huì)浪費(fèi)課堂教學(xué)時(shí)間，為了拓寬學(xué)生的知識(shí)面，教師需保證學(xué)生能夠在有限的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)此部分零散化概念的研學(xué)，但是又要節(jié)約課堂時(shí)間，保證課堂教學(xué)質(zhì)量達(dá)標(biāo).為此，教師可以利用學(xué)生的閑暇時(shí)間來(lái)講授此部分概念和內(nèi)容.

在初中數(shù)學(xué)圖形與幾何結(jié)構(gòu)化教學(xué)過(guò)程中，教師可以通過(guò)多媒體視頻，結(jié)合自媒體平臺(tái)、短視頻平臺(tái)，將部分幾何圖形中所包含的零散化知識(shí)結(jié)構(gòu)向?qū)W生講解滲透.比如，將圖形中所包含的數(shù)形結(jié)合規(guī)律通過(guò)多媒體視頻和動(dòng)畫(huà)的形式向?qū)W生講解，或者將部分?jǐn)?shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)思維內(nèi)容通過(guò)短視頻資料向?qū)W生滲透.而相關(guān)視頻的播放時(shí)長(zhǎng)需被牢牢把控在一分鐘以?xún)?nèi)，使學(xué)生在閑暇時(shí)間能夠?qū)我涣闵⒒约胺墙Y(jié)構(gòu)化的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，補(bǔ)充結(jié)構(gòu)化知識(shí)體系中的空缺部位，從而豐富學(xué)生的知識(shí)面.例如，在數(shù)學(xué)圖形與幾何單元知識(shí)體系中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生更加深入、細(xì)致地理解點(diǎn)、線(xiàn)、面之間的邏輯關(guān)系，可以通過(guò)視頻資料將點(diǎn)聚集成線(xiàn)、面的數(shù)學(xué)微積分動(dòng)態(tài)規(guī)律進(jìn)行展示，使學(xué)生對(duì)幾何圖形中的底層邏輯單元能夠形成深刻的認(rèn)知，以此來(lái)拓寬學(xué)生知識(shí)面，使學(xué)生能夠在后續(xù)學(xué)習(xí)過(guò)程中充分認(rèn)識(shí)到線(xiàn)和面相交會(huì)形成點(diǎn)；而線(xiàn)與線(xiàn)相交也會(huì)形成點(diǎn)，從而打開(kāi)學(xué)生的學(xué)習(xí)思路.因此，教師可以在講解部分拓展性概念時(shí)結(jié)合碎片化教學(xué)，講授此部分零散化的知識(shí)內(nèi)容，豐富學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備.

2.3.5 建立起學(xué)情資料庫(kù)

建立起學(xué)情資料庫(kù)是進(jìn)行學(xué)情評(píng)價(jià)的一項(xiàng)關(guān)鍵措施，在初中數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中，教師需要記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，利用信息技術(shù)來(lái)記錄學(xué)生參與實(shí)踐學(xué)習(xí)、理論學(xué)習(xí)的整個(gè)過(guò)程，對(duì)學(xué)生在相關(guān)測(cè)試板塊積累的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，繪制相應(yīng)的學(xué)生能力雷達(dá)圖，評(píng)估學(xué)生在結(jié)構(gòu)化課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的整體表現(xiàn)狀況.具體來(lái)說(shuō)，教師可以利用相關(guān)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，評(píng)估學(xué)生的整體學(xué)習(xí)狀況，在此期間，教師需要從核心素養(yǎng)角度，點(diǎn)評(píng)學(xué)生對(duì)本單元知識(shí)理論的掌握狀況.比如，在初中數(shù)學(xué)圖形與幾何單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)評(píng)價(jià)過(guò)程中，教師需要評(píng)估學(xué)生對(duì)點(diǎn)、線(xiàn)、面、體的動(dòng)態(tài)構(gòu)成是否形成深刻認(rèn)知；評(píng)估學(xué)生是否會(huì)繪畫(huà)立體圖形的三視圖；是否能夠認(rèn)識(shí)不同立體圖形的展開(kāi)圖；另外，評(píng)價(jià)學(xué)生是否能對(duì)余角、補(bǔ)角等相關(guān)概念進(jìn)行靈活應(yīng)用.通過(guò)整理相關(guān)學(xué)情資料信息，建立起信息化的檔案資料庫(kù)，以便在類(lèi)似單元教學(xué)活動(dòng)中能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，設(shè)定更為精準(zhǔn)的單元教學(xué)計(jì)劃.

3 結(jié)語(yǔ)

總體來(lái)說(shuō)，在初中數(shù)學(xué)課堂上，數(shù)學(xué)教師需巧妙利用信息工具和媒體資源，改善當(dāng)前的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)環(huán)境，優(yōu)化課程教學(xué)生態(tài)結(jié)構(gòu)和方法，保證初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)水平得到提升.

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