現(xiàn)代教育技術(shù)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探索

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代教育技術(shù)也取得了長足的發(fā)展.基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，各種強(qiáng)大的現(xiàn)代教育軟硬件設(shè)施逐步進(jìn)入課堂，對傳統(tǒng)的教學(xué)模式有很大的影響.數(shù)學(xué)教學(xué)在現(xiàn)代教育技術(shù)的輔助下，不僅能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，也能幫助教師更好地完成教學(xué)任務(wù)，提升教學(xué)效果，從而實現(xiàn)高效課堂.

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代教育技術(shù)；數(shù)學(xué)教學(xué)；教學(xué)案例

《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》指出：“在‘互聯(lián)網(wǎng)＋’時代，信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用正在對數(shù)學(xué)教育產(chǎn)生深刻影響.在數(shù)學(xué)教學(xué)中，信息技術(shù)是學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)的重要輔助手段，為師生交流、生生交流、人機(jī)交流搭建了平臺，為學(xué)習(xí)和教學(xué)提供了豐富的資源.因此，教師應(yīng)重視信息技術(shù)的運(yùn)用，優(yōu)化課堂教學(xué)，轉(zhuǎn)變教學(xué)與學(xué)習(xí)方式.”［1］現(xiàn)代教育技術(shù)是指運(yùn)用現(xiàn)代教育理論和現(xiàn)代信息技術(shù)，通過對教與學(xué)的過程和資源進(jìn)行設(shè)計、開發(fā)、利用、管理和評價，以實現(xiàn)教學(xué)優(yōu)化的理論和實踐.下面筆者通過教學(xué)案例，談?wù)劕F(xiàn)代教育技術(shù)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，以期與各位同行交流.

1 教師掌握現(xiàn)代教育技術(shù)的必要性

1.1 教育改革和發(fā)展的需要

《國務(wù)院辦公廳關(guān)于新時代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見》中指出：“要積極推廣應(yīng)用優(yōu)秀教學(xué)成果，推進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，加強(qiáng)教學(xué)研究和指導(dǎo).”［2］一線教師應(yīng)提高自主學(xué)習(xí)的能力，熟練掌握計算機(jī)、人工智能、多媒體、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實等新媒體技術(shù)，以適應(yīng)教育改革和發(fā)展的需求.

1.2 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和社會發(fā)展的要求

現(xiàn)代教育技術(shù)是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的多媒體、人工智能和虛擬現(xiàn)實等新媒體技術(shù)快速發(fā)展的必然產(chǎn)物，其先天的技術(shù)優(yōu)勢和信息服務(wù)功能，是新時代下教師與學(xué)生之間實現(xiàn)教育對接的最佳選擇.一方面，科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展使得現(xiàn)代教育擁有傳統(tǒng)教育無法比肩的優(yōu)勢，深刻影響了現(xiàn)代教育的發(fā)展.另一方面，社會發(fā)展需要科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，科技的進(jìn)步又扎根于堅實的基礎(chǔ)教育.為了順應(yīng)時代發(fā)展的新需求，一線教師需要學(xué)習(xí)掌握各種現(xiàn)代教育技術(shù)，利用新媒體技術(shù)構(gòu)建新型的教學(xué)模式，培養(yǎng)出能夠適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展的高精尖、高素質(zhì)人才.

2 現(xiàn)代教育技術(shù)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用案例

2.1 三角函數(shù)中的應(yīng)用

在學(xué)習(xí)“正弦函數(shù)的圖象”這一節(jié)內(nèi)容時，學(xué)生已經(jīng)了解了正弦函數(shù)的定義以及正弦函數(shù)的性質(zhì).由正弦函數(shù)的定義去畫正弦函數(shù)圖象的時候，可以借助幾何畫板等畫圖工具，動態(tài)展示出正弦函數(shù)圖象的繪制過程，如圖1所示.

這樣做，不僅可以讓學(xué)生掌握正弦函數(shù)的圖象，還能及時鞏固正弦函數(shù)的定義.

在學(xué)習(xí)函數(shù)y=Asin（ωx＋φ）（A＞0，ω＞0）的圖象與性質(zhì)時，可以借助幾何畫板、圖形計算器或其他數(shù)學(xué)軟件讓學(xué)生自主設(shè)計合理方案，探究參數(shù)A，ω，φ的變化對函數(shù)圖象的影響，如圖2所示.

這樣做不僅能讓學(xué)生深度參與到課程學(xué)習(xí)中，成為學(xué)習(xí)的主體，還能鍛煉學(xué)生設(shè)計方案解決問題的動手能力，有利于培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質(zhì)人才.

2.2 圓錐曲線中的應(yīng)用

在“圓錐曲線”這一章的教學(xué)時，為了讓學(xué)生對本章內(nèi)容有一個整體的認(rèn)知，了解圓錐曲線名稱的來歷，可以給學(xué)生播放課前預(yù)熱視頻，視頻截圖如圖3所示.古希臘數(shù)學(xué)家阿波羅尼奧斯（Apollonills）通過采用平面切割圓錐的方法得到了幾種不同曲線，并且在其著作《圓錐曲線論》中使用純幾何方法取得了今天高中數(shù)學(xué)中關(guān)于圓錐曲線的性質(zhì)和結(jié)果.以此激起學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，保持學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情.

在學(xué)習(xí)“橢圓的定義及其標(biāo)準(zhǔn)方程”這一節(jié)內(nèi)容時，可以在課堂開始時播放“嫦娥五號”月球探測器成功在月面取樣并返回的新聞，在激起學(xué)生對本節(jié)課的好奇心之后，繼續(xù)播放“嫦娥五號”探測器從發(fā)射升空到返回地球過程中幾次變軌的動畫視頻演示，讓學(xué)生觀察“嫦娥五號”在變軌時的軌跡曲線是什么形狀，從而引入本節(jié)課題，如圖4所示.

2.3 立體幾何中的應(yīng)用

學(xué)生在學(xué)習(xí)立體幾何相關(guān)知識的時候，經(jīng)常會因為空間想象能力的欠缺導(dǎo)致各種各樣的錯誤.其中比較常見的一個錯誤就是判斷錯平面截幾何體的截面形狀.在解決此類問題的時候，教師可以借助動態(tài)數(shù)學(xué)軟件GeoGebra把幾何體繪制出來，然后通過幾個參數(shù)控制截面，直觀展現(xiàn)出不同的截面截出幾何體不同的形狀，如圖5所示.滑動p，q，r對應(yīng)的進(jìn)度條，可以實現(xiàn)將截面平移，旋轉(zhuǎn)等不同操作.通過這樣直觀的動態(tài)演示，學(xué)生可以歸納總結(jié)出截面形狀的變化規(guī)律.這不僅能讓學(xué)生想象出抽象的立體圖形，幫助學(xué)生解決問題，還能鍛煉學(xué)生的空間想象能力，發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)抽象和直觀想象的核心素養(yǎng).

立體幾何中的另一難點是幾何體的外接球問題.由于生活中很難見到與幾何體的外接球類似的事物，學(xué)生無法從實際生活中得到聯(lián)想與啟發(fā).這時候就需要借助現(xiàn)代教育技術(shù)的力量，幫助學(xué)生解決這一難題.教師可以通過動態(tài)數(shù)學(xué)軟件GeoGebra將幾何體以及外接球的三維立體圖展示出來（如圖6），幫助學(xué)生在腦海中形成幾何體外接球的具體形狀.拖動鼠標(biāo)，學(xué)生還可以從不同的角度觀察幾何體及其外接球.并且GeoGebra還支持改變幾何體的同時改變外接球，讓學(xué)生從動態(tài)的角度掌握本節(jié)相關(guān)知識.

3 現(xiàn)代教育技術(shù)的優(yōu)勢

相較于“一支粉筆加一塊黑板，臺上老師講，臺下學(xué)生聽”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，基于現(xiàn)代教育技術(shù)的新型教學(xué)模式具有難以比擬的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下幾個方面.

3.1 學(xué)生學(xué)習(xí)層面

3.1.1 提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣

高中數(shù)學(xué)學(xué)科以其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砼c繁復(fù)的計算區(qū)別于其他學(xué)科，這也就導(dǎo)致學(xué)生容易在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程中感到枯燥乏味，逐漸喪失學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣.利用現(xiàn)代教育技術(shù)的數(shù)學(xué)教學(xué)課堂，充分發(fā)揮以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的計算機(jī)軟硬件和多媒體播放設(shè)備的信息展示和傳遞優(yōu)勢，激發(fā)學(xué)生的好奇心，將學(xué)生的注意力集中到多媒體展示的教學(xué)內(nèi)容上，從而慢慢培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣.

3.1.2 提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的效率

高中數(shù)學(xué)中有很多抽象的，難以理解的概念或者推理過程，這會導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程中效率低下.利用現(xiàn)代教育技術(shù)的數(shù)學(xué)教學(xué)課堂，能使學(xué)習(xí)信息的呈現(xiàn)形式多樣化，圖文并茂，情境交融，形聲并舉，從多個感官角度對學(xué)生形成刺激，從而使得學(xué)生更加容易理解所學(xué)內(nèi)容，記憶也更加牢固，提高學(xué)習(xí)的有效性.

3.1.3 幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣

互聯(lián)網(wǎng)和新媒體主導(dǎo)的現(xiàn)代教育技術(shù)能夠充分利用整合網(wǎng)絡(luò)上的海量文字、圖象、音頻和視頻等資源，豐富教師的教育資源和學(xué)生的學(xué)習(xí)渠道，使教育擺脫了長久以來對學(xué)校、教師和課本的依賴.教師與學(xué)生不再是“教與被教”的單一關(guān)系，而是以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的共同探索、共同發(fā)現(xiàn)的合作關(guān)系.學(xué)生從被動學(xué)習(xí)的接受者變成主動學(xué)習(xí)的探索者，有利于養(yǎng)成自主發(fā)現(xiàn)問題，探究問題的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣.

3.2 教師教學(xué)層面

3.2.1 減輕教師的工作負(fù)擔(dān)

隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，教師不僅可以在網(wǎng)絡(luò)上搜索海量的優(yōu)質(zhì)課件，也能利用教育軟件自己動手制作多媒體課件.豐富的教學(xué)資源使得教師的工作量大大減輕，更能提高教學(xué)質(zhì)量.尤其是在2020年初全民居家隔離期間，網(wǎng)上課堂不受時間空間限制的特點使得“停課不停學(xué)”成為可能.有的教師采用了直播課堂，直接拍攝教師書寫內(nèi)容，學(xué)生不在學(xué)校也可以直接觀看到實時教學(xué)視頻.有的教師通過各種軟件的屏幕共享功能把教學(xué)課件實時共享給學(xué)生，學(xué)生可以通過屏幕看到豐富的課件信息.課堂的互動也可以通過各種軟件的連線功能實現(xiàn)，甚至可以讓學(xué)生課堂搶答，小組互動.作業(yè)的批改與反饋也在軟件的幫助下變得簡單又快捷.科技的發(fā)展讓教師的工作負(fù)擔(dān)減輕了很多.

3.2.2 幫助教師突破課程重難點

傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師往往是通過語言強(qiáng)調(diào)重點，通過習(xí)題講解難點，這種方式很難真正讓學(xué)生從根本上掌握重難點內(nèi)容.相反，如果合理利用現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)，經(jīng)過精巧設(shè)計，將重難點通過文字、圖片、聲音、視頻的多重維度全方面滲透給學(xué)生，不僅可以更加突出重點，還可以輕松突破難點.

3.2.3 幫助教師實現(xiàn)分層教學(xué)

無論是教室中的智慧黑板，還是師生手中的智慧平板，這些現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備都能夠幫助教師布置不同的學(xué)習(xí)任務(wù)，有效進(jìn)行個性化教學(xué)，做到真正尊重不同學(xué)生的個體差異，使教育真正做到因材施教，充分發(fā)揮出每一位學(xué)生的最大潛能.

4 現(xiàn)代教育技術(shù)的局限性

在今天的中國，現(xiàn)代教育技術(shù)已經(jīng)逐步走進(jìn)高中數(shù)學(xué)課堂，也發(fā)揮了很重要的作用.但不可否認(rèn)的是，在實際的教學(xué)過程當(dāng)中，仍然存在著一定的局限性.例如，在橢圓的概念教學(xué)中，如果教師通過多媒體播放如何繪制一個橢圓，就不如直接讓學(xué)生借助繩子和圖釘，兩人合作繪制橢圓更讓學(xué)生印象深刻.現(xiàn)代教育技術(shù)過度或者不合理的使用，可能會導(dǎo)致更差的教學(xué)效果.數(shù)學(xué)學(xué)科本應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和數(shù)學(xué)運(yùn)算能力，使用現(xiàn)代教育技術(shù)的課堂，會弱化這一部分能力的培養(yǎng)，使得教學(xué)效果反而會降低.數(shù)學(xué)課堂融合信息技術(shù)要用在關(guān)鍵處、核心點，用在“純數(shù)學(xué)”不易發(fā)現(xiàn)、不易觀察的內(nèi)容節(jié)點處.［3］這就要求教師精心設(shè)計課程，合理使用現(xiàn)代教育技術(shù)，把它的作用最大化發(fā)揮出來.

5 結(jié)語

現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用于課堂，是時代發(fā)展的必然.教師要合理設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，精心選擇教學(xué)方法，將傳統(tǒng)課堂與現(xiàn)代化教育模式相結(jié)合，努力提高課堂的有效性與趣味性，營造活潑生動的數(shù)學(xué)課堂，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣與熱情，培養(yǎng)更多適應(yīng)時代發(fā)展的高素質(zhì)人才.

參考文獻(xiàn)

［1］中華人民共和國教育部.普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］國務(wù)院辦公廳.國務(wù)院辦公廳關(guān)于新時代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見［J］.人民教育，2019（13）：10-13.

［3］王永軍.用圖形計算器輔助求解定點問題——以2023年高考數(shù)學(xué)全國乙卷文科第21題為例［J］.中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考，2024（7）：76-78.