數學課堂中的信息技術應用建議

摘 要：隨著教育數字化時代的到來，信息技術已經在初中數學課堂得到了普及，這對高效課堂中的教與學而言都是十分有利的。一方面，其可以幫助教師拓展教學資源，烘托課堂氛圍;另一方面，可以激發學生的學習興趣，幫助學生養成良好的學習習慣。所以，數學教師要重視信息技術，打破傳統思維的束縛，給學生提供科學有效的學習指導，從而使數學課堂煥發生機，提升教學實效。文章將分析在數學課堂中六個重要的信息技術應用場景，以提供有效的經驗分享。

關鍵詞：教育數字化;高效課堂;數學教學;信息技術

2024世界數字教育大會在上海舉辦，來自70余個國家及地區的教育專家，圍繞“數字教育：應用、共享、創新”主題，深入探討了世界數字教育變革與合作。隨著一個個相關平臺的搭建，數字教育中外國際合作進一步走向縱深。隨著新一輪科技革命和產業革命的深入發展，教育數字化轉型已成為全球共識。習近平總書記在中共中央政治局第五次集體學習時強調：“教育數字化是我國開辟教育發展新賽道和塑造教育發展新優勢的重要突破口。進一步推進數字教育，為個性化學習、終身學習、擴大優質教育資源覆蓋面和教育現代化提供有效支撐?！表槕獢底殖绷鳌盐諘r代脈搏，推進教育變革和創新，對教育現代化和教育強國建設具有重要意義。

目前，我國教育數字化基礎設施日趨完備。各級各類學校互聯網接入率達到100%，超過3/4的學校實現無線網絡覆蓋，99.5%的學校擁有多媒體教室。教育新基建逐步推進，積極布局教育專網建設，推動5G、IPv6等網絡技術落地應用。各地加快建設智能交互教室、虛擬仿真實驗室等教學環境，加強物理空間與虛擬空間的銜接融合，推動教育基礎設施實現迭代升級。

全國優質資源實現普惠共享。國家智慧教育公共服務平臺不斷豐富優質資源供給，積極拓展功能應用，加強教育領域重要公共服務產品供給。目前，平臺匯聚了超4.4萬條中小學資源，上線“樹人課堂”等專題資源，為廣大師生和社會學習者提供“一站式”服務，已基本建成世界第一大教育教學資源庫。

基礎設施和基礎優質資源已經初步建好，下一步的教育數字化工作重點，將會轉移到信息技術與各個學科的深度融合上。在數學教學中，從教育部公布的“三通兩平臺”教育信息化1.0時代，到“三全兩高一大”的教育信息化2.0時代，再到今天的教育數字化、人工智能時代。在多年的數學課堂實踐中，信息技術與數學教學深度融合，一線教師發現了很多信息技術的應用效果，但是也發現了一部分需要改善的問題。

一、初中數學課堂教學現狀

（一）數學教學資源陳舊

在實際教學中，很多教師缺乏對網絡資源的開發與利用，教學內容以教材中的知識點為主，嚴格按照考綱執行，缺乏必要的知識拓展與延伸，甚至出現了“讀教材”的現象，導致數學教學資源陳舊單一，在一定程度上限制了學生的思維與視野。

（二）信息技術應用不足

在實際教學中，一些教師將信息技術當成“灌輸式”教學的新手段，把數學概念、數學定理，甚至解題方法都融入多媒體課件。由于多媒體的播放速度快，課件一閃而過，導致許多學生“似懂非懂”，學習效果大打折扣。另外，多媒體課件的應用減少了師生之間的互動與交流，很容易發生教與學不相匹配的情況，影響課堂教學的效果。

（三）忽視培養創新能力

教師要相信學生的力量，布魯姆目標分類學中表示，每一個學生都有創新、創造的潛能。在數學教學中，教師要將對學生創新能力的培養作為課堂教學的重要任務之一。但一些教師沒有意識到信息手段對學生創新能力培養的重要性，對以信息技術為核心的現代化教學方法的運用不夠充分，忽視了對學生創新能力的培養，導致學生只能被動地接受知識，不能對所學知識進行合理的猜想和推理，培養學生學科核心素養的工作落實得不到位，導致學生容易形成思維定式。

二、數學課堂信息技術應用建議

（一）微課的應用建議

微課是前幾年比較火的一種知識展示方式，在數學課堂中，主要分為三類微課：知識點講解類微課、題型講解類微課和單元復習類微課。

根據實踐，對知識點講解類微課，建議盡量采用短小、卡通、幽默元素比較強的微課，作為課前預習環節使用的素材。很多數學文化，需要通過微課的方式進行展示，比如祖沖之的故事、中國古代數學瑰寶之趙爽弦圖等，都可以通過下發微課的方式，起到讓學生提前預習、知識預熱的作用。

對題型講解類微課，建議選用涂鴉類微課，通過彩色筆，編寫數學步驟，在圖形和公式中勾勾畫畫。這樣的方式有利于培養學生的邏輯推理、數學建模、直觀想象、數學運算四個數學核心素養。

對單元復習類微課，建議選聽真人站在大屏前的方式講解視頻，數學學科的單元總結內容比較抽象，真人類微課會提供形象生動的手勢、眼神等輔助教學手段，讓學生對重難點知識吸收得更理想。

綜上，不同的內容，應該搭配不同的微課視頻，如此才能得到更好的課堂效果。如果教師能夠節選一部分視頻，在課堂中擇優選用，效果會更好，但備課工作量會成倍增加，因此需提前做好時間上的權衡和規劃。

（二）幾何圖形繪制軟件的應用建議

網絡上比較強大的數學幾何圖形繪制軟件，主要是幾何畫板、網絡畫板和GeoGebra，三個軟件各有特色，功能大同小異。這些數字工具，可以用于繪圖計算、幾何作圖、白板協作等。這些幾何圖形繪制軟件可以可視化、動態演示幾何圖形的變化過程，比如，初中數學的“手拉手”模型，函數圖像中自變量和因變量的變化等。教師還可以引導學生通過點、線、面、角的變化，構造新題，舉一反三，以培養數形結合思想。這些動態變化過程會更好地引導學生主動觀察、分析，幫助學生更加直觀、形象地理解幾何知識，激發學生對數學內容的熱愛之情。教師構建以學生“輸出為本”的課堂，讓學生通過軟件自主設計旋轉、縮放、平移等幾何變換，有效培養了學生的幾何直觀和空間想象力。

（三）思維導圖軟件的應用建議

思維導圖是英國著名腦科學專家托尼·伯贊發明的一種思維可視化工具，受到全世界精英人士的熱愛。它最大的作用是通過“宏觀類比”和“微觀對比”的方式，讓學生對結構性強的知識系統進行梳理。教學實踐中，教師常用的三款相關軟件分別是iMindMap、MindManager和WPS中插入思維導圖的功能。三款軟件都可以使用動態可視化圖表、思維導圖、流程圖以及便簽和Jira集成功能。

2022年版義務教育數學課程標準強調大概念、大單元教學設計，強調知識的結構化。數學教師可以用思維導圖展示的方式，在章頭課中給學生做好知識的整體性講解，通過可視化、結構化的展示和講解，會更好地展現數學教學的整體性。比如，在講解函數板塊的大概念知識體系時，教師可以將函數的概念、正比例函數、一次函數、二次函數、反比例函數進行整體講解，通過思維導圖軟件展示，讓學生對中學的函數學習有一個整體的認識，這容易促進學生大腦突觸形成和神經環路的建立，形成固化的知識群。

（四）投影技術的應用建議

心理學家認為：“如果記憶的對象成為活動的對象或活動的結果時，由于學習者積極地參加活動，記憶效果會明顯地提高?！辈榘遒惼澓臀骼涌频膶嶒灡砻鳎簺]有裝配活動任務組回憶出的圖形，漏畫了許多重要零件，而有裝配任務組回憶出的圖形，畫得比較正確。新課標主張以學生“學”為主體的課堂，投影技術的應用，將會促進這件事情的發生。投影的特點之一，就是生動、形象、直觀，能給學生提供鮮明、清晰的視覺形象，激發學生的求知欲和學習興趣。

在教學中，投影不僅可以展示正確的答案，更可以展示錯誤的方式，促進完成當堂訂正錯誤的“生成”環節。教師一定要重視這一教學環節，尤其是在處理代數類問題中，通過投影技術，可以讓更多學生上臺展示更多的錯誤類型，并當場討論錯誤產生的原因、訂正的方法，推動落實數學學習中的“四能”，即發現問題、提出問題、分析問題，解決問題。

（五）個性化作業系統的應用建議

我國“雙減”政策要求，減輕義務教育階段學生作業負擔。那該如何落實分層作業，借助個性化作業系統軟件，就是很好的問題解決方式。教師在執行中的重要前提是對學生過程性學情數據的采集和分析，其技術突破體現在三個方面：一是基于OCR（光學字符識別）技術，可以對學生手寫作答的中英文和理科公式加以識別，拓展學情數據采集寬度;二是機器閱讀理解技術，可以提升學情數據分析深度;三是通過識別學生學習最近發展區（學生已經達到的發展水平和可能達到的發展水平之間的距離），構建系統性的全學科知識圖譜，為學生規劃最優數學學習路徑。

我國很多科技公司對人工智能技術的探索早已開始，其落地應用也很成熟。比如，基于科大訊飛智慧課堂，可以進行過程性數據采集、分析，學生在課堂上的表現、作業情況都可以實時納入。系統會根據這些數據，為學生定向推送個性化作業，最大限度發揮作業診斷、鞏固、學情分析的功能。

據駐馬店高級中學的學生介紹，教師為學生制訂的個性化學習手冊分為作業必做項和選做項。每個學生的作業都不一樣，包含了錯題解析、知識點講解，以及針對薄弱知識點的拓展練習題，以滿足學有余力的學生更多樣化的學習需求?！扒饲妗钡淖鳂I，不僅記錄了之前檢測中的錯題，還給予了相應的知識點分析和拓展題推薦，精準把控學生作業時長的同時，還給予個性化輔導，讓每一次作業都可以發揮最大效用。所以，借助個性化作業系統軟件，可以真正幫助落實分層作業，再配合優質習題微課的講解，一定會大幅提高學生個性化問題的解決效率，最終一定會達到提升班級、學校整體教學質量的效果。

（六）多媒體課件的應用建議

微軟多媒體課件的發明，確實提高了課堂效率。很多數學教師，都把課件當主線來上課，更有甚者脫離了課件，就不會講課。但也建議教師要合理地、不過度地應用課件。

首先要肯定的是，在很多幾何圖形的變換、數學文化引入等環節，課件帶來展示便利。但是，數學不像語文、歷史等文科，需要很多圖片、視頻等素材進行詮釋。在代數的運算、幾何的推理環節，需要教師用黑板，邊書寫，邊講解所需的數學思維。而這個過程，就是幫助學生在腦海中重構知識的神經元鏈接過程。這就是為什么很多大學數學教授“一寫一黑板”的原因所在。數學學科的教學，有其獨特性和不可代替性，而過度應用課件會破壞學生的知識體系構建，這個副作用是教師必須提高警惕的。所以，本文建議數學教師擇優部分內容選用課件，同時要充分發揮傳統課堂中紙筆的作用，更好地締造高效數學課堂。

三、結語

如今，隨著谷歌發布最強AI大模型Gemini，在功能上多方位碾壓ChatGPT，人工智能輔助教學的時代終將來臨。人工智能與教育的深度融合，為教育的改革創新帶來了更多選擇，也提出了更高要求。教師作為教育的主體和靈魂，其專業素養和教育信仰在人工智能時代面臨著怎樣的挑戰和機遇，如何重構適應未來發展的教師教育信仰，這些都是需要深度思考的未來課題。在這種情況下，數學教師需要關注人工智能技術，堅持以學生輸出為本的高效課堂、以德為先的教育理念。

總之，未來數學課堂的信息技術輔助，需要學校領導們從理論框架、培養機制、研究力度、文化氛圍等方面進行多維度、多層次、多角度的探討和實踐，以此達到提高教師專業素養、促進教師專業發展、推動教育事業發展的目標。這是一項長期而艱巨的任務，也是一項富有意義而有價值的事業。讓教育工作者攜手共進，共同研究信息技術與教育教學的融合方法，共同迎接人工智能時代帶來的新機遇和新挑戰！

參考文獻：

[1] 萬淑珍. 教育改革背景下初中信息技術高效課堂的構建策略探究[J]. 學周刊，2023（35）：112-114.

[2] 田素玲. 淺析信息技術在初中數學教學中的有效應用[J]. 天天愛科學：教育前沿，2023（06）：49-51.

[3] 王鵬. 新課改背景下提高初中數學教學效果對策[J]. 數理化學習：教研版，2022（12）：24-25.

[4] 馬艷魁. 信息技術視角下優化初中數學教學的方法[J]. 讀寫算，2022（33）：28-30.

[5] 梅學立. 談信息技術背景下初中信息技術高效課堂的有效構建[J]. 家長，2023（07）：83-85.

（責任編輯：張涵淋）

* 本文系河南省基礎教育教學研究項目“基于云平臺的初中數學線上教學方法研究”（項目編號：JCJYC20031710）的研究成果。