數(shù)字化工具在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用分析

【摘要】現(xiàn)如今，我們已經(jīng)邁進(jìn)了數(shù)字化時代，數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)使得我們生活方式發(fā)生了改變，并且這種變革在教育領(lǐng)域中也得到了展現(xiàn).數(shù)字化時代下高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)從傳統(tǒng)教師單一課堂講解、學(xué)生死記硬背的模式中走了出來，更注重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新思維發(fā)展.本文針對高中數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)字化工具運(yùn)用的內(nèi)容進(jìn)行探索與分析.

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)；高中數(shù)學(xué)；課堂教學(xué)

伴隨數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，高中數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)字化工具得到了廣泛運(yùn)用，它可以帶來個性化學(xué)習(xí)環(huán)境，提供多元化學(xué)習(xí)資源，將豐富的教學(xué)內(nèi)容為教師提供出來，學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)會變得更加多樣.在進(jìn)行數(shù)字化工具推廣和應(yīng)用中，對其基本應(yīng)用效果進(jìn)行科學(xué)評估，明確其在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中所彰顯的作用和基本影響，力爭為構(gòu)建高質(zhì)量課堂做出幫助和指引.

1數(shù)字化工具簡述

數(shù)字化工具即為利用數(shù)字技術(shù)提升工作效率與管理效能的軟件或硬件設(shè)備.其主要包括項(xiàng)目管理軟件、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)（CRM）、企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析平臺、云計(jì)算服務(wù)、人工智能應(yīng)用等.實(shí)現(xiàn)自動化繁瑣的流程、優(yōu)化決策過程、增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作、提高生產(chǎn)力，并通過數(shù)據(jù)驅(qū)動洞察指導(dǎo)業(yè)務(wù)戰(zhàn)略.數(shù)字化工具的普及是現(xiàn)代社會轉(zhuǎn)型與適應(yīng)快速變化市場環(huán)境的關(guān)鍵因素，不僅改變了內(nèi)部的運(yùn)作方式，還重塑了與客戶、供應(yīng)商以及合作伙伴之間的互動模式.通過這些工具，更靈活地應(yīng)對市場變化，快速響應(yīng)外部需求，從而在競爭激烈的競爭中保持領(lǐng)先地位[1].

2高中數(shù)學(xué)課堂中數(shù)字化工具應(yīng)用意義

2.1有助于知識體系精準(zhǔn)構(gòu)建

高中數(shù)學(xué)中圖形知識內(nèi)容較多，傳統(tǒng)課堂中只能靜止地進(jìn)行教學(xué)，這樣學(xué)生理解起來會比較吃力，而通過融入數(shù)字化技術(shù)，使得整個圖形教學(xué)變得更加靈動、高效，學(xué)生也可以更加動態(tài)、立體地理解數(shù)學(xué)知識內(nèi)容，不再是靜態(tài)平面地去感知.可視化那些抽象復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識內(nèi)容，建立起對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)規(guī)律和概念，進(jìn)而達(dá)到精準(zhǔn)教學(xué)的目的[2].

例如在對“參數(shù)方程”內(nèi)容教學(xué)中，為引導(dǎo)學(xué)生充分理解橢圓方程的相關(guān)內(nèi)容，明確所涉及的基本參數(shù)，教師通過幾何畫板進(jìn)行參數(shù)變化的演示.

又如，對“二次函數(shù)”講解中，為將a，b，c參數(shù)圖象形狀的改變情況進(jìn)行清晰展示，可通過Geogebra軟件進(jìn)行a，b，c變化范圍的滑動設(shè)置，通過滑動條明確基本的變化情況，進(jìn)而探究二次函數(shù)圖象是如何受a，b，c三個條件所影響的[3].

2.2強(qiáng)化數(shù)學(xué)審美與運(yùn)用能力

數(shù)學(xué)知識非常精妙，那些奇異的知識內(nèi)容、統(tǒng)一的特點(diǎn).對稱簡潔的魅力，是很多學(xué)者探究數(shù)學(xué)知識奧秘的主要動力.若是可以在高中數(shù)學(xué)中巧妙、恰當(dāng)?shù)厝谌攵嗝襟w技術(shù)，就可以精準(zhǔn)呈現(xiàn)于學(xué)生面前，使課堂感染力充分彰顯，給學(xué)生以不同的學(xué)習(xí)感受，調(diào)動其求知欲望，以更加飽滿的熱情去探索生活中的數(shù)學(xué)知識奧秘，達(dá)到學(xué)以致用的目的.其中Geogebra軟件在教學(xué)中的動態(tài)運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)同幾何、微積分、代數(shù)的高度整合，達(dá)到可視化教學(xué)的目的.該軟件可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制，給學(xué)生帶來不同的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，強(qiáng)化數(shù)學(xué)審美能力，感受數(shù)學(xué)魅力所在，實(shí)現(xiàn)育人和知識學(xué)習(xí)的雙重提升[4].

2.3實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)培養(yǎng)

通過數(shù)字化工具的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)整個高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的全面優(yōu)化與提升.化復(fù)雜為簡單、動靜轉(zhuǎn)化、化抽象為真實(shí).通過數(shù)字化工具為學(xué)生直觀呈現(xiàn)抽象的復(fù)雜概念與定義，將原本難以理解的數(shù)學(xué)知識巧妙地呈現(xiàn)出來，實(shí)現(xiàn)學(xué)生抽象思維與直觀思維核心素養(yǎng)的有效培養(yǎng).數(shù)字化工具的應(yīng)用，使得學(xué)生學(xué)習(xí)效率得到顯著提升，有更多的空間和時間探索數(shù)學(xué)的推理邏輯和數(shù)學(xué)運(yùn)算的奧秘.借助Excel表格內(nèi)的折線圖、散點(diǎn)和形狀圖等高效地完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，強(qiáng)化數(shù)據(jù)分析和探索能力，切實(shí)發(fā)揮數(shù)學(xué)建模中數(shù)學(xué)化工具所帶來的價值.其中Photoshop，CAD、Matlab、Lingo語言是常用的數(shù)學(xué)建模軟件，通過相關(guān)軟件運(yùn)用，學(xué)生能夠快速捕捉有用的信息，有效攻克數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)中的重難點(diǎn)問題，實(shí)現(xiàn)整個學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率的有效提升.

3高中數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)字化工具應(yīng)用方法

3.1運(yùn)用動態(tài)演示工具

動態(tài)演示工具是數(shù)字化工具的重要分支，它具有可視化功能，能夠交互性完成學(xué)習(xí)，給學(xué)生帶來不一樣的學(xué)習(xí)感受.其中Geogebra屬于微積分、統(tǒng)計(jì)、代數(shù)，幾何等方面資源綜合性較強(qiáng)的動態(tài)學(xué)習(xí)軟件，可以為學(xué)生提供直觀的圖形學(xué)習(xí)輔助，是探索數(shù)學(xué)知識奧秘的重要輔助工具.比如借助該軟件進(jìn)行二次函數(shù)圖象的基本展示，并對其標(biāo)準(zhǔn)形式進(jìn)行講解.通過軟件功能的發(fā)揮，實(shí)時進(jìn)行二次項(xiàng)系數(shù)調(diào)整，明確圖象開口的基本變化情況，掌握二次項(xiàng)系數(shù)同開口大小的關(guān)聯(lián)性，并且可進(jìn)行滑塊的移動，引導(dǎo)學(xué)生明確圖象頂點(diǎn)是怎樣跟隨常數(shù)項(xiàng)與線性項(xiàng)改變而改變的.在此期間，通過應(yīng)用動態(tài)演示工具為學(xué)生直觀呈現(xiàn)原本比較抽象、難以理解的數(shù)學(xué)概念，讓學(xué)生更加充分地明確二次函數(shù)圖象的基本特征，實(shí)現(xiàn)學(xué)生問題處理能力和探索精神的雙重培養(yǎng).互動式課堂中學(xué)生積極進(jìn)行言語發(fā)表，調(diào)動課堂熱度，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)動力和興趣的有效提升.同時此方式下有效發(fā)散了學(xué)生批判性思維，學(xué)生對知識進(jìn)行主動接受，而不再是被動學(xué)習(xí)，探索和運(yùn)用能力得到顯著強(qiáng)化與提升[5].

3.2運(yùn)用個性化學(xué)習(xí)工具

Math Tailor屬于云系統(tǒng)下的學(xué)習(xí)管理工具，基于算法分析學(xué)生的基本表現(xiàn)和學(xué)習(xí)行為，進(jìn)而制定和提供個性化學(xué)習(xí)方案與資源.在初期應(yīng)用該軟件時，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行在線評估，明確學(xué)生基本技能情況和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識掌握程度.針對部分學(xué)生基礎(chǔ)能力較差者，該軟件可先從概念引導(dǎo)方面進(jìn)行教學(xué)輔助，并循序漸進(jìn)地進(jìn)行復(fù)雜問題呈現(xiàn)和探究.通過互動元素和相關(guān)視覺元素的有效呈現(xiàn)，吸引學(xué)生目光，將其有效帶到課堂中來，實(shí)現(xiàn)整個課堂高效有序開展.針對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生，但是在概率或幾何方面需要進(jìn)行專項(xiàng)強(qiáng)化的學(xué)生，該軟件可提供和設(shè)置挑戰(zhàn)性和深度性學(xué)習(xí)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生深入思索、強(qiáng)化處理問題道理.另外，該軟件還有教師端的設(shè)定，為教師提供學(xué)生的基本學(xué)習(xí)情況、課堂中的數(shù)據(jù)表現(xiàn)和學(xué)習(xí)進(jìn)度等[6].教師根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)和進(jìn)度進(jìn)行教學(xué)方案的適時調(diào)整，明確學(xué)生在學(xué)習(xí)時的基本需求，并給予更多的額外支持和輔助，該軟件的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)的有效強(qiáng)化，學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率得到了顯著提升[7].

3.3應(yīng)用問題處理與實(shí)踐工具

Math Real屬于一種處理問題和實(shí)踐性工具，其在高中數(shù)學(xué)課堂中的應(yīng)用給學(xué)生帶來了全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn).該軟件是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的產(chǎn)物，可為學(xué)生帶來與生活密切相關(guān)的數(shù)學(xué)問題，并有效涵蓋了高級微積分的知識內(nèi)容，以多個步驟呈現(xiàn)數(shù)學(xué)問題，給予學(xué)生全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和感受，挑戰(zhàn)學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)，鼓舞學(xué)生自主探索和實(shí)踐.比如通過該軟件的應(yīng)用，可引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)一個橋梁，從而輔助學(xué)習(xí)二次函數(shù)拋物線的相關(guān)內(nèi)容.通過設(shè)計(jì)具體的項(xiàng)目目標(biāo)，將一座實(shí)用而完美的橋梁設(shè)計(jì)出來，并確保該橋梁在安全和技術(shù)方面都符合要求.基于學(xué)生自身對二次函數(shù)知識的理解和掌握，將橋梁跨度和最佳弧度高等計(jì)算出來，進(jìn)而確保整個橋梁的美觀性與穩(wěn)定性[8].教師通過該工具的虛擬性特征，為學(xué)生呈現(xiàn)類型多元化的橋梁，并且讓學(xué)生探究和討論設(shè)計(jì)這些橋梁的基本原理和主要運(yùn)用的數(shù)學(xué)模型，之后再將學(xué)生劃分成小組，在組內(nèi)共同探索交流的設(shè)計(jì)方案.學(xué)生通過該軟件的應(yīng)用，切實(shí)發(fā)揮其工具性作用，并將拋物線繪制出來.對橋梁弧線形狀進(jìn)行精準(zhǔn)模擬，并進(jìn)行方程參數(shù)調(diào)整，通過觀察所改變的參數(shù)形態(tài)，明確橋梁弧線形狀.而且該軟件可進(jìn)行環(huán)境模擬，學(xué)生將橋梁模型方程輸入后，軟件會將三維模型自動生成出來，以應(yīng)力角度測試橋梁模型，該過程深化了學(xué)生對二次方程的認(rèn)識和理解，建立起對工程和數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣.軟件的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了知識同實(shí)際運(yùn)用的有效聯(lián)通，搭建了高質(zhì)量的學(xué)習(xí)平臺.學(xué)生在合作、互動中高效率完成學(xué)習(xí)，課堂參與度和興趣得到有效強(qiáng)化與提升，加深了對數(shù)學(xué)概念的理解，強(qiáng)化了團(tuán)隊(duì)協(xié)作和自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

3.4運(yùn)用反饋評估工具

高中數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)字化工具的運(yùn)用，需要對學(xué)生學(xué)習(xí)成果進(jìn)行有效評估，了解學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的問題和不足.其中可以選擇應(yīng)用math feedback在線綜合性評估軟件.該軟件集成了學(xué)習(xí)成果追蹤、教學(xué)反饋、獨(dú)立評分、在線測試等多種功能，可以及時準(zhǔn)確地將學(xué)生學(xué)習(xí)成果和教師課堂教育效率反映出來.例如教師通過該軟件在線測試學(xué)生有關(guān)“線性方程組”的學(xué)習(xí)成果，測試內(nèi)容涵蓋選擇題與解答題，目的是掌握學(xué)生線性方程理解和運(yùn)用能力，評估他們的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，在規(guī)定時間內(nèi)對學(xué)生進(jìn)行在線測試.系統(tǒng)可快速完成獨(dú)立評分，并給予精準(zhǔn)反饋，不僅以總分形式顯示所測試得到的結(jié)果，而且可以很好地指示出學(xué)生錯誤，明確錯誤原因，在學(xué)生對某一方程解答出現(xiàn)問題和錯誤時，系統(tǒng)會及時給予反饋，并給出指導(dǎo)意見[9].例如，學(xué)生對概念的理解誤差、解題步驟偏差、計(jì)算錯誤等提供標(biāo)準(zhǔn)合理的解題方案，并將類似的習(xí)題為其陳列出來.為了確保整個反饋更具個性化，該軟件可讓教師對整個班級學(xué)生表現(xiàn)進(jìn)行全盤觀察，借助平臺明確學(xué)生答題情況，掌握學(xué)生學(xué)習(xí)強(qiáng)項(xiàng)和弱點(diǎn)，在之后的教學(xué)中有針對性地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生普遍呈現(xiàn)出的弱項(xiàng)加強(qiáng)練習(xí)和實(shí)踐演示.同時，教師通過該軟件可定期對學(xué)生完成跟蹤測試和調(diào)查，明確學(xué)生基本學(xué)習(xí)進(jìn)程，并進(jìn)行教學(xué)方案的適時調(diào)整[10].

4結(jié)語

新時代下的高中數(shù)學(xué)教學(xué)領(lǐng)域，數(shù)字化工具的融入已經(jīng)成為一種不可逆轉(zhuǎn)的趨勢.如智能教學(xué)軟件、互動學(xué)習(xí)平臺及在線評估系統(tǒng)，為教師、學(xué)生帶來了前所未有的教學(xué)和學(xué)習(xí)體驗(yàn).其使課堂變得生動、有趣，還極大提升了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性與參與感.教師利用數(shù)字化工具設(shè)計(jì)更富有創(chuàng)意與針對性的課程內(nèi)容，通過數(shù)據(jù)分析功能，教師實(shí)時跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度，及時調(diào)整教學(xué)策略.教師需要在教學(xué)實(shí)踐中不斷探索和實(shí)踐，找到技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容的最佳結(jié)合點(diǎn).通過精心設(shè)計(jì)課程，合理制定教學(xué)方法，確保技術(shù)的使用能夠真正服務(wù)于教學(xué)，而不是僅僅為了展示技術(shù)的優(yōu)勢.

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