信息技術下初中數學圖形與幾何單元結構化教學研究

【摘要】教育領域對信息技術的應用為教學提供了極大便利，各學科教師可以依托信息技術構建多元化的課堂.圖形與幾何是初中數學的重要內容，也是學生發展空間觀念所需要學習的重要內容.教師可以依托信息技術實現直觀表達和交互反饋，并將碎片化的知識置于整體知識體系中，實現單元結構化教學.基于此，本文圍繞教育信息技術下初中數學圖形與幾何單元結構化教學展開分析，旨在提升教學效果，促進圖形與幾何教學質量的提升.

【關鍵詞】信息技術；初中數學；單元教學

單元結構化教學重在教師對教學內容的整體把握，幫助學生構建完善、系統的知識體系.初中數學具有較強的邏輯性，所以促進學生對數學概念的理解和培養學生的數學知識應用能力是教學中的關鍵.教師可以借助信息技術提高教學的生動性，豐富學生的學習體驗，按照數學知識的邏輯關系構建整體知識框架，提升學生的數學核心素養；使圖形與幾何的教學變得直觀化，發展學生的形象思維，促進學生空間觀念的形成.

1教育信息技術下單元結構化教學對初中數學的意義

1.1有助于提升學生對數學知識的整體感知

數學知識具有一定的抽象性，單元結構化教學能夠幫助學生將碎片化的知識整合起來，形成系統化的知識體系.在信息技術的加持下，數學知識能夠以更加直觀的形式呈現在課堂上，降低學生數學概念的理解難度.教師會對單元知識點進行整合的規劃，易于學生在學習中判斷知識點的具體屬性，掌握知識間的邏輯關系，加強對數學知識的整體感知[1].單元結構化教學能夠使初中數學教學更加完善和系統化，讓學生在學習中能夠構建知識結構，促進數學思維的發展.

1.2有利于提高初中數學課堂教學效率

結構化教學中對信息技術的應用能夠使抽象的數學知識直觀化，易于學生對知識點進行深入理解，并且信息技術的便捷性和靈活性可以為課堂教學提供更多的可能性.教師對信息技術的有效應用可以提高課堂教學效率，實現減負增效，激發學生潛在的學習動機.在信息技術下的單元結構化教學能夠增加教學的趣味性，進而調動學生學習的積極性.教師可以根據實際教學情況進行教學設計，為學生提供個性化的指導，以此提高學生的學習質量，構建靈活且高效的初中數學課堂.

1.3能夠培養學生問題意識和推理能力

信息技術下的單元結構化教學有助于培養學生的問題意識，教師會針對實際教學情況調整教學節奏，將單一的教學形式向多樣化轉變，使學生在此模式的學習中能夠掌握多維度思考問題的方法.學生的問題意識也會隨著教學情境的創設得到增強，進而提高深入探索數學知識的興趣.基于系統化教學的具體要求，使學生經歷分析、判斷、總結等過程，有助于提升學生的數學推理能力，促進邏輯思維的發展，使學生能夠逐漸提升數學核心素養[2].

2教育信息技術下初中數學圖形與幾何單元結構化教學策略

2.1明確教學目標，優化教學設計

教學目標對實際教學具有導向的作用，也是教師開展一切教學活動的關鍵步驟.在教育信息技術下，初中數學圖形與幾何單教育元結構化教學需要明確教學目標，根據具體學情優化教學設計[3].在明確教學目標過程中，教師需要對教材內容、新課程標準、學生認知特點等因素進行綜合考量，使目標設計能夠符合學生思維發展規律，同時使單元結構化教學的各個環節有效銜接.在目標設計環節，圍繞圖形與幾何的知識特點確定教學形式，選擇合適的教學輔助工具，以達到預期的教學效果.

例如在北師大版初中數學七年級下冊“三角形”主題單元的教學中，教師需要對教學內容和教學形式進行系統性規劃，構建三角形知識結構.如在這一單元的教學中，教師需要圍繞知識技能、數學思考、問題解決、情感態度幾個維度設計教學目標.知識技能目標：學生理解三角形相關概念，掌握三角形全等的條件以及三角形全等的應用.數學思考目標：在研究三角形的性質和運動過程中進一步發展空間觀念，在解決三角形相關問題時初步建立幾何直觀.問題解決目標：運用三角形全等性質解決實際問題，提高問題解決能力.情感態度目標：感受數學知識與實際生活間的密切聯系，積累知識應用經驗，體會數學知識的價值.明確教學目標之后，教師可以圍繞這幾個目標維度細化教學流程設計，確保教學質量.

2.2創設體驗情境，豐富感知體驗

教師可以在教學中創設問題情境，使學生在真實的問題中加深對圖形與幾何內容的感知.教師可以在教學設計環節研讀教學內容，在教學過程中以問題情境引導學生思考數學知識，豐富學生的感知體驗[4]；為學生構建起數學知識和實際生活的橋梁，使學生了解學習數學的現實意義.并在特定的情境中實現知識的正向遷移，增強學生對數學知識的應用意識.在創設體驗情境時教師可以依托多媒體技術將教學情境動態呈現，使學生在場景交互中獲得豐富的體驗感.通過視頻、音頻、圖像等交互處理，使課堂教學更加生動.

例如在北師大版初中八年級下冊“圖形的平移與旋轉”教學中，教師可以讓學生在體驗式情境中掌握解決實際問題的技巧.教師可以利用多媒體技術為學生播放關于游樂場的視頻，視頻內容中要蘊含平移與旋轉的元素.讓學生扮演游樂園觀光者的角色，觀察和分析各個游戲項目的運動特點.以摩天輪為例，教師可以讓學生觀察摩天輪座艙的形狀，并依據摩天輪旋轉一圈座艙的變化探索旋轉運動，掌握旋轉中心、旋轉角的概念.如學生觀察到的摩天輪座艙的平面圖是正方形，如圖1所示.教師可以讓學生在線段AD邊上取一點E，連接CE形成△CED，以C點為中心，順時針旋轉90°，得到△CBE′，讓學生畫出△CBE′并求證△CED≌△CBE′.以此實現學生對圖形與幾何知識間的串聯，使學生形成對圖形與幾何知識的整體感知.

2.3引出學習任務，增強自主體驗

在單元結構化教學中，教師要重視增加學生的自主學習任務，使學生在實際體驗中積累經驗，增強學生的自主體驗.學習任務需要根據教學內容和學生的學習能力進行設定，使學生在完成學習任務過程中可以鞏固基礎知識，加深對數學知識的理解.教師可以借助任務激活學生學習的潛在動機，讓學生在任務的指引下自主探索數學知識，提升學生的自主學習能力.在此過程中，教師要協調好教師主導與學生主體間的關系，加強對學生的引導，但不要干涉、打亂學生的學習節奏.

學生可以借助GeoGebra動態數學軟件來進行自主學習.GeoGebra以其強大的交互性功能使學生更直觀地觀察和體驗圖形與幾何的相關知識及其實際用途.學生通過GeoGebra動態數學軟件的幾何窗口進行幾何作圖，實現代數特征的同步動態更新，直觀了解圖形與幾何變化的相關規律，進一步發展空間觀念.以圖2為例，教師可以讓學生思考將圖2（a）中的小三角形變成圖2（b）中的形狀需要怎樣運動，以及一個平行四邊形繞某一點旋轉后得到圖2（c）中雪花形狀的方法.學生可以通過GeoGebra軟件實現動態模擬，以更加便捷的形式得到相應結論，并鞏固學生對相關知識的理解，使其學會舉一反三、類比的學習方法.GeoGebra軟件的正確應用可以促使學生用數學的眼光進行思考，推動教育信息技術下的單元結構化教學的具體實施.

2.4組織教學活動，增強合作意識

教學活動是培養學生綜合能力的有效途徑，也是增強學生合作意識的重要方法.教師在單元結構化教學中要適當地組織開展教學活動，一方面是鍛煉學生對知識的應用能力，另一方面是讓學生在此過程中積累學習的經驗.教師可以依托信息技術豐富教學活動的內容，使教學活動更具吸引力.學生在合作探究過程中可以實現思維的碰撞，對數學思維的發展具有積極的影響.教師要把握好活動的方向，充分發揮教學活動對單元結構化教學的促進作用，使不同層次的學生都能夠在已有經驗的基礎上實現能力的提升.

例如在“平行四邊形”的單元結構化教學中，教師可以通過組織教學活動豐富學生的學習體驗，促使學生發揮主觀能動性.在此單元結構化學習中，學生需要掌握平行四邊形的性質和判定以及多邊形的相關概念，了解平行四邊形的性質和判定對現實生活的意義.因此教師在組織教學活動時要立足于學生已有的生活經驗，使學生經歷平行四邊形性質和判定的探索過程.如教師指導學生進行教學實踐：某同學在探索過程中過A，C兩點畫直線AC，并把平行四邊形ABCD分割成兩個部分，如圖3（a）；另一位同學過AB，CD的中點畫直線EF，將平行四邊形也分割成兩部分，如圖3（b）.

學生需要在小組討論中解決幾個問題：（1）探索這兩種分割方法所分圖形面積之間的關系；（2）根據這兩種分割方法，分析將平行四邊形分割成滿足以上面積關系的直線有幾條？并在圖3（c）中畫出其中一種情況；（3）總結在上述實踐操作中發現了什么規律.學生通過探討會得出結論面積關系是相等的，即S1=S2，S3=S4，滿足以上面積關系的直線有無數條，因為經過對稱中心的直線可以將平行四邊形的面積分成相等的兩份.于是，總結出的規律為：經過平行四邊形兩條對角線交點的任意一條直線可以將平行四邊形的面積分成相等的兩部

分.通過此等教學活動，學生會在合作探究中體會到多維度思考問題的形式，并在與同組學生的交流合作中積累學習經驗，促使學生綜合素質的提升.這也使學生在后續的學習中能夠端正學習態度，增強自身的學習能力.

3結語

綜上所述，在教育信息技術下的初中圖形與幾何單元結構化教學，需要從教學目標、教學內容、教學形式、教學評價等多維度進行綜合考量，發揮信息技術的優勢，豐富單元結構化教學的內容，完善教學流程，提高圖形與幾何教學的質量.在此教學活動中，教師要幫助學生構建系統性的知識體系，促進學生對圖形與幾何相關知識的深度學習，讓學生對圖形與幾何知識產生整體感知，進而提高學生的問題解決能力，從而促進單元結構化教學模式的長效發展.

參考文獻：

[1]趙春江，李春艷.信息技術下初中數學圖形與幾何單元結構化教學探析[J].數理天地（初中版），2024（14）：121-123.

[2]梁效龍.GeoGebra軟件在初中圖形與幾何教學中的應用探析[J].求知導刊，2024（14）：23-25.

[3]康麗玉.初中數學單元整體教學的研究與設計——以“數與代數”和“圖形與幾何”兩單元為例[J].考試周刊，2024（04）：63-68.

[4]袁良同.信息技術環境下初中數學圖形與幾何單元結構化教學的探討[J].數理天地（初中版），2023（23）：96-98.