數字化工具在高中數學教學中的應用分析

【摘要】數字化時代的到來，人們的生產生活方式都發生了變化，教育教學也不例外.將數字化工具應用到高中數學教學中，是時代發展的趨勢，也是數學教學改革的新嘗試.從教育事業發展歷程看，數字化工具在高中數學教學中的應用，可借鑒的經驗相對較少.本文簡要分析數字化工具的亮點和應用范圍，在充分認識、了解數字化工具的基礎上，提出利用幾何模擬器直觀展示高中數學知識、利用云系統設置自主學習任務、利用在線數學資源豐富高中數學課堂資源、利用互動教學平臺設計數學研學交流活動、利用Math Feedback優化高中數學評價活動五點策略.

【關鍵詞】信息技術；高中數學；課堂教學

數字化工具是指能夠采集、獲取、檢索、表示、傳輸、存儲和加工多媒體數字化資源的設備裝置.數字化工具并非指代某一平臺或軟件，而是課中軟件、應用程序、在線平臺等程序的集合體，簡而言之，就是能將數據、信息傳輸至電腦并進行加工的軟件、硬件設備，都可以稱之為數字化工具.而高中數學以高等數學為主，對學生思維品質、能力水平要求較高，學生在開展高中數學教學活動時，容易出現“力不從心”的現象，從學生視角看，高中數學如同高山一般難以越過.而通過數字化工具開展高中教學活動，能夠將數學知識加工、處理，以更加直觀、多元的方式呈現，并為學生學習高中數學知識提供平臺支持、資源支持，不僅能降低“山”的高度，還能為學生翻越“大山”提供助力.因此，本文就數字化工具在高中數學教學中的應用展開探究.

1" 數字化工具概述

1.1" 數字化工具的亮點

首先，數字化工具能夠對數學概念、數學定理進行二次加工，降低高中數學知識的抽象性，并以更加直觀、生動、趣味的形式展示給學生，為學生學習、掌握數學知識提供便利，促使學生結合數學概念，在腦海中建立起數學模型或具體形象，快速、深層地掌握高中數學知識，發展數學能力、素養.

其次，數字化工具能夠豐富課堂教學資源，如視頻課程資源、習題資源等，為學生從不同視角切入，探究高中數學知識提供資料支持，使其在自主學習過程中獲得啟發，提高學習質量和效果.而習題資源能夠為教師設計訓練活動提供選擇空間，保障數學問題類型更加多元、豐富，真正滿足學生發展需求.

最后，數字化工具能夠快速抓取、梳理、整合、分析數據和信息，為學生學習過程提供準確的反饋，并為學生生成個性化學習計劃或學習資源，促使學生從多個方面正確認識自我，選擇科學、恰當的學習方法、策略.

由此可見，數字化工具在高中數學教學中的應用，能構建個性化課堂，滿足不同學生的學習、發展需求，促使學生深度學習，提高數學學習能力和數學素養.

1.2" 數字化工具應用范圍

數字化工具能夠突破時空的限制，是線上教學、遠程教學的載體.通過在高中數學教學中應用數學學習應用程序、互動教學平臺等數字化工具，學生不僅能在課堂中高效學習，還能與其他學生或教師實時互動，利用課余時間、課前時間高效學習.數字化工具能夠應用到教學環節和評價環節，幫助教師管理班級，評估學生學習水平.教師可以利用數字化工具獲取學生學習情況的準確數據，并通過相關數據生成學生學習報告，讓教師清晰、客觀地了解學生學習情況，為調整高中數學課堂教學方法、環節鋪墊堅實基礎.數字化工具能夠二次加工數學知識，并為學生探究、內化數學知識提供資源，促使學生高效學習.可見，數字化可以應用到線上教學、課堂評價和其他課堂教學環節.

2" 數字化工具在高中數學教學中的應用策略

2.1" 利用幾何模擬器直觀展示高中數學知識

幾何模擬器是一種專門用于繪制和學習幾何圖形的軟件工具［1］.“幾何與代數”是高中數學的重要板塊，也是學生發展幾何直觀、空間觀念、直觀想象等能力的重要陣地.鑒于高中數學的抽象性、復雜性、邏輯性特點，學生在學習“幾何與代數”知識時，需要具備基礎的幾何直觀、空間觀念等素養或能力，而學生能力有限，加之學生對幾何的認識源于教材、具體事物，雖然能認識高中數學中的圖形幾何知識，但難以對其形成深層次的理解.因此，教師在開展高中數學“幾何與代數”教學活動時，可以利用幾何模擬器，將高中數學教材中的線與線、線與面、面與體的關系以直觀的方式展示給學生，促使學生通過立體、直觀展示，抽象出“幾何與圖形”相關知識的結論.

例如" 以湘教版高中數學教材為例.教師在開展高一必修二“直線與直線、直線與平面的位置關系”中“空間中直線與平面的位置關系”教學活動時，可以利用幾何模擬器為學生制作“直線在平面內”“直線和平面相交”“直線和平面平行”的圖形，并設計出空間感，展示給學生.學生通過前面所學，能夠較為快速地把握直線與平面的位置關系.為讓學生掌握難點，即公共點情況，教師可以利用幾何模擬器展示直線在平面內不同位置的圖象、直線與平面在不同位置相交的圖象、直線與平面在不同位置平行的圖象，引導學生結合眾多空間圖形案例總結對應公共點情況，幫助學生深度探究數學知識，突破重難點.通過幾何模擬器在空間中體現線與面的關系，并提供多個案例，能夠提高數學知識直觀性，推動學生結合幾何圖形和已有認知自主總結線、面位置關系、共同點情況，使其對數學知識形成深層次理解，以此，提高高中數學教學質量.

2.2" 利用云系統設置自主學習任務

云系統中的Math Tailor系統能夠通過算法分析學生表現、能力水平，并生成個性化、針對性的學習方案.鑒于高中數學知識的困難性、復雜性，教師會有意識地引導學生利用課前或課余時間預習數學知識，主要目的是讓學生能夠在課堂中緊跟教學進度，深度理解數學知識［2］.但學生受能力、素養等方面的限制，預習過程中難以把握重點和關鍵點，難以充分發揮預習活動教育價值，而高中數學教師又難以參與其中，即使部分教師布置數學探究任務，許多學生也難以有效完成.針對上述情況，教師可以利用云系統中的Math Tailor系統布置自主學習任務，保障課前預習任務、過程貼合學生實際水平.

例如" 以湘教版高中數學教材為例.教師在開展高一必修二“復數的四則運算”教學活動時，可以組織學生完成在線評估，通過算法確定學生的知識掌握情況、數學能力素養發展水平.而后，教師可以將資料生成設置為“復數的四則運算”，以此，結合學生實際情況和課堂教學內容生成系列的、個性化的學習方案和相關學習資料，推動學生利用課余時間依據個性化學習方案和相關學習資料開展預習活動，對課堂教學內容形成較為深刻的認識與理解.不僅如此，Math Tailor系統的教師端能夠實時更新學生完成進度、學習情況，便于教師分析學生實際情況，設計指向性的高中數學課堂，為學生深度學習構建良好環境，以此，提高高中學生數學學習質量，發揮數字化工具的教育作用.

2.3" 利用在線教學資源豐富高中數學課堂資源

在線教育資源是教育領域較為常見的數字化工具類型，但高中數學教師在開展教學活動時，以文字、圖片資料的展示為主，雖然能為學生自主學習提供思維啟發，并滿足學生在資料方面的需求，但并未充分發揮在線數學資源的教育價值，主要原因在于教師局限于圖文資料和影視資料的展示，并未關注在線資源中的視頻課程.在線教學資源中的視頻課程以各學校教師的錄課、各級教學競賽的錄課為主，雖然質量存在參差，卻是均衡地方教育資源的重要途徑.因此，教師在利用數字化工具設計高中數學教學活動時，要重視在線教學資源的利用，將其他學校教師的高質量教學視頻應用到課堂中，促使學生在深入淺出的互動式講解中快速掌握數學知識，大幅度提升學習效率.

例如" 以湘教版高中數學教材為例.教師在開展高一必修二“兩角和與差的三角函數”教學活動時，要明確課程屬于“函數”大主題，并正確認識自身的優勢，如擅長教學“代數與幾何”或“概率與統計”等，以此為基礎，利用在線教學資源搜集擅長“函數”教學的名師，結合學生實際情況選擇具體的課程視頻，做好應用在線數學資源的準備.在此基礎上，教師要設計教學方案，確定教學方法和所需課程視頻片段，加以剪輯后，在課堂教學的恰當時機展示給學生，如重難點部分的講解、經典例題的講解等，幫助學生快速且深層次地掌握數學知識.

2.4" 利用互動教學平臺設計數學研學交流活動

高中數學知識的學習不能閉門造車，只有經常與人探討、交流才能獲得啟發，以更加多元的視角看待問題，深度探究數學知識.傳統高中數學教學中，教師更注重學生對數學知識的掌握和對問題的解決，卻忽略了學生間的研學.事實上，雖然高中學段的學生在以往教育環境、天賦等方面存在差異，但學生學習的內容相同，加之學生之間會利用課余時間進行交流，所以，班級學生之間交流的收獲較為有限，難以達到啟發思維的目的.因此，教師在開展高中數學教學活動時，可以利用數字化工具中的互動教學平臺，向其他城市或國家的高中學生發送研學邀請，并在課堂中就數學問題加以討論、研究，以此啟發學生思維，開闊學習視野，讓學生能以更加多元的視角看待問題.

例如" 以湘教版高中數學教材為例.教師在開展高一必修二“隨機事件與樣本空間”教學活動時，可以在學生充分掌握數學知識的基礎上，利用互動教學平臺為學生展示數學問題，并先讓班級學生自主思考和討論，在確定解題思路的基礎上，運用教學互動交流平臺向其他城市或國家的學生發送研學邀請，針對教師展示的問題，雙方交流解題思路、方法，并對差異之處進行分析、討論，以此實現思維的啟發，為后續深層次學習鋪墊基礎.

2.5" 利用Math Feedback優化高中數學評價活動

Math Feedback是數字化工具中的評估平臺，具有綜合性特點，不僅能夠線上測試，還能自動評分、實時反饋并跟進成績，讓學生認識自我，為教師提供學情信息［3］.高中數學評價活動的開展，雖然形式、標準、方法、過程發生轉變，但難以面面俱到，完整客觀.而Math Feedback是根據現有信息，通過算法確定評估結果的評估平臺，能夠進一步提高評價質量.因此，教師可以將Math Feedback融入高中數學評價活動中，為學生認識自我提供客觀、準確的數據.

例如" 以湘教版高中數學教材為例.教師在開展高一必修二“向量的分解與坐標表示”教學活動時，可以在評價活動的開端就利用Math Feedback開展線上測評活動，并利用平臺算法指出學生向量問題的錯誤以及能力、素養上存在的不足，并針對性推送相似題型，對學生的學習成果加以鞏固［4］，以此幫助學生正確認知自我，而后，再針對學生課堂表現開展互評、師評活動，并設計后續學習計劃表，充分發揮評價的育人價值.

3" 結語

總而言之，通過利用幾何模擬器直觀展示高中數學知識、利用云系統設置自主學習任務、利用在線數學資源豐富高中數學課堂資源、利用互動教學平臺設計數學研學交流活動、利用Math Feedback優化高中數學評價活動五點策略，將數字化工具應用到高中數學教學活動中，能夠順應教育發展方向，為學生構建良好學習環境，豐富教學資源，促使學生綜合發展學科素養.

【本文為“甘肅省教育科學‘十四五’規劃2023年度專項課題《湘教版高中數學必修第二冊數字化課程資源開發》課題立項號GS ［2023］GHBZX0073”研究成果】

參考文獻：

［1］湯鈞.高中數學線上、線下混合式教學模式初探［J］.高中數理化，2023（S1）：73-74.

［2］蘇明進.高中數學函數最值問題的求解方法［J］.高中數理化，2023（S1）：3-4.

［3］王宏利.高中數學教學中分類討論思想的應用［J］.高中數理化，2023（S1）：19-20.

［4］馮紀國.高中數學題型分類及解題技巧［J］.高中數理化，2023（S1）：29-30.