基于信息技術提升初中數學教學效率的策略研究

中圖分類號：G633.6 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2025）21-0090-03

隨著信息技術的飛速發展，初中數學教學正經歷著深刻的變革。教師在數學課堂中引人信息技術既能為學生提供豐富的教學資源，還能可視化呈現抽象的數學概念，創造更具適應性的教學環境。因此，教師需打破傳統教學模式的局限性，探索具體的信息化教學方法，靈活組織教學活動，為學生提供個性化的學習體驗，以實現教學目標，增強教學成效。

一、基于信息技術提升初中數學教學效率的意義

課程改革背景下，教師在初中數學課堂上廣泛應用信息技術，為課堂教學、學生學習帶來一系列積極影響。數字化教學工具、在線學習平臺、模擬軟件以及其他可用于數學教學的應用程序，為學生提供了豐富多樣的學習資源，有效滿足了其不同的學習需求，還幫助其建立并鞏固了數學概念。在此基礎上，教師還能依托信息技術精準把握學生的學習狀態，有針對性地調整教學內容，讓學生快速理解知識，逐步培養邏輯推理能力。與此同時，信息技術還能幫助教師構建多方位的互動機制，促進師生、生生以及人與技術之間的交流，打造高效數學課堂。

二、基于信息技術提升初中數學教學效率的有效策略

（一）智慧課堂：構建數學教學新生態

數學教學新生態是信息技術與課堂教學深度融合的創新形態，以智慧課堂為載體，要求教師綜合運用先進的數字技術，打破傳統教學的時空間限制，重構教學模式。該生態強調學習的個性化、多樣化、智能化，以實時共享動態資源。

以《數軸、相反數和絕對值》教學為例，在引入數軸概念時，教師在交互式白板上呈現一條水平直線，動態標注其中一點作為原點，賦予數值0，并添加正方向箭頭和單位長度，展示數軸構建過程。教師動態調整標尺范圍，變化從-5到5的整數刻度，逐步擴展到分數與小數的刻度，幫助學生清晰感知數軸的連貫性。在這一過程中，教師讓學生點擊“添加點”，引導其思考正負方向和單位長度在數軸中的作用，激發其探索興趣。在講解相反數時，教師利用虛擬實驗模擬課本中的機器人走步場景：機器人從0點出發向西走3米，屏幕上實時顯示機器人移動的軌跡，同時記錄其在數軸上的點為-3。接著，機器人返回0點，改為向東走2米，再次顯示其移動路徑并標注數軸上的點為 +2 。學生利用平臺提供的拖動工具調整機器人的移動方向或距離，動態生成不同的數軸標注和點的位置變化。針對絕對值，教師利用可視化工具動態標注點到原點的距離，在數軸上動態展示點 ^-3，+3 分別到原點的距離為3，并用不同顏色標注這些距離段，直觀呈現絕對值的幾何意義。

（二）互動演繹：打造動態化學習場景

基于信息技術，教師要將構建動態化學習場景作為教學核心，借助“互動演繹”，促進學生對數學知識的理解與應用。該模式依托智能交互技術，能夠生動且形象地呈現抽象的數學概念，增強學生的直觀感知能力，同時，強調師生間、生生間以及人與技術之間的深度互動，可以促進學生對知識的內化與遷移。

以《代數式》教學為例，教師利用動態幾何軟件展示代數式的形成過程。系統從數字“4”開始，逐步加入字母 α_a ，動畫展示 4?a 轉化為 4a ，同步強調數字為系數，字母為變量的構成關系。教師調整動畫的速度與形式，演示 4a 中系數變化對代數式的影響，將系數動態替換為2，演示 2a 與 4a 的區別，以及字母變量 Ψ_a 的指數增加如何生成 a² ，幫助學生直觀理解指數與冪次的具體含義。在互動環節中，教師借助交互式學習平臺，可視化分解多項式。學生輸人多項式 4a²-a+7 ，觀察系統自動識別其中的三項，分別標注 4a²、-a、7 的符號、系數與次數。同時，系統動態高亮多項式中最高次項4a² ，展示其二次特性。學生利用拖拽工具修改每一項的系數與指數，將 -a 替換為 -3a ，觀察多項式整體變化，掌握多項式結構。對“單項式次數”，系統可以生成4a、-、3 等不同的單項式，引導學生根據提示計算每個單項式的次數并將答案輸入平臺，實時反饋糾正錯誤操作。

（三）游戲驅動：激發數學學習內動力

游戲驅動是一種以游戲化思維為基礎的教學活動，要求教師嵌入數學知識點或解題技巧，將學習過程轉化為富有趣味性的游戲任務，激發學生的內在學習動力。在信息技術的支持下，教師可應用虛擬現實、增強現實、人工智能等，以多維度方式呈現數學知識。在游戲情境中，學生探索多目標的任務，能夠逐步構建初中數學知識，培養數學思維能力。教師要從教學內容與游戲形式的契合度出發，精心設計數學學習情境，發揮游戲化教學的學科價值，充分調動學生的學習積極性，提高課堂教學效率。

以《一元一次方程及其解法》教學為例，針對問題“羽毛球運動員有19人，比跳水運動員的2倍少1人，跳水運動員有多少人？”，教師設計主題任務“探秘運動員人數”。教師在虛擬平臺中設置奧運村模擬游戲，讓學生化身“數學解密師”，了解跳水運動員與羽毛球運動員人數之間的關系。教師呈現跳水運動員人數為 x ，動態顯示羽毛球運動員人數 2x-1 與實際人數19的不平衡狀態。在交互界面，學生輸入方程 2x-1=19 建立問題模型。完成輸入后，平臺會將方程動態轉化為失衡的天平，左側表示 2x-1 ，右側為19。學生要分階段進行游戲，第一步，點擊“加1”按鈕觀察天平的變化。系統動畫顯示兩邊同時增加1，新的方程 2x=20 替代原方程，天平恢復部分平衡狀態。第二步，學生點擊“除以2”按鈕，動態分割天平上的權重，屏幕生成 x=10 的結果，同時顯示跳水運動員人數為10的標注（表1）。此時，平臺觸發動畫展示奧運村的跳水運動員成功集合的畫面，給予即時獎勵并強化學生解決問題的成就感。為提升游戲的挑戰性，教師設計多階段的任務場景，要求學生逐步解鎖復雜的方程情境。初級關卡設有簡單問題 2x+3 ⁼⁷ ，中級關卡轉為帶分數系數的方程 2x+5=11，高級關卡結合實際問題“一個矩形的長是寬的3倍，周長為64，求長和寬”。平臺動態呈現問題中關鍵數字的變化，鼓勵學生將問題轉化為代數式并利用方程求解。

（四）云端助學：拓展數學學習新空間

在初中數學課堂，云端助學是基于云計算技術形成的教學模式，依托云平臺的資源整合、遠程交互功能，為學生提供全時段的學習環境。通過云端存儲與實時更新的動態資源庫，學生能隨時獲取多元化的學習材料，完成個性化的學習任務。平臺內置的交互功能可促使學習過程從單向知識獲取轉向多維互動探究，促使學生深度理解數學知識，有效提升數學能力。

以《全等三角形》教學為例，教師選取云平臺動態資源庫中的兩個全等三角形模型，展示三角形從完全重合狀態逐漸分離的過程。平臺逐一顯現對應邊， _AB 對應 DE，BC 對應 EF，CA 對應 FD 同步標注角度關系，顯示 ∠A=∠D，∠B=∠E，∠C =∠F 。對于對應邊相等的性質，云平臺含有“探索全等”任務場景，要求學生匹配兩組全等三角形的邊長。系統動態調整 ΔABC 的邊，讓 AB=5，BC =7.CA=8 ，學生需手動輸入對應 ΔDEF 的邊長DE，EF，FD 。當輸入正確時，系統利用動畫顯示兩組三角形完全重合，并附帶文字說明“全等三角形的對應邊相等”。若輸入錯誤，平臺以動態變化的模型展示不匹配的邊長并提示重新操作，這可以讓學生在不斷嘗試中理解全等三角形的核心特性，同時快速識別對應邊。針對對應角相等的特點，教師利用云平臺設計“測量與驗證”活動。學生進入任務后，使用虛擬量角器測量 ΔABC 和ΔDEF 的角度，將 ∠A 和 ∠D 的度數記錄在任務表格中。在高階任務中，系統隱藏某些角度，要求學生根據全等三角形的性質推導出未顯示角度的數值。已知 ∠A=50^° ∠B=60^° ，推導 ∠C 的值，并驗證 ∠F=70^° 。

（五）數據賦能：精準分析學情促提升

大數據、人工智能、學習分析系統等先進技術，能夠多維度收集并處理數據，全面描繪學生的學習狀態。其中，大數據技術可記錄學生在學習過程中的行為軌跡，挖掘其學習規律，提供細致人微的學情分析報告。人工智能技術結合機器學習算法，能夠預測學生學習能力，識別其知識薄弱點，動態生成適應性學習建議。

以《軸對稱圖形》教學為例，教師利用學習分析系統，實時記錄學生在答題過程中的行為軌跡。針對標注蜻蜓圖案的對稱軸任務，系統記錄學生繪制對稱軸的準確性，如果有學生標注錯誤，動態生成錯誤分類報告，顯示錯誤集中在“未正確通過線段中點或未垂直連接對應點”。教師根據報告可快速識別問題的核心區域，即學生未能充分理解“對稱軸是對應點連線的垂直平分線”的概念。教師進一步借助人工智能技術，深入分析學生的解題行為。在任務中，教師要求學生驗證“ ΔABC 與 ΔA^′B^′C^′ 關于直線 L 對稱”，并標記對稱點、繪制對稱軸查看兩圖形是否重合。人工智能根據學生的操作路徑，分析其對關鍵知識點的掌握情況“是否準確識別對稱軸經過線段中點并垂直，是否能夠正確標注各點的對應關系”（A與 A^′，B 與 B^′ ）。若學生反復誤判垂直平分線的繪制位置，系統將自動推送分層任務，從簡單的折紙圖案任務逐步過渡到復雜幾何圖形，幫助學生鞏固概念。數據分析系統還能綜合關聯學生的完成時間、錯誤次數和修正行為，生成學習趨勢預測。

三、結論

綜上所述，在信息技術的深度支持下，初中數學教學迎來了新的發展機遇。教師建立智慧課堂、開展互動演繹、創設游戲驅動、借助云端助學等，能夠有效打破傳統教學的局限性，創新教學模式，為學生提供直觀生動的學習體驗，幫助其構建深刻的數學認知體系，激發其學習興趣。同時，基于大數據與人工智能的學情分析，有助于教師實施個性化教學，推動教學的精準化發展。

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