新课标背景下信息技术与高中数学深度融合研究

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李伟梅

广西壮族自治区玉林市兴业县兴业县高级中学 537800

摘要

随着信息技术的飞速发展,信息技术与教育教学的融合成为了教育改革的重要方向。在新课标背景下,将信息技术与高中数学进行深度融合,有助于提高教学效率、培养学生的数学核心素养。本文以人教版高中数学教材为例,探讨了信息技术与高中数学深度融合的意义、现状、策略及实践案例,并对未来的发展趋势进行了展望,通过分析信息技术在数学教学中的应用,探讨其在激发学生学习兴趣、提升教学质量和培养学生创新能力等方面的作用,为我国高中数学教育改革提供有益参考。


关键词

新课标;信息技术;高中数学;深度融合

正文


引言:在当今信息时代,信息技术对各个领域都产生了深远的影响,教育领域也不例外。《普通高中数学课程标准(2022年修订)》明确提出,要注重信息技术与数学课程的融合,提高教学的实效性。信息技术与高中数学的深度融合,不仅可以丰富教学资源、优化教学过程,还可以激发学生的学习兴趣、培养学生的创新思维和实践能力。因此,研究新课标背景下信息技术与高中数学的深度融合具有重要的现实意义。

一、信息技术与高中数学深度融合的意义

(一)丰富教学资源

信息技术可以为高中数学教学提供丰富的教学资源,如数学软件、在线课程、教学视频等。这些资源可以帮助教师更好地讲解数学知识,拓展学生的知识面,提高教学效果[1]。例如,教师可以利用数学软件如 Geogebra 展示函数图像的变化过程,帮助学生直观地理解函数的性质;学生可以通过观看在线课程,自主学习数学知识,弥补课堂学习的不足。

(二)优化教学过程

信息技术可以优化高中数学教学过程,提高教学效率。例如,教师可以利用多媒体课件展示教学内容,使教学更加生动、形象;利用在线测试系统及时了解学生的学习情况,调整教学策略;利用网络平台进行小组合作学习,培养学生的合作精神和交流能力。例如,利用 Geogebra 进行函数教学。在函数教学中,教师可以利用 Geogebra 软件展示函数图像的变化过程,帮助学生直观地理解函数的性质。在讲解二次函数的图像和性质时,教师可以通过 Geogebra 软件绘制二次函数的图像,让学生观察图像的开口方向、对称轴、顶点坐标等特征,通过改变二次函数的系数,让学生观察图像的变化情况,从而引导学生总结二次函数的性质。

(三)激发学习兴趣

信息技术具有直观性、趣味性和互动性等特点,可以激发学生的学习兴趣。例如,教师可以利用数学游戏软件让学生在游戏中学习数学知识,提高学习积极性;利用虚拟现实技术让学生身临其境地感受数学知识的应用场景,增强学习的趣味性。

(四)培养创新思维和实践能力

信息技术为学生提供了广阔的创新和实践空间。学生可以利用数学软件进行数学实验、探究数学问题,培养创新思维和实践能力。例如,学生可以利用 Geogebra 进行函数图像的变换实验,探究函数的性质;利用编程软件解决数学问题,提高编程能力和数学应用能力。

、信息技术与高中数学深度融合的现状

一)教师信息技术应用能力参差不齐

部分地区,由于教育资源的不均衡,部分教师缺乏系统的信息技术培训。他们对信息技术的了解仅限于基本的办公软件操作,对于如何将信息技术有效地应用于高中数学教学缺乏认识和实践经验[2]。有些教师虽然具有丰富的教学经验,但在信息技术应用方面却相对薄弱。他们可能更注重传统的教学方法,而忽视了信息技术在教学中的优势。部分年轻教师虽然信息技术应用能力较强,但由于教学经验不足,可能无法将信息技术与教学内容有机结合,导致教学效果不佳。例如,年轻教师在使用数学软件进行教学时,可能只注重软件的操作演示,而忽略了对数学知识的深入讲解和引导。

二)教学资源整合不够充分

目前,高中数学教学资源来源广泛,包括教材、教辅资料、网络资源、教学软件等。然而,这些资源往往分散在不同的地方,缺乏有效的整合。教师在寻找和使用教学资源时,需要花费大量的时间和精力,而且难以保证资源的质量和适用性。由于缺乏统一的教学资源整合标准和方法,教师在整合教学资源时往往具有较大的随意性。有些教师只是简单地将各种资源进行堆砌,没有进行深入的分析和筛选,导致教学资源的利用率不高。随着信息技术的不断发展,教学资源也在不断更新。然而,在实际教学中,很多教师使用的教学资源更新不及时,无法满足学生的学习需求。

三)教学模式创新不足

在目前的高中数学教学中,传统的教学模式仍然占主导地位。教师以讲授为主,学生被动接受知识。这种教学模式注重知识的传授,而忽视了学生的主体地位和创新能力的培养。在信息技术环境下,这种传统的教学模式已经不能满足学生的学习需求。虽然很多教师在教学中使用了信息技术,但应用形式比较单一。大多数教师只是将信息技术作为一种辅助教学工具,如使用多媒体课件进行演示、在线布置作业等。这种单一的应用形式无法充分发挥信息技术的优势,也难以实现信息技术与高中数学的深度融合。

四)评价体系不完善

目前,高中数学教学的评价主要以考试成绩为主,评价内容单一。这种评价方式只注重学生对数学知识的掌握程度,而忽视了学生在信息技术应用能力、创新思维、合作能力等方面的发展。高中数学教学的评价方式主要以纸笔测试为主,评价方式传统。这种评价方式无法全面、客观地评价学生的学习过程和学习成果,也难以反映信息技术与高中数学融合的效果。在信息技术与高中数学融合的过程中,教师的信息技术应用能力至关重要[3]。然而,目前的评价体系中缺乏对教师信息技术应用的评价。这使得教师在教学中缺乏动力去提高自己的信息技术应用能力,也难以保证信息技术与高中数学融合的质量。

、信息技术与高中数学深度融合的策略

(一)提高教师信息技术应用能力

学校应定期组织教师参加信息技术培训,提高教师的信息技术应用能力。培训内容可以包括教学软件的使用、多媒体课件制作、在线教学平台的应用等。同时,鼓励教师参加信息技术相关的学术交流活动,拓宽视野,了解最新的信息技术发展动态。学校可以建立教师互助机制,让信息技术应用能力较强的教师帮助信息技术应用能力较弱的教师,共同提高信息技术应用水平。可以通过组织教研活动、开展教学观摩等方式,促进教师之间的交流与合作。

(二)整合教学资源

教师应根据教学目标和学生实际情况,筛选优质的教学资源。可以从网络上搜索相关的教学资源,也可以利用学校的教学资源库。在筛选教学资源时,要注重资源的质量、适用性和时效性。同时,教师应将筛选后的教学资源进行整合,形成适合自己教学的资源包。可以将教学资源按照教学内容进行分类,制作成多媒体课件、教学视频等,要注意教学资源的版权问题,合法使用教学资源。

例如,在人教版高中数学必修一函数章节的教学中,教师可以利用几何画板软件进行教学。在讲解指数函数和对数函数的图像性质时,教师通过几何画板动态地展示当底数变化时,函数图像的变化情况。学生可以直观地看到指数函数随着底数大于1或大于0小于1时,图像的上升或下降趋势;对数函数也同理。学生通过观察、对比不同底数下的函数图像,能更深刻地理解函数的性质,如单调性、奇偶性等,教师还可以引导学生自己动手操作几何画板,进一步加深对知识的理解和掌握[4]

(三)创新教学模式

1.采用翻转课堂教学模式

翻转课堂是一种将传统的课堂教学模式翻转过来的教学模式。在翻转课堂中,学生在课前通过观看教学视频、阅读教材等方式自主学习知识,课堂上则进行小组讨论、问题解决等活动,教师主要起到引导和答疑的作用。这种教学模式可以充分发挥学生的主体地位,提高学生的学习积极性和自主学习能力。

例如,在学习人教版高中数学选修部分的内容时,教师可以推荐学生使用在线数学学习平台。在学习圆锥曲线章节时,平台上有丰富的教学视频、练习题和互动讨论区。学生可以在课余时间根据自己的学习进度观看视频讲解,进行有针对性的练习。如果遇到问题,可以在讨论区与其他同学交流探讨,也可以向在线教师请教。这种方式打破了传统课堂的时间和空间限制,让学生能够更加自主地进行学习,提高学习效率。

2.开展项目式学习

项目式学习是一种以学生为中心的教学模式,通过让学生完成一个具体的项目来学习知识和技能。在高中数学教学中,可以开展数学建模项目、数学实验项目等。学生在项目式学习中,可以运用信息技术进行数据收集、分析和处理,提高数学应用能力和创新思维能力。

例如,在人教版高中数学统计与概率章节的教学中,教师可以引导学生使用数学软件如 Excel 进行数据分析和建模。在进行抽样调查的教学时,学生可以利用 Excel 对实际数据进行随机抽样,并计算样本的均值、方差等统计量。在学习线性回归时,学生可以通过输入数据,让 Excel 自动生成回归方程和散点图,直观地了解变量之间的关系。通过这种方式,学生不仅掌握了统计与概率的知识,还提高了运用信息技术解决实际问题的能力。

(四)完善评价体系

评价体系应包括学生的学习过程和学习结果两个方面。学习过程的评价可以包括学生的课堂表现、作业完成情况、小组合作能力等;学习结果的评价可以包括考试成绩、数学建模作品、数学实验报告等。评价方式应多元化,包括教师评价、学生自评、学生互评等[5]。评价体系应注重学生信息技术应用能力的评价,包括学生对教学软件的使用能力、在线学习平台的参与度、数学建模和实验中信息技术的应用能力等。通过设置信息技术应用能力考核项目、开展信息技术应用能力竞赛等方式,提高学生的信息技术应用能力。

四、信息技术与高中数学深度融合的未来展望

(一)人工智能与高中数学教学的融合

随着人工智能技术的发展,人工智能与高中数学教学的融合将成为未来的发展趋势。人工智能可以为学生提供个性化的学习方案,根据学生的学习情况和特点进行智能辅导和评价。同时,人工智能还可以为教师提供教学辅助,帮助教师进行教学设计、作业批改等工作。此外,教师可以组织学生开展数学建模项目,让学生运用信息技术解决实际问题。例如,在学习线性规划问题时,教师可以让学生以 “工厂生产安排” 为主题,开展数学建模项目。学生可以通过网络收集相关数据,利用 Excel 软件进行数据处理和分析,建立线性规划模型,并用数学软件求解模型,学生可以将建模过程和结果制作成报告,进行展示和交流。

(二)虚拟现实与增强现实技术在高中数学教学中的应用

虚拟现实与增强现实技术可以为学生提供沉浸式的学习体验,让学生身临其境地感受数学知识的应用场景。例如,在人教版高中数学必修二立体几何的教学中,可以引入虚拟现实技术。学生戴上虚拟现实设备,仿佛置身于一个立体的空间中,可以全方位地观察各种几何体,如正方体、长方体、圆锥等。他们可以从不同角度观察几何体的形状、结构,理解点、线、面之间的关系。例如,在学习二面角的概念时,学生可以通过虚拟现实技术直观地感受两个平面之间的夹角,从而更好地理解二面角的定义和性质。这种新颖的教学方式能够极大地激发学生的学习兴趣,提高学习效果[6]。通过虚拟现实技术观察立体图形的结构和性质,提高空间想象能力;在学习数学史时,学生可以通过增强现实技术了解古代数学家的成就和贡献,增强学习的趣味性。

(三)大数据分析在高中数学教学中的应用

大数据分析可以为教师提供学生学习情况的详细数据,帮助教师了解学生的学习需求和难点,从而进行有针对性的教学。大数据分析还可以为教学管理提供决策支持,优化教学资源配置,提高教学质量。同时,教师可以利用在线学习平台为学生提供自主学习的资源和环境。例如,教师可以在在线学习平台上发布教学视频、课件、练习题等资源,让学生根据自己的学习进度进行自主学习。通过在线学习平台与学生进行互动交流,解答学生的问题,了解学生的学习情况。

五、结语

综上所述,信息技术与高中数学的深度融合是新课标背景下高中数学教学改革的重要方向。通过提高教师信息技术应用能力、整合教学资源、创新教学模式和完善评价体系等策略,可以实现信息技术与高中数学的深度融合,提高教学效率和质量,培养学生的数学核心素养。在未来的发展中,随着信息技术的不断发展和创新,信息技术与高中数学的融合将更加深入和广泛,为高中数学教学带来更多的机遇和挑战。

 

参考文献:

[1]许坤武,杨碧荣.信息技术与高中数学融合教学路径创新探究[J].高考,2022,(34):111-113.

[2]张玉娟.核心素养下信息技术与高中数学教学深度融合思考[J].智力,2022,(33):64-67.

[3] 黄长伟.高中数学融入信息技术的实施策略探析[J].爱情婚姻家庭, 2022(3):55-56.

[4] 曾玉洁.核心素养下高中数学与信息技术相结合的教学研究[J].明日, 2021, 01(02):1.

[5]李军华.浅谈信息技术在高中数学教学中的应用方式[J].考试周刊,2020,(51):69-70.

[6]孟建萍.高中数学课堂教学中信息技术的应用研究[J].教育界,2020,(32):26-27.


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