以培養(yǎng)核心素養(yǎng)為目標促進信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)課程整合研究

周義昌 江云富

摘 要：數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)主要圍繞數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)分析和空間想象而展開，這些正是當(dāng)下教學(xué)的難點與重點，如何充分發(fā)揮高中數(shù)學(xué)在核心素養(yǎng)上的培養(yǎng)，是擺在我們教學(xué)人員面前的難題?；趯σ酝鶖?shù)學(xué)教學(xué)所存在的問題進行總結(jié)分析，提出運用信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)課程進行整合，利用其在數(shù)理統(tǒng)計與分析、空間圖形構(gòu)造和發(fā)散思維培養(yǎng)三個角度的優(yōu)勢，促進高中數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量與水平得到顯著提升，讓學(xué)生對數(shù)學(xué)產(chǎn)生深刻的認識。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);數(shù)學(xué)學(xué)科;信息技術(shù)

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A

文章編號：1673-9132（2019）11-0146-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.11.133

教學(xué)改革的目標主要圍繞學(xué)生個人能力培養(yǎng)而展開，讓學(xué)生在充滿樂趣的環(huán)境下實現(xiàn)知識的積累。提高學(xué)生對數(shù)學(xué)的認識，就需要讓他們從單純的記憶轉(zhuǎn)變到對知識的理解，就必須重視信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程的結(jié)合，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識存在于生活的各個角落。早在2003年頒布的《普通高中數(shù)學(xué)課程標準（實驗）》中明確指出，要重視信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程的有機整合，讓學(xué)生認識到數(shù)學(xué)的本質(zhì)。因此，將提出在數(shù)理統(tǒng)計分析、數(shù)學(xué)空間圖形構(gòu)造和發(fā)散思維訓(xùn)練當(dāng)中充分實現(xiàn)信息技術(shù)與數(shù)學(xué)的整合，讓學(xué)生更好地實現(xiàn)對知識的認知。

一、數(shù)學(xué)與信息技術(shù)整合的實踐需求

第一，高中解析立體幾何對信息技術(shù)的需求。立體幾何在高中占據(jù)著相當(dāng)重要的地位，在全國卷中必有一道大題考到立體幾何，同時還會在前面選擇與填空中有所涉及。但是，傳統(tǒng)高中數(shù)學(xué)教學(xué)講解這方面的知識時，總是在黑板上畫出圖形，然后連接各線段來分析試題。這種教學(xué)模式一方面不能讓學(xué)生更為立體地認識知識，擺脫不了平面圖形對思維的限制[2];另一方面理解這些知識需要豐富的空間想象力和邏輯判斷能力。這對初學(xué)立體幾何的學(xué)生來說難度極大，很容易造成他們學(xué)習(xí)興趣不高，產(chǎn)生厭學(xué)的心理。例如，在講解空間四邊形時，很多學(xué)生對空間四邊形的圖像不能理解，看到教師畫的圖形始終覺得是平面四邊形，不能具有豐富的空間想象力。而利用信息技術(shù)后，教師可通過CAD、Photoshop等空間制圖軟件，讓學(xué)生能夠從多個視角、多個方面去理解空間圖形的形狀，真正走進立體幾何的世界當(dāng)中，通過真實看到的內(nèi)容來加深對知識的理解。

第二，學(xué)生數(shù)據(jù)建模思維沒有得到很好鍛煉。數(shù)據(jù)建模是學(xué)生認識世界、改變世界的重要途徑，只有對實體進行抽象概念化，才能找準問題的入手點，更好地處理問題、解決問題。目前，學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識十分欠缺，不能很好地從題目當(dāng)中找到兩者之間的關(guān)聯(lián)點，從而達不到對問題的有效解決。例如，高中生在學(xué)習(xí)橢圓性質(zhì)時，分析橢圓上某個點到焦點與到某個定點距離和最小時，很多學(xué)生不知道如何下手，往往選擇利用代數(shù)計算來解決。或者盲目套橢圓PF1+PF2=2a這個定理去求解距離之和。出現(xiàn)這種問題就是因為缺乏數(shù)據(jù)建模思維，不能明確在哪些情況下二者距離最短。而利用信息技術(shù)后，通過計算機模擬橢圓上的動點通過多組、大量直觀的視覺表現(xiàn)來反映線段之和，讓學(xué)生明確如何從問題中抽象出具體的解決思路，提高問題的解決能力。

第三，數(shù)理統(tǒng)計與分析掌握不夠扎實。在高中數(shù)學(xué)教學(xué)當(dāng)中，數(shù)理統(tǒng)計與分析占據(jù)著重要地位，在高考試卷當(dāng)中有兩道大題，分別為數(shù)列和概率統(tǒng)計。數(shù)理統(tǒng)計主要考查學(xué)生對數(shù)字和規(guī)律的敏感性，能夠從數(shù)據(jù)中把握其內(nèi)在邏輯，從而找到破題點。然而，在高中課堂學(xué)習(xí)當(dāng)中，很多學(xué)生對這部分知識認可度不高，同時在解析當(dāng)中沒有以大數(shù)據(jù)思維來分析問題。從而導(dǎo)致很多學(xué)生得出不正確的答案，分析解析問題出現(xiàn)思路偏差。例如，試題：在一個袋里有5個紅球和1個白球，一共有6位學(xué)生輪流去取球，問哪個學(xué)生取到白球的可能性高？這時，很多學(xué)生都會認為排在前面的學(xué)生取到白球的可能性最高，越往后概率越低。此時，教師只能在黑板上列出取球概率的計算公式，給學(xué)生講解取球次數(shù)的概率，但是不能通過直觀數(shù)據(jù)去顯示。但是，利用信息技術(shù)后，它可以在短暫幾秒內(nèi)模擬出上萬次取球的可能，然后通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計每位學(xué)生取到白球的次數(shù)。通過將上萬次取球中各個學(xué)生取到白球的個數(shù)發(fā)現(xiàn)，他們之間比例接近1：1，從而證實教師講解理論的正確性。這樣的模擬過程在現(xiàn)實教學(xué)中是沒有時間和精力去做的，但是通過信息技術(shù)可在短暫時間達到有效目標。在信息技術(shù)的幫助下，學(xué)生對概率統(tǒng)計有了更為深刻的認識，對數(shù)理統(tǒng)計認識不再局限于書本上，而是可以在生活中得到充分應(yīng)用，為我們解決實際問題提供便捷。

通過上述分析，信息技術(shù)在高中數(shù)學(xué)教學(xué)當(dāng)中占據(jù)著重要地位，教師有必要做到信息技術(shù)與高中課程的有機融合，讓它在幫助學(xué)生理解知識，更好地發(fā)揮教輔作用中做得更為到位。這樣，學(xué)生不會把數(shù)學(xué)單單停留在課本上，而是代入生活、走進實際，提高他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。

二、信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程融合的具體策略

（一）利用信息技術(shù)來加強數(shù)學(xué)課堂的互動，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)課程的融合，需要利用其溝通交流的便捷性，做到教師與學(xué)生的互動，讓學(xué)生實時將自己的想法在課堂上有效提出。這樣，教師可以準確把握學(xué)生的具體學(xué)習(xí)情況，同時學(xué)生也能及時把自己不理解的地方反饋給教師，促進知識的有效傳播。這就需要從以下幾個方面入手，促進數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提升。

第一，運用信息技術(shù)鼓勵學(xué)生課堂“無記名”提問，實時反饋課堂聽課質(zhì)量。目前，信息技術(shù)可做到“局域網(wǎng)”課堂的效果，教師在自己電腦上去分析講解題目，學(xué)生可以在自己電腦上實時看到，真正做到“教師-個人”的教學(xué)目標。與此同時，學(xué)生在教師講解過程中，通過信息技術(shù)提供的提問窗口，把自己的問題反饋到教師那里，有效克服傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生不愿意提問這個問題。

第二，通過信息技術(shù)可以讓每位學(xué)生成為知識的傳授者，便捷學(xué)生自我能力的鍛煉。由于信息技術(shù)的輔助，教師可以隨意切換某位同學(xué)的電腦展示給全班學(xué)生，讓這位學(xué)生擔(dān)任“教師”來講解知識點，每位同學(xué)都可以針對所講解的過程提出一些觀點和看法。這樣，學(xué)生與課堂聯(lián)系更為緊密，學(xué)生利用信息技術(shù)有效提高自我能力，更有動力投入到學(xué)習(xí)當(dāng)中，真正實現(xiàn)課堂的有效聯(lián)動。

（二）利用信息技術(shù)來豐富教學(xué)內(nèi)容

信息技術(shù)的作用不但體現(xiàn)在“教師-學(xué)生”的聯(lián)動，同時也能豐富數(shù)學(xué)課堂的教學(xué)內(nèi)容，鍛煉學(xué)生的發(fā)散思維能力。由于信息技術(shù)具有很好的遞歸和重復(fù)性，能夠?qū)σ恍?shù)學(xué)題目進行很好的擴展與豐富。例如，在數(shù)列中?？嫉街芷跀?shù)列，這種題目學(xué)生不知道是周期數(shù)列，很難求解。然而，利用信息技術(shù)后，我們可以迅速計算多個項的值，通過觀察得到周期性質(zhì)。同時，信息技術(shù)也可以實現(xiàn)由難到易、由點及面的推進，循序漸進地去鍛煉學(xué)生，讓他們在“闖關(guān)”模式下實現(xiàn)知識的牢固掌握。

（三）利用信息技術(shù)來降低數(shù)學(xué)解析的難度

數(shù)學(xué)解析是教師和學(xué)生面臨的一大難題。首先，對教師解析復(fù)雜的數(shù)學(xué)難題來說，需要他們在黑板上列出大量數(shù)學(xué)公式和解題思路。這樣，給教師帶來沉重的包袱，也在板書過程中浪費寶貴時間。其次，對學(xué)生來說，往往在看到密密麻麻的數(shù)學(xué)公式時會產(chǎn)生抵觸心理，不利于課堂教學(xué)效率的提升。而利用信息技術(shù)后，可以降低數(shù)學(xué)的解析難度，讓學(xué)生真正跟上教師的步伐，探索式地完成對知識的理解。第一，利用信息技術(shù)可以實現(xiàn)“板書講解”轉(zhuǎn)向“專門講解”，教師的教學(xué)重點在解惑上面，利用信息技術(shù)解決板書難題。此時，教師只需要把某一步驟的解題思路理清后，利用信息技術(shù)去展示具體實現(xiàn)過程。第二，利用信息技術(shù)來解析立體幾何，做到對空間圖形的理解。在講解立體幾何的篇章當(dāng)中，如何以立體化的手段來反映“直線與直線”“直線與平面”和“點線面距離”等關(guān)系時，是當(dāng)下數(shù)學(xué)教學(xué)的難點。而借助信息技術(shù)后，它可以構(gòu)造豐富的立體圖形，從不同角度去觀察和理解問題，真正把立體問題具體化，提高數(shù)學(xué)的解題效率。

總之，高中數(shù)學(xué)的教學(xué)需要充分與現(xiàn)代信息技術(shù)相融合，重點培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，實現(xiàn)自我能力的提升。在融入信息技術(shù)后，學(xué)生得到更好的發(fā)展，有效推動教學(xué)改革的推進。因此，有必要做好兩者的融合，讓數(shù)學(xué)課堂插上信息技術(shù)的翅膀，讓學(xué)生個人能力得到更好鍛煉。

參考文獻：

[1]張志良，王文君.基于核心素養(yǎng)理念下高中信息技術(shù)與課程的整合實踐研究[C].教師教學(xué)能力發(fā)展研究科研成果集，2017.

[2]李潔.基于核心素養(yǎng)發(fā)展的高中信息技術(shù)課程建構(gòu)與實踐研究[J].考試周刊，2018（5）：123.

作者簡介：周義昌（1982.7— ），男，漢族，四川廣元人，中教一級，研究方向：中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)研究。

[責(zé)任編輯 谷會巧]