高中數(shù)學(xué)教育信息化的校本常態(tài)化實踐

謝愛華　

［摘? 要］ 在新課程改革與教育信息化2.0提升工程全面鋪開的大形勢下，普通高中一線數(shù)學(xué)教師，從本職工作實踐出發(fā)，積極探索信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程深度融合的途徑，開展校本常態(tài)化實踐，并對教育信息化2.0提升工程的落實效果提出期望.

［關(guān)鍵詞］ 高中數(shù)學(xué)；教育信息化；常態(tài)；校本

2018年教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》，并通過實施《教育信息化2.0行動計劃》，爭取做到教學(xué)應(yīng)用覆蓋全體教師，學(xué)習(xí)應(yīng)用覆蓋全體適齡學(xué)生，數(shù)字校園建設(shè)覆蓋全體學(xué)校. 因此，作為基層一線教師，要進一步提高自身的信息素養(yǎng)，同時幫助學(xué)生在信息化、數(shù)字化的現(xiàn)代社會中更健康、安全地生活，并適應(yīng)信息時代的國際競爭.

首先，學(xué)校要不斷加強信息化技術(shù)硬件的建設(shè)，為師生創(chuàng)設(shè)網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智能化的泛在智慧教育教學(xué)環(huán)境，通過互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能把每一個教師、每一個學(xué)生連接起來，調(diào)動、整合所有教育教學(xué)資源，在探索適合自己學(xué)校的校本路徑中，在師生探究、交流、碰撞的過程中，建構(gòu)起人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)的學(xué)習(xí)型教育體系，實現(xiàn)更加開放、更加適合、更加人本、更加平等、更加可持續(xù)的現(xiàn)代化教育，推動我國教育信息化建設(shè)不斷前進.

其次，廣大教師要不斷加強信息技術(shù)軟件的建設(shè)，積極參加信息技術(shù)的培訓(xùn)，提升業(yè)務(wù)素養(yǎng)，在日常工作中全面落實《普通高中數(shù)學(xué)課程標準（2017年版）》［1］提出的“重視信息技術(shù)運用，實現(xiàn)信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程的深度融合”的重要理念.

美國教育家杜威說過，“假如今天的學(xué)習(xí)方式依然如昨天，那么我們就剝奪了孩子的明天”. 華中師范大學(xué)深度教學(xué)領(lǐng)軍人郭元祥教授也指出：“無邊界學(xué)習(xí)注重引導(dǎo)學(xué)生通過符號知識的理解，實現(xiàn)知識和學(xué)習(xí)對于學(xué)生成長的五個層次，包括科學(xué)認知、技術(shù)體驗、社會參與、文化覺醒以及生命體悟. 其中，技術(shù)體驗是由符號學(xué)習(xí)走向應(yīng)用、走向問題解決的重要階段，其本質(zhì)是應(yīng)用學(xué)習(xí)，尤其是在開放情境中借助一定的手段和條件解決復(fù)雜問題的應(yīng)用學(xué)習(xí).”［2］在日常教育教學(xué)中注重信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)的深度融合，可以更好地提升學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，落實立德樹人育人目標.

一直以來，高中數(shù)學(xué)給人的印象是枯燥乏味的，相比其他科目更抽象難學(xué)，有點曲高和寡的感覺. 信息技術(shù)可以為教學(xué)和學(xué)習(xí)提供更豐富的資源，具有形象生動、直觀明了、互動性強、應(yīng)用性好等優(yōu)勢，能很好地輔助教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)，暢通師生交流、生生交流、人機交流，建構(gòu)起“互聯(lián)網(wǎng)+”條件下的人才培養(yǎng)模式. 因此，作為數(shù)學(xué)教師，筆者非常重視信息技術(shù)的運用，積極探索信息技術(shù)與日常教育教學(xué)的深度融合，不斷優(yōu)化課堂教學(xué)，轉(zhuǎn)變教學(xué)與學(xué)習(xí)方式.

從教育信息化1.0到教育信息化2.0，推進信息技術(shù)發(fā)展

早在2004年教育部就頒布了《中小學(xué)老師教育技術(shù)能力標準》，推進教育信息化1.0發(fā)展，并在普及信息技術(shù)教育、促進信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合、提升中小學(xué)教師信息技術(shù)能力等方面作出了要求. 作為國家教育信息化的親歷者、參與者、實踐者，筆者在學(xué)習(xí)中，與更多教師通過交流合作、研究探討，進一步革新了教育教學(xué)理念，創(chuàng)新了教育教學(xué)手段，更新了教育教學(xué)環(huán)境.

1. 從教育與信息技術(shù)“整合”到“深度融合”

研究數(shù)學(xué)課程標準（教學(xué)大綱）內(nèi)容的演變會發(fā)現(xiàn)，從信息技術(shù)進入中學(xué)課程開始，所涉及的知識內(nèi)容范圍逐漸擴大. 相對于傳統(tǒng)的黑板書寫和“空對空”的課堂講授，信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程的整合，能實現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)手段難以達到的效果. 因此，運用信息技術(shù)手段輔助教學(xué)，研究各種數(shù)學(xué)軟件的運用，把它們整合到課堂教學(xué)，就是筆者一直熱衷去做的事情. GeoGebra（簡稱GGB）就是這樣一款好用的軟件，它具有強大的繪圖、運算、動態(tài)演示功能，在高中數(shù)學(xué)教學(xué)的各個分支，如平面幾何、解析幾何、立體幾何、函數(shù)、統(tǒng)計與概率、微積分等的應(yīng)用廣泛，滿足從小學(xué)到大學(xué)各學(xué)段的教學(xué)需求，可喜的是完全免費使用. 運用它來豐富數(shù)學(xué)課堂教學(xué)，動態(tài)演示一些學(xué)生不容易理解的抽象概念和幾何關(guān)系，能更好地實現(xiàn)數(shù)形結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的直覺思維和空間想象等能力.

筆者開始想當然地認為教育信息化就是以“數(shù)學(xué)教學(xué)”為主，以“信息技術(shù)”為輔的“電教化教育”，只服務(wù)于課堂教育教學(xué)，其應(yīng)用場景也局限于課堂，是一種從靜態(tài)顯示轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗝襟w動態(tài)演示的視聽技術(shù). 基于這種認識，課堂的組織形式?jīng)]變，師生的交流方式?jīng)]變，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式也沒變.

在學(xué)校開展線上教學(xué)時，筆者發(fā)現(xiàn)信息技術(shù)已經(jīng)悄然為教育教學(xué)打造了一個云、網(wǎng)、端一體化的信息交換空間，改變了教師的工作方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，改變了師生互動的方式，讓人們在虛實融合的網(wǎng)絡(luò)下實現(xiàn)信息共享、數(shù)據(jù)融合、協(xié)同交流、智能互動，讓教育變得更加開放、動態(tài)、有彈性. “融合”的下一步就是“生長”，信息技術(shù)與課堂教學(xué)將來一定會在融合中伸出自己的觸角，打破時空壁壘，溝通社會上的每一個學(xué)習(xí)者，調(diào)配線上線下的優(yōu)質(zhì)教育資源，推動終身學(xué)習(xí). 只要愿意，每個人都可以在互聯(lián)網(wǎng)上找到適合自己需要的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)服務(wù)，真正實現(xiàn)人人能學(xué)、隨時隨地可學(xué)的愿景，構(gòu)建出個性化、智能化、信息化的新型教育生態(tài)圈.

2. 從以“技術(shù)”為主到以“人”為主

教育信息化1.0主要著力于教育信息化工具的建設(shè)普及. 現(xiàn)在，我國大多數(shù)地區(qū)學(xué)校的硬件設(shè)施和信息化工具已經(jīng)做到配備覆蓋，甚至在一些邊遠的鄉(xiāng)村學(xué)校都有了多媒體教學(xué)一體機，用上了互聯(lián)網(wǎng)及遠程視頻錄播技術(shù)等. 教育信息化2.0則以“體驗”為依歸，因為教育的基礎(chǔ)和根本是“人”，教育信息化只有以人為本，從“人本”出發(fā)才能真正發(fā)揮出效能，避免傾向“唯技術(shù)論”.

首先是教師觀念的更新. 教師掌握信息技術(shù)并不意味著能夠合理、有效地運用，還需要數(shù)學(xué)教師培養(yǎng)信息技術(shù)環(huán)境下的數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)知識（M-TPACK），它是信息技術(shù)知識、數(shù)學(xué)內(nèi)容知識、教學(xué)方法知識三者的融合［3］. 這就要求教師在新課標理念的指導(dǎo)下，關(guān)注信息技術(shù)前沿理論，結(jié)合校本信息化環(huán)境、學(xué)生學(xué)情、教學(xué)素材，把信息技術(shù)手段有效應(yīng)用于教學(xué)與科研，不但要注重教育信息資源的開發(fā)和利用，使教學(xué)手段科技化、資源傳播信息化，更要注重教學(xué)環(huán)境的建構(gòu)，使教學(xué)方式現(xiàn)代化，增強學(xué)生在教學(xué)過程中的主人翁體驗.

其次是學(xué)生信息技術(shù)素養(yǎng)的提升和終身學(xué)習(xí)理念的樹立. 有人曾開玩笑說，“現(xiàn)在的孩子不是生出來的，都是互聯(lián)網(wǎng)上‘下載的”，他們的信息技術(shù)應(yīng)用能力較強，甚至可能超過自己的老師. 但是信息技術(shù)能力并不等于信息技術(shù)素養(yǎng)，信息技術(shù)素養(yǎng)具有更為廣泛和深刻的內(nèi)涵. 學(xué)生不但要提高信息技術(shù)水平，還要培養(yǎng)科學(xué)探索精神，在新課改倡導(dǎo)的課堂模式中提升思維品質(zhì)、學(xué)科素養(yǎng).

史寧中教授說：“學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展，是在教師的啟發(fā)和引導(dǎo)下，通過自己的獨立思考或與他人交流，最終自己悟出來的，是一種逐漸養(yǎng)成的思維習(xí)慣和思想方法. ”學(xué)生要在教師建構(gòu)的泛在智慧教學(xué)環(huán)境中，掌握信息技術(shù)運用的主動權(quán)，在操作中去參與、去思考、去探究、去體驗，感悟數(shù)學(xué)的科學(xué)價值、應(yīng)用價值、文化價值、審美價值.

總之，師生信息技術(shù)素養(yǎng)的不斷提升，要求師生具有信息化思維方式和行動方法，并將這種思維方式和行動方法根植于師生互動的各個環(huán)節(jié). 在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，主動學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí).

3. 從強調(diào)“應(yīng)用”到強調(diào)“創(chuàng)新”

在教育信息化時代，各種各樣的信息技術(shù)層出不窮，如云技術(shù)、人工智能、3D打印、VR/AR、MOOC、微課、移動學(xué)習(xí)終端、學(xué)習(xí)類APP、電子書包等. 推進學(xué)校教育與信息技術(shù)深度融合，使學(xué)校教育從量變轉(zhuǎn)化為質(zhì)變，并走在發(fā)展與創(chuàng)新的道路上——從固定、簡單的教育場景逐步走向開放、共享、自主適應(yīng)的教育場景. 理論創(chuàng)新、實踐創(chuàng)新是信息化時代教育教學(xué)面臨的艱巨任務(wù).

落實“教育信息化2.0”的校本常態(tài)化實踐

作為一線數(shù)學(xué)教師，當前實踐研究比較多的是信息技術(shù)如何與學(xué)校教學(xué)、學(xué)校管理、學(xué)校服務(wù)進行深度融合，讓信息化教育教學(xué)成為學(xué)校工作常態(tài). 只有常態(tài)化的校本實踐探索，才能有更多的經(jīng)驗教訓(xùn)、心得體會，才能推動理論與實踐雙向共振、共同發(fā)展.

1. 創(chuàng)新“教、學(xué)、考、評、研”

為了更好地應(yīng)對“新課程、新課標、新技術(shù)、新高考、新評價”的深刻變化，并提升自身教學(xué)研究能力和水平，推動教育信息化、實踐常態(tài)化，教師應(yīng)在“教、學(xué)、考、評、研”五個環(huán)節(jié)中加強理念、技術(shù)等創(chuàng)新.

首先，在課堂教學(xué)上下功夫. 通過情境創(chuàng)設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)；通過動態(tài)演示，豐富學(xué)生認知層次；通過實驗探究，推動學(xué)生自主學(xué)習(xí)；通過建模技術(shù)，提升學(xué)生的認知能力. 比如，制作頻率分布直方圖采用的數(shù)據(jù)是學(xué)生的期末考試成績，不同班級之間的比較分析，使得課堂氣氛非常熱烈；又比如，做線性相關(guān)分析采用的數(shù)據(jù)是學(xué)生的數(shù)學(xué)和物理考試成績：是不是數(shù)學(xué)成績好的學(xué)生物理成績也比較好呢？兩個學(xué)科的成績到底有沒有相關(guān)性？學(xué)生非常好奇，迫切希望借助GGB軟件得到一個明確的答案，甚至要求直接掌握軟件的操作權(quán). 盡管每次班級數(shù)據(jù)的樣本不同，探究結(jié)果各有偏差，但是學(xué)生在研討交流的過程中都懂了“數(shù)學(xué)是有用的，數(shù)學(xué)與我們的生活是息息相關(guān)的”，這就充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力.

其次，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)模式，其中最重要也容易做到的就是改變師生互動、生生互動、人機互動的方式. 要打破教師展示、學(xué)生觀看的學(xué)習(xí)模式，要突出學(xué)生的主體地位，可以借助GGB等軟件，多設(shè)計互動性課件，讓更多的學(xué)生參與課堂活動，并濃厚課堂教學(xué)氛圍. 特別是在泛在智慧課堂教學(xué)中，學(xué)生借助手中的移動學(xué)習(xí)終端，使互動效率更高，互動頻率更快，這種互動性的信息技術(shù)就顯得尤為重要. 比如數(shù)列中的“漢諾塔”游戲、概率中的“三門”游戲都可以通過互動性課件，讓班級所有學(xué)生在游戲中體驗“用數(shù)學(xué)的眼光觀察世界，用數(shù)學(xué)的思想分析世界，用數(shù)學(xué)的語言表達世界”.

將來更要進一步探索基于信息技術(shù)的教學(xué)新模式，加強學(xué)生學(xué)習(xí)認知規(guī)律、行為規(guī)律、心理規(guī)律的研究；借助大數(shù)據(jù)分析、大數(shù)據(jù)可視化等信息化手段，跟蹤、監(jiān)測、評估教學(xué)過程，預(yù)測與反饋每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，開展個性化、差別化指導(dǎo)，讓每一位學(xué)生都學(xué)有所得.

再次，信息技術(shù)對日常教學(xué)中的考試環(huán)節(jié)有重大影響. 從過去的自動組卷系統(tǒng)，到線上閱卷，再到現(xiàn)在的大數(shù)據(jù)分析、個性錯題庫、家?；ピL等，都在不斷提升考試管理的便捷性、實效性、聯(lián)動性. 每次重大考試，各個學(xué)校都非常重視，依托數(shù)據(jù)交換、匯集，進行系統(tǒng)、全面、智能的深入分析和診斷，針對自身存在的問題進行反思，為下一階段的工作提供精準指導(dǎo). 不同于基于經(jīng)驗和直覺的傳統(tǒng)決策方式，基于數(shù)據(jù)分析的信息化決策方式，讓考試管理更精準、更精細，如果運用得當，可以幫助教師更好地立足教學(xué)實際，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)水平. 比如通過本校學(xué)生與全市學(xué)生的考試情況的對比，把低于全市平均分的考點量化為“期望提升值”，借助“期望提升值”調(diào)整教學(xué)策略，突出備考實效，以促進本校數(shù)學(xué)成績的穩(wěn)步提升.

教育評價體系的改革，即變單一評價為綜合性多維評價，這一直是新課改難以落實的一個目標. 其中最難的就是信息化“教與學(xué)”評價體系的重塑. 由于評價過程伴隨性的數(shù)據(jù)采集難以實現(xiàn)，造成評價過程不可溯，評價結(jié)果也無法做到公平、公正、透明. 但是隨著教育信息化的不斷深入推進，基于互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的教育服務(wù)新模式必將不斷發(fā)展，實現(xiàn)真實數(shù)據(jù)即時形成和實時采集的新型教育生態(tài)圈必將形成.

最后，教育信息化不斷推進“教研”工作，反過來“教研”工作又不斷促進教育信息化進程. 教師始終是教育理念的落實者，是教育改革的實踐者，集體教研可以幫助教師捕捉信息化教育的新態(tài)勢，跳出自己的“舒適圈”，不斷接受新的挑戰(zhàn)，主動學(xué)習(xí)先進的教育教學(xué)理念和豐富的教育信息化手段. 只有廣大教師都行動起來了，共同致力于符合信息化要求的學(xué)校建設(shè)標準，才能建設(shè)泛在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，構(gòu)建處處能學(xué)、時時可學(xué)的信息化教育平臺.

互聯(lián)網(wǎng)最關(guān)注的是人與人的連接，教研工作也是人與人的連接，集眾人之力，整合、優(yōu)化線上線下教育資源，打造并更新校本教育資源庫. 更加廣闊的連接就是集合全體教師的力量，加強優(yōu)質(zhì)教育資源的數(shù)字化管理，建立知識產(chǎn)權(quán)保護機制，同時兼顧教育公平，打破優(yōu)質(zhì)教育資源的壟斷，探索運用市場優(yōu)化配置教育資源新機制，將優(yōu)質(zhì)教育資源輻射到每個學(xué)校，讓所有人都能享受優(yōu)質(zhì)、豐富的教育資源.

2. 嘗試跨學(xué)科融合

信息化時代的今天，綜合創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)已被各國提升到國家戰(zhàn)略的高度，其中又以STEAM人才競爭最為關(guān)鍵，承擔著打造本國在世界范圍內(nèi)核心競爭力的重大任務(wù). STEAM（科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)）教育變革了傳統(tǒng)的教育組織形式，開創(chuàng)了科學(xué)技術(shù)教育的新型課程，開辟了綜合創(chuàng)新人才教育的新范式，成為全球化時代各國相繼開展的教育形式［4］.

目前，新人教版高中數(shù)學(xué)教材均涉及科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)類知識領(lǐng)域，如在科學(xué)領(lǐng)域，從人臉識別到網(wǎng)絡(luò)安全，從天氣預(yù)測到航空航天，從考古勘探到防病減災(zāi)，讓學(xué)生領(lǐng)略社會生活中科學(xué)技術(shù)的每一次進步都離不開數(shù)學(xué)的強大助力. 比如在技術(shù)領(lǐng)域，用GGB軟件做出全市學(xué)生某次考試成績的頻率分布直方圖，拖動鼠標，實現(xiàn)分組變化，體驗數(shù)據(jù)樣本越大、分組越多，頻率分布直方圖的輪廓越接近正態(tài)曲線；用Excle表格做“中秋博餅”的概率模擬實驗，讓學(xué)生感受信息技術(shù)是推動統(tǒng)計學(xué)發(fā)展的強大驅(qū)動力. 在工程領(lǐng)域，用正弦、余弦定理解決距離、高度、角度等工程測量問題；穿插圓錐曲線的光學(xué)性質(zhì)，讓學(xué)生了解我國最大的射電望遠鏡和美國白宮橢圓形辦公室的工程設(shè)計原理. 在藝術(shù)領(lǐng)域，介紹黃金分割比例在雕塑、繪畫、攝影、音樂、園林、服飾等藝術(shù)作品中的運用；解析繪畫藝術(shù)背后隱藏的幾何結(jié)構(gòu)，提升學(xué)生的藝術(shù)鑒賞力.

3. 新課程建設(shè)的落地生根

當然，STEAM教育在我國尚處于起步階段，一線教師的教學(xué)任務(wù)重，教學(xué)壓力大，尚缺乏STEAM教育培訓(xùn)能力以及環(huán)境. 但是，根據(jù)教育部《普通高中課程課程方案（實驗）》的要求，學(xué)校開足、開齊、開好數(shù)學(xué)選修課程、研究性課程等多項課程，為教師從綜合性和實踐性兩個角度培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)、問題解決能力、綜合實踐能力、創(chuàng)新意識創(chuàng)造了很好的教育教學(xué)環(huán)境.

比如先通過校本選修課程，提高學(xué)生實踐操作GGB、Excle等常見軟件的能力，然后在研究性課程中，引導(dǎo)學(xué)生從身邊感興趣的事物入手，靈活運用數(shù)學(xué)常識，從混沌常變的表象中發(fā)現(xiàn)不變的數(shù)學(xué)規(guī)律，通過類比遷移把實際問題抽象成數(shù)學(xué)模型. 但是一個實用的數(shù)學(xué)模型可能涉及科學(xué)、工程、藝術(shù)等多個領(lǐng)域，而且實際生活中采集的數(shù)據(jù)，往往雜亂繁多、難以處理，導(dǎo)致數(shù)學(xué)建?；顒油什桓?，進展艱難. 此時信息技術(shù)和輔助軟件的介入，能很好地幫助師生簡化數(shù)據(jù)處理過程，省時省力；也能通過動態(tài)演示，使數(shù)學(xué)教學(xué)可視化，幫助學(xué)生積累視覺經(jīng)驗；更能幫助學(xué)生自主建構(gòu)“數(shù)學(xué)實驗室”，引導(dǎo)學(xué)生探究發(fā)現(xiàn)，促進學(xué)生的智能多元化發(fā)展.

新課程標準和教育信息化是藍圖，是規(guī)劃，是山頂；選修課程、研究性課程是日常，是實踐，是山腳. 從山腳到山頂需要教師去努力，一步一步去攀爬！教師需要立足本校實際，不斷學(xué)習(xí)信息技術(shù)環(huán)境下的數(shù)學(xué)教學(xué)方法和手段，在日常教學(xué)中實踐、去嘗試、去互動、去思考、去創(chuàng)新，應(yīng)用信息技術(shù)解放生產(chǎn)力，實現(xiàn)信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)的動態(tài)均衡進步，加快教育信息化2.0進程，為學(xué)生的終身發(fā)展創(chuàng)設(shè)更好的教育生態(tài)環(huán)境.

參考文獻：

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［2］ 郭元祥. 論學(xué)習(xí)觀的變革：學(xué)習(xí)的邊界、境界與層次［J］. 教育研究與實驗，2018（01）：1-11.

［3］ 劉怡軒. GeoGebra在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用與展望——訪談曹一鳴教授［J］. 中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考，2021（13）：42-44+54.

［4］ 袁利平，張欣鑫. 論STEAM教育與核心素養(yǎng)的對接［J］. 陜西師范大學(xué)學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版），2017，46（05）：164-169.

作者簡介：謝愛華（1977—），本科學(xué)歷，中學(xué)一級教師，從事高中數(shù)學(xué)教學(xué)工作，兩次獲得晉江市基礎(chǔ)教育教學(xué)成果獎.