信息科技與數(shù)學(xué)教學(xué)的融合

【關(guān)鍵詞】信息科技；數(shù)學(xué)教學(xué)；具身認(rèn)知

【中圖分類(lèi)號(hào)】G633.6? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B? 【文章編號(hào)】1005-6009（2024）07-0080-02

【作者簡(jiǎn)介】水菊芳，江蘇省震澤中學(xué)（江蘇蘇州，215200）黨委書(shū)記，正高級(jí)教師，江蘇省數(shù)學(xué)特級(jí)教師。

信息科技的快速發(fā)展正在深刻地改變著我們的生活方式，同時(shí)也給教育領(lǐng)域帶來(lái)了巨大的影響。使用計(jì)算機(jī)軟件、互聯(lián)網(wǎng)資源和數(shù)學(xué)建模工具，可以使數(shù)學(xué)概念更加形象化、直觀化，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。

一、教師借助信息科技，構(gòu)建教學(xué)體系

信息科技可以提供實(shí)時(shí)的學(xué)習(xí)反饋和個(gè)性化評(píng)估，幫助教師了解學(xué)生學(xué)情、學(xué)習(xí)進(jìn)展和困難，從而及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，針對(duì)學(xué)生的需求提供個(gè)性化的支持和指導(dǎo)。下面以人教版高中數(shù)學(xué)必修一第五章《三角函數(shù)》的教學(xué)為例，進(jìn)行闡述。

1.網(wǎng)絡(luò)學(xué)情分析，尋找學(xué)生最近發(fā)展區(qū)

初中階段，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了三角函數(shù)部分知識(shí)。在教學(xué)開(kāi)始之前，教師可通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查，了解學(xué)生對(duì)三角函數(shù)的整體理解。同時(shí)，設(shè)計(jì)課前練習(xí)并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，了解學(xué)生對(duì)三角函數(shù)關(guān)鍵知識(shí)的掌握情況。

2.利用專(zhuān)業(yè)軟件，優(yōu)化課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

高中三角函數(shù)是初中三角函數(shù)的延續(xù)與發(fā)展。在教學(xué)中，教師可以運(yùn)用幾何畫(huà)板、GeoGebra軟件進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生明確初高中知識(shí)點(diǎn)的異同，體會(huì)單位圓中的角與三角函數(shù)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，理解有序?qū)崝?shù)對(duì)與圖象的動(dòng)態(tài)關(guān)系，明確三角函數(shù)圖象的性質(zhì)與特征。

3.學(xué)生具身參與，實(shí)施互動(dòng)教學(xué)活動(dòng)

學(xué)生可以通過(guò)信息科技手段，從映射視角理解三角函數(shù)，突破舊認(rèn)知的束縛。圖1為學(xué)生在教師指導(dǎo)下，運(yùn)用幾何畫(huà)板完成的正弦函數(shù)動(dòng)態(tài)對(duì)應(yīng)關(guān)系。

4.多維立體評(píng)價(jià)，達(dá)成教學(xué)評(píng)一致性。

評(píng)估體系應(yīng)包括傳統(tǒng)的考試評(píng)估和基于信息科技的評(píng)估方法，以全面反映學(xué)生的數(shù)學(xué)水平。

二、學(xué)生利用信息科技，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)

信息科技可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和能力水平，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑和資源。通過(guò)學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)和智能學(xué)習(xí)軟件，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和學(xué)習(xí)風(fēng)格選擇適合自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式。

1.創(chuàng)設(shè)深度學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣

數(shù)學(xué)學(xué)科具有高度抽象性，教師在教學(xué)時(shí)可利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)、虛擬實(shí)驗(yàn)、VR與AR軟件、制圖制表工具、互動(dòng)課件等資源。如人教A版數(shù)學(xué)選擇性必修第一冊(cè)《圓錐曲線的方程》的教學(xué)中，橢圓、拋物線和雙曲線是由不垂直于圓錐的軸的平面通過(guò)不同狀態(tài)截圓錐所得，教師可利用Mathematica軟件實(shí)現(xiàn)直觀化教學(xué)。

2.兼顧硬件軟件資源，增強(qiáng)知識(shí)交互教學(xué)

學(xué)生學(xué)習(xí)主要由兩部分構(gòu)成，一是基于互動(dòng)活動(dòng)的知識(shí)生成，二是基于元認(rèn)知的自主學(xué)習(xí)。互動(dòng)生成方面，師生融合信息科技，借助交互式電子白板、投屏技術(shù)、實(shí)物投影等，呈現(xiàn)學(xué)生自學(xué)、小組合作與探究形成的學(xué)習(xí)成果。自主學(xué)習(xí)方面，可通過(guò)國(guó)家中小學(xué)智慧教育平臺(tái)以及相應(yīng)的數(shù)字教材、電子課件、微課、網(wǎng)絡(luò)課程、虛擬實(shí)驗(yàn)等，拓展學(xué)生自學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的可持續(xù)性。

3. 基于行為數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)信息精準(zhǔn)評(píng)價(jià)

可基于人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，通過(guò)智能設(shè)備對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析，建立數(shù)據(jù)分析模型，將各類(lèi)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，為學(xué)生自主反思提供數(shù)據(jù)支撐，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。［1］

4.搭建信息應(yīng)用平臺(tái)，發(fā)展學(xué)生非智力因素

以學(xué)生為中心，搭建學(xué)校、家庭、社會(huì)一體化的家校共育平臺(tái)，如開(kāi)通班級(jí)校訊通平臺(tái)、建立數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)小組等方式，方便學(xué)生各組成員之間討論問(wèn)題、交流觀點(diǎn)、分享成果、互助學(xué)習(xí)、統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)結(jié)果，及時(shí)交流學(xué)習(xí)心得、安排學(xué)習(xí)任務(wù)、傳送學(xué)習(xí)資料。［2］

三、重構(gòu)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容，達(dá)成知識(shí)結(jié)構(gòu)化

數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)化由數(shù)學(xué)學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)化與跨學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)化兩部分組成。前者，強(qiáng)調(diào)不同知識(shí)模塊間的內(nèi)在聯(lián)系，如函數(shù)與數(shù)列的教學(xué)中“已知等差數(shù)列[an]中，S10=100，S100=10，求S110的值”可以通過(guò)幾何畫(huà)板等作圖工具，幫助學(xué)生理解二次函數(shù)本質(zhì)，運(yùn)用函數(shù)圖象特征解決問(wèn)題。后者，知識(shí)結(jié)構(gòu)化可以通過(guò)主題式學(xué)習(xí)和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)，如將數(shù)學(xué)與物理相結(jié)合，研究音階的物理特征與數(shù)學(xué)本質(zhì)。

四、回歸現(xiàn)實(shí)生活世界，營(yíng)造具身場(chǎng)景

信息科技可以為學(xué)生提供虛擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐的機(jī)會(huì)，使其在數(shù)學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行實(shí)際操作和探索。例如，通過(guò)數(shù)學(xué)建模軟件和仿真工具，學(xué)生可以模擬和實(shí)驗(yàn)各種數(shù)學(xué)問(wèn)題，這種虛擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐的方式可以提高學(xué)生的實(shí)踐能力和獨(dú)立思考能力。除了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，虛擬實(shí)境和增強(qiáng)實(shí)境在數(shù)學(xué)教學(xué)中也有其應(yīng)用價(jià)值。例如在三維空間中探索幾何形狀、觀察數(shù)學(xué)模型的變化等。

綜上所述，信息科技與數(shù)學(xué)教學(xué)相融合，一方面，教師需要更新教學(xué)理論與方法，合理運(yùn)用信息科技豐富教學(xué)場(chǎng)景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣；利用專(zhuān)業(yè)軟件開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，將抽象知識(shí)直觀化，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與建構(gòu)。另一方面，教師也需要指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)線上網(wǎng)絡(luò)空間與線下物理空間的融合，打破時(shí)空限制，豐富學(xué)習(xí)資源，營(yíng)造自主學(xué)習(xí)的良好環(huán)境。

【參考文獻(xiàn)】

［1］張樹(shù)臣，張劉淼.基于深度學(xué)習(xí)路線的信息科技與學(xué)科教學(xué)深度整合策略［J］.中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2016（7）：34-36.

［2］吳英玉，張麗芳.探索信息科技與小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的深度整合［J］.中小學(xué)信息科技教育，2023（12）：80-82.

*本文系江蘇省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度普教立項(xiàng)一般課題“‘活潑潑地天文特色高中建設(shè)的行動(dòng)研究”（D/2021/02/225）階段性研究成果。