數(shù)學(xué)和科技的創(chuàng)新融合

王東軍

【摘要】隨著教學(xué)改革趨勢發(fā)展以及電子信息技術(shù)的更新迭代，在課堂教學(xué)中融合科技教學(xué)軟件，已經(jīng)成為現(xiàn)階段主流的教學(xué)發(fā)展趨勢，可給教師多元化教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)提供更為廣泛的教學(xué)思路，繼而打造高效型課堂。為此，作為初中數(shù)學(xué)教師，需認(rèn)真分析現(xiàn)階段數(shù)學(xué)課堂教學(xué)存在的問題，通過使用科技教學(xué)用具、應(yīng)用人機(jī)對話系統(tǒng)、運(yùn)用3D建模軟件以及應(yīng)用智能打分系統(tǒng)等方式，促進(jìn)科技與數(shù)學(xué)教學(xué)的融合發(fā)展。本文是針對初中數(shù)學(xué)與科技教學(xué)的創(chuàng)新融合策略進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】初中數(shù)學(xué) ?科技教育 ?創(chuàng)新融合 ?實(shí)踐探究

【中圖分類號】G633.6 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2024）01-0184-03

一、前言

電化教學(xué)是科技騰飛以及現(xiàn)代化教育思想的重要體現(xiàn)形式，根據(jù)形式和功能可分為多媒體、錄像、視頻以及其他電子設(shè)備，能夠記錄、成像以及匯總。教師通過巧妙使用電子信息技術(shù)的多種表現(xiàn)形式，可使傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式得到切實(shí)改變，在科技的助力下變得更加生動(dòng)有趣，充分彰顯出科技+教育的教學(xué)功能優(yōu)勢。為此，初中數(shù)學(xué)教師應(yīng)充分認(rèn)識到科技教育對初中數(shù)學(xué)教學(xué)產(chǎn)生的積極影響以及支柱作用，運(yùn)用與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)思維，完成課堂教學(xué)模式拓展。

二、科技教育對初中數(shù)學(xué)教學(xué)產(chǎn)生的積極作用

將科技教育應(yīng)用于初中數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，可大幅度提高課堂教學(xué)效果[1]。眾所周知，數(shù)學(xué)是一門較為抽象的理科知識，對學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)以及學(xué)習(xí)能力具有較高要求。通過利用科技教學(xué)軟件以及電化教學(xué)模式，不僅能夠切實(shí)突破傳統(tǒng)教學(xué)模式限制，還能夠?qū)㈦y以理解的抽象數(shù)學(xué)知識，以更加簡化的形態(tài)呈現(xiàn)。如利用3D建模軟件還原立體幾何，以此切實(shí)增進(jìn)學(xué)生空間思維以及立體建模素養(yǎng)，繼而形成更加完善的數(shù)學(xué)知識體系。為學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力和核心素養(yǎng)的建構(gòu)與成長提供有效助力，從而更加快速完善吸收數(shù)學(xué)知識養(yǎng)分，建立完整知識體系。

此外，在科技教學(xué)軟件多元化表現(xiàn)形式的帶動(dòng)下，也便于構(gòu)建趣味型課堂，充分改善數(shù)學(xué)教學(xué)枯燥化、機(jī)械性的教學(xué)現(xiàn)狀，給學(xué)生增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)能以及學(xué)習(xí)興趣奠定良好基礎(chǔ)。要知道，數(shù)學(xué)知識在一定程度上具有枯燥性，而繁瑣的數(shù)學(xué)知識要點(diǎn)以及公式更給這種枯燥性增加籌碼。若使用科技教學(xué)軟件，包括多媒體播放設(shè)備、人機(jī)對話系統(tǒng)，可促使教師轉(zhuǎn)換教育思維，不再以口頭講述的形式將知識傳遞給學(xué)生，而是運(yùn)用科技軟件將知識變得更加具有趣味性。以此搭建起樂活型數(shù)學(xué)課堂，切實(shí)推進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提升以及學(xué)習(xí)動(dòng)力發(fā)展，從而充分彰顯出科技教育的使用價(jià)值。

三、當(dāng)前初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)存在的問題分析

（一）教師創(chuàng)新意識不足，難以發(fā)揮科技優(yōu)勢

在現(xiàn)階段的課堂教學(xué)活動(dòng)中，教師所慣用的教育模式是以教師和課本教材為中心，由教師作為復(fù)述者，將課本中的知識內(nèi)容講解給學(xué)生[2]。而長久以來的固定化教育模式在教育形態(tài)的形成中逐漸僵化，使執(zhí)教者沒有充分認(rèn)識到自身在設(shè)計(jì)課堂教學(xué)模式中所占據(jù)的重要作用。依舊秉承傳統(tǒng)教育思想，在所踐行的育人觀念以及對數(shù)學(xué)教學(xué)模式的規(guī)劃上都缺乏一定創(chuàng)新性，未能充分認(rèn)識到傳統(tǒng)課堂教學(xué)在使用時(shí)所造成的局限性，盲目依附于基礎(chǔ)教材內(nèi)容，對學(xué)生展開灌輸式教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生所吸收的知識內(nèi)容相對片面，影響完整性學(xué)科知識體系的建構(gòu)，造成教學(xué)質(zhì)量不升反降。

同時(shí)，在科技高速發(fā)展的時(shí)代大背景下，應(yīng)用信息化以及科技化教學(xué)軟件已經(jīng)成為較為常用的教育手段。而應(yīng)用科技教學(xué)軟件，需要教師具有一定創(chuàng)新精神以及對科學(xué)電子設(shè)備的使用能力。但教師在執(zhí)行教學(xué)任務(wù)的過程中，若一味沿用傳統(tǒng)教學(xué)模式組織教學(xué)活動(dòng)，不僅會(huì)給學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)能提升以及學(xué)習(xí)興趣發(fā)展造成明顯抑制作用，還會(huì)導(dǎo)致知識的吸收和傳播受到阻礙，無法達(dá)到預(yù)期的課堂教學(xué)效果，難以切實(shí)改善整體施教氛圍和教學(xué)面貌。如此，造成科技教學(xué)功能優(yōu)勢未能切實(shí)發(fā)揮出來，使所具有的功能性大打折扣，影響教學(xué)綜合質(zhì)量提升。

（二）科技項(xiàng)目使用不清，降低課堂教學(xué)質(zhì)量

科技教學(xué)軟件的應(yīng)用是一項(xiàng)較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)行為。需要教師對科技教學(xué)用具的多種表現(xiàn)形式以及使用方法具有充足了解，方能結(jié)合數(shù)學(xué)知識內(nèi)容擇優(yōu)而取，以達(dá)到最佳教學(xué)效果。然而，在實(shí)際使用的過程中，部分教師卻對現(xiàn)階段新型科技教育項(xiàng)目以及教學(xué)功能軟件的使用性能認(rèn)知不清，導(dǎo)致課堂教學(xué)內(nèi)容與所應(yīng)用的科技教學(xué)手段相脫節(jié)，無法發(fā)揮出相輔相成的助力作用以及協(xié)同效應(yīng)，繼而影響科技教學(xué)使用價(jià)值潛能的釋放。這不僅會(huì)造成課堂教學(xué)效率降低，還會(huì)給學(xué)生日后的學(xué)習(xí)發(fā)展以及各項(xiàng)素養(yǎng)與能力提升產(chǎn)生負(fù)面影響，無法建構(gòu)高效課堂。

與此同時(shí)，科技教學(xué)水平與教學(xué)目標(biāo)不匹配，也是現(xiàn)階段在使用科技教學(xué)模式過程中較為常見的教學(xué)現(xiàn)象和弊端。科技教學(xué)水平是教師綜合教學(xué)能力的重要體現(xiàn)，在結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)定科技教學(xué)計(jì)劃時(shí)，需要融合教學(xué)目標(biāo)。但由于教師所設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)未能與自身教學(xué)水平相持平，出現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)過高或過低的情況，使科技教學(xué)軟件的應(yīng)用難以符合實(shí)際教育情況。這會(huì)給課堂教學(xué)增加難點(diǎn)，也會(huì)影響科技教育與初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的融合效果，無法切實(shí)突破教學(xué)屏障，從匯總單一的教學(xué)模式轉(zhuǎn)向精細(xì)多維，繼而降低課堂教學(xué)質(zhì)量，影響科技教學(xué)水平的發(fā)揮。

四、初中數(shù)學(xué)與科技教育的創(chuàng)新融合實(shí)踐策略

（一）借助科技教學(xué)用具，積極開展視聽教學(xué)

多媒體教學(xué)是科技教育發(fā)展下的教學(xué)產(chǎn)物[3]?；谄淠軌蛲ㄟ^趣味化教學(xué)形態(tài)以及豐富多彩的視頻畫面，來調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以及自主學(xué)習(xí)動(dòng)能的教學(xué)功能優(yōu)勢而受到教師廣泛關(guān)注，也是科技與數(shù)學(xué)教學(xué)相結(jié)合較為典范的教學(xué)案例。教師應(yīng)積極開發(fā)多媒體教學(xué)模式的應(yīng)用形態(tài)，力求開發(fā)出科技教學(xué)軟件的教學(xué)優(yōu)勢以及潛在價(jià)值，為學(xué)生以及教師帶來更多助力和便利，從而達(dá)到最佳教學(xué)效果，使學(xué)生群體由被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)。為此，初中數(shù)學(xué)教師應(yīng)積極使用科技教學(xué)用具，發(fā)揮多媒體教學(xué)模式功能作用，開展視聽教學(xué)，以此促使數(shù)學(xué)知識的呈現(xiàn)方式變得更加充滿意趣。

以初中數(shù)學(xué)八年級上冊教材中的《認(rèn)識分式》為例，分式是初中階段的重點(diǎn)知識內(nèi)容，對分式的理解越透徹，在完成數(shù)學(xué)題目解答以及運(yùn)算的過程中就會(huì)更加快速。如教師可利用多媒體軟件的視頻播放功能，以動(dòng)畫的形式為學(xué)生提出設(shè)問：一家玩具店庫存一批玩具，其中一種玩具的價(jià)格是每個(gè)a元，降價(jià)b元出售，在全部出售完畢后，銷售總額降為x元，那么該玩具店的玩具庫存為多少？并由視頻展示最終結(jié)果。如此，不僅能夠改變傳統(tǒng)口頭講述教學(xué)模式的枯燥性，還能讓學(xué)生更加透徹地理解分式，打造充滿意趣的視聽教學(xué)，從而為接下來科技教學(xué)模式的創(chuàng)新應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

（二）使用人機(jī)對話系統(tǒng)，鍛煉學(xué)生數(shù)學(xué)思維

數(shù)學(xué)運(yùn)算是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)以及應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的必要使用途徑，更是體現(xiàn)學(xué)習(xí)成效的關(guān)鍵載體。而若想提高學(xué)生數(shù)學(xué)運(yùn)算成果以及運(yùn)算速度，則需要加強(qiáng)對學(xué)生運(yùn)算能力的訓(xùn)練，充分鍛煉綜合數(shù)學(xué)思維，從而提高思維敏捷度，能夠花費(fèi)最少的時(shí)間完成最精確的數(shù)學(xué)運(yùn)算。為此，教師在以科技教育打造初中數(shù)學(xué)高效課堂的過程中，需要從科技教學(xué)軟件中，選擇能夠輔助教師鍛煉學(xué)生數(shù)學(xué)思維的軟件系統(tǒng)，加強(qiáng)學(xué)生口算運(yùn)算能力以及心算能力。繼而在完成常規(guī)數(shù)學(xué)運(yùn)算之時(shí)，能夠借助口算優(yōu)勢提升綜合運(yùn)算效率，以此全面發(fā)揮出科技教學(xué)軟件對學(xué)生學(xué)習(xí)成長的助推作用。

例如，數(shù)學(xué)教師可使用人機(jī)對話系統(tǒng)，由系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)發(fā)出運(yùn)算指令，要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成運(yùn)算，并向系統(tǒng)提交答案。系統(tǒng)則根據(jù)聲音的收錄功能記錄學(xué)生答題結(jié)果，并對最終成果作出判斷。同時(shí)，在應(yīng)用人機(jī)對話系統(tǒng)鍛煉學(xué)生運(yùn)算能力的過程中，也可適當(dāng)使用分層教育思想，按照學(xué)生學(xué)習(xí)能力適當(dāng)調(diào)高或降低人機(jī)對話系統(tǒng)提出的問題難度，以此切實(shí)達(dá)到鍛煉學(xué)生數(shù)學(xué)思維，提升運(yùn)算能力的教學(xué)目標(biāo)。因此，初中數(shù)學(xué)教師應(yīng)積極開發(fā)科技教學(xué)軟件的潛在使用價(jià)值，以人機(jī)對話系統(tǒng)作為助力學(xué)生運(yùn)算能力以及數(shù)學(xué)思維強(qiáng)化的重要支柱，以此提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

（三）采用3D建模軟件，剖析立體幾何模型

在數(shù)學(xué)的多種知識內(nèi)容之中，可按照類型大致分為數(shù)學(xué)計(jì)算和立體幾何[4]。其中立體幾何是數(shù)學(xué)知識中較為重要，也是學(xué)習(xí)難度較高的知識內(nèi)容，需要學(xué)生具有一定立體幾何思維，能夠根據(jù)圖形展開空間想象，從而完成移位、分割和重組，對展開數(shù)學(xué)判斷和運(yùn)算起到良好助力作用。但立體幾何教學(xué)也是較為難以開展的課程內(nèi)容，無法利用口頭講述的方式將抽象的知識生動(dòng)還原，進(jìn)而影響最終教學(xué)效果。為此，數(shù)學(xué)教師需利用創(chuàng)新性教學(xué)思維，積極使用科技教學(xué)軟件，以3D建模系統(tǒng)完成對立體幾何的建構(gòu)，利用科技展示立體效果，有效提高學(xué)生建模思維。

以初中數(shù)學(xué)八年級上冊中的《圖形的平移與旋轉(zhuǎn)》為例，該知識是帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入立體幾何知識的初始內(nèi)容，利用圖形的移動(dòng)來逐漸培養(yǎng)學(xué)生立體幾何概念。教師可利用3D建模軟件，將圖形在旋轉(zhuǎn)過程中的空間移位更好地呈現(xiàn)出來，重點(diǎn)表示圖形在旋轉(zhuǎn)前與旋轉(zhuǎn)后的差異和位置關(guān)系，以此在日后完成立體幾何知識計(jì)算的過程中，能夠快速完成幾何模型建構(gòu)與分解。而利用科技教育手段輔助教師完成圖形的平移、旋轉(zhuǎn)和移位，可以加速知識在學(xué)生群體中的傳播進(jìn)程，充分提高課堂教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效率，使學(xué)生在彰顯創(chuàng)新性和科技化的教學(xué)模式中提高綜合學(xué)習(xí)能力。

（四）記錄保存學(xué)習(xí)日記，提升綜合學(xué)習(xí)動(dòng)能

在使用科技教學(xué)軟件的過程中，除了部分日常應(yīng)用廣泛的科技教學(xué)軟件之外，也有一些形式新穎，普及度不高的優(yōu)秀軟件，不僅能夠給教師創(chuàng)新教學(xué)提供更多新穎觀點(diǎn)，還可進(jìn)一步加快科技教學(xué)模式在數(shù)學(xué)課堂中的融合深度，使數(shù)學(xué)課堂與科技教學(xué)完成深度捆綁，為實(shí)現(xiàn)構(gòu)建高品質(zhì)數(shù)學(xué)課堂貢獻(xiàn)力量，提供助推作用。為此，初中數(shù)學(xué)教師應(yīng)秉承創(chuàng)新教學(xué)思維，積極搜尋更多科技教育功能項(xiàng)目，并積極引用于數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，充分釋放科技教學(xué)軟件潛在價(jià)值，使課堂教學(xué)效率更加高效便捷[5]。

例如，數(shù)學(xué)教師可在軟件商店中選擇能夠讓學(xué)生書寫學(xué)習(xí)日記的APP，進(jìn)行日結(jié)、周結(jié)與月結(jié)的學(xué)習(xí)記錄。對于日結(jié)而言，可根據(jù)教師在課堂中的教學(xué)內(nèi)容，評判自身對知識內(nèi)容的掌握情況，從而做出一日總結(jié)。以此類推，完成一周總結(jié)和一月總結(jié)，以此促使學(xué)生養(yǎng)成良好學(xué)習(xí)習(xí)慣以及記錄自身學(xué)習(xí)情況的反思行為。并以此作為學(xué)習(xí)目標(biāo)和動(dòng)力，將學(xué)習(xí)不足和缺失部分進(jìn)行填補(bǔ)，大幅度提高自主學(xué)習(xí)意愿。因此，初中數(shù)學(xué)教師應(yīng)利用科技教學(xué)軟件，要求學(xué)生記錄并保存學(xué)習(xí)日記，從而賦予充足學(xué)習(xí)動(dòng)能。

（五）應(yīng)用智能打分系統(tǒng)，促進(jìn)數(shù)學(xué)與科技融合

測驗(yàn)是考查學(xué)生一段時(shí)間內(nèi)對知識掌握情況的重要方法。需要教師根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行出題，要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成答題，再由教師批閱，從而做出合理打分。但此種形式過于傳統(tǒng)，不僅會(huì)給教師額外增添工作量，人為誤差也會(huì)造成最終結(jié)果的偏差，影響學(xué)生對自身學(xué)習(xí)水平的判斷。為此，教師可應(yīng)用智能打分系統(tǒng)，將卷面通過拍照的形態(tài)上傳入系統(tǒng)內(nèi)部，利用機(jī)器人完成對試卷的校對，并結(jié)合最終成果自動(dòng)生成總成績表格，結(jié)合學(xué)生往期成績水平繪制條形動(dòng)態(tài)圖或柱狀圖。

例如，教師可將學(xué)生上交的試卷，利用高位照相儀進(jìn)行照相和上傳等一系列操作，由電腦系統(tǒng)對學(xué)生的試卷展開統(tǒng)一評分。為使評價(jià)結(jié)果更加趨于準(zhǔn)確性，教師可對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行重置，規(guī)范評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和要求，如卷面是否工整干凈，題面是否有空白未作答部分等，都可以作為評價(jià)學(xué)生最終學(xué)習(xí)成果的標(biāo)準(zhǔn)，使結(jié)果更加客觀且具有參考價(jià)值。而在此過程中，能夠充分加快科技教學(xué)與數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的融合捆綁，在智能打分系統(tǒng)的助力下，構(gòu)建生態(tài)高效的數(shù)學(xué)課堂。

五、結(jié)論

綜上所述，鑒于科技教育對初中數(shù)學(xué)教學(xué)產(chǎn)生的積極影響和支柱價(jià)值，數(shù)學(xué)教師應(yīng)針對科技教育在數(shù)學(xué)課堂的表現(xiàn)形式展開深入探究，從科學(xué)技術(shù)軟件的表現(xiàn)形式入手，選擇能夠輔助數(shù)學(xué)教學(xué)，幫助學(xué)生吸收理解的科技功能，積極開展視聽教學(xué)，有效鍛煉學(xué)生數(shù)學(xué)思維，以此優(yōu)化數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)，為學(xué)生拓展深層次數(shù)學(xué)知識領(lǐng)域提供必需的思想品質(zhì)以及學(xué)習(xí)素養(yǎng)。因此，初中數(shù)學(xué)教師應(yīng)積極優(yōu)化課堂教學(xué)策略，針對科技教育展開探索研究，以提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]王麗娟.“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代初中數(shù)學(xué)信息化教學(xué)存在問題及改進(jìn)策略[J].成功，2023（12）：36-38.

[2]何長奇.基于核心素養(yǎng)和雙減的初中數(shù)學(xué)信息化教學(xué)研究與實(shí)踐關(guān)鍵[J].學(xué)周刊，2023（4）：79-81.

[3]付國文，趙崇濤.信息技術(shù)在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中小學(xué)電教：下， 2022（9）：32-23.

[4]李曉雅.信息化背景下初中數(shù)學(xué)函數(shù)教學(xué)的策略研究[J].中小學(xué)電教：綜合，2022（4）：39-34.

[5]木拉力·艾提.初中數(shù)學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)多媒體的整合探究[J].中小學(xué)電教：下， 2022（7）：46-48.