新課程標(biāo)準(zhǔn)下信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課堂教學(xué)深度融合的研究

葉秋環(huán)

(福建省漳平第三中學(xué),福建 龍巖 364400)

新課程標(biāo)準(zhǔn)下,信息技術(shù)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用已成為促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)提升的重要途徑.數(shù)字化和信息技術(shù)工具的發(fā)展為數(shù)學(xué)教育提供了新的可能性,能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高其對(duì)數(shù)學(xué)的理解.

1 信息技術(shù)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

1.1 數(shù)學(xué)教學(xué)資源的數(shù)字化

數(shù)學(xué)教學(xué)已經(jīng)迎來(lái)了數(shù)字化時(shí)代,學(xué)校和教育機(jī)構(gòu)不斷努力將課程資源和教學(xué)資源數(shù)字化.數(shù)字化資源包括電子教科書、在線練習(xí)題、教學(xué)視頻和虛擬模擬工具.這些資源為學(xué)生提供了更多的學(xué)習(xí)途徑,幫助學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)概念.學(xué)生可以隨時(shí)隨地訪問(wèn)這些資源,自主學(xué)習(xí),彌補(bǔ)知識(shí)差距[1].

1.2 互動(dòng)性與個(gè)性化學(xué)習(xí)

信息技術(shù)為數(shù)學(xué)教學(xué)引入了互動(dòng)性.教育軟件和在線平臺(tái)提供了互動(dòng)性的學(xué)習(xí)體驗(yàn),讓學(xué)生參與到學(xué)習(xí)過(guò)程中.互動(dòng)性有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的參與度.此外,信息技術(shù)還支持個(gè)性化學(xué)習(xí),根據(jù)每位學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和速度調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,確保每個(gè)學(xué)生都能在適合自己的節(jié)奏下學(xué)習(xí)數(shù)學(xué).

1.3 模擬和虛擬實(shí)驗(yàn)

數(shù)學(xué)教學(xué)的發(fā)展已經(jīng)使模擬和虛擬實(shí)驗(yàn)成為小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部分.這些工具在教授小學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)和概念時(shí)具有顯著的優(yōu)勢(shì).在虛擬環(huán)境中,學(xué)生可以探索幾何圖形的性質(zhì),進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算,解方程等,而無(wú)需擔(dān)心出現(xiàn)錯(cuò)誤.這些工具讓學(xué)生能夠根據(jù)自己的實(shí)際情況調(diào)整學(xué)習(xí),不同學(xué)生在數(shù)學(xué)方面的理解和學(xué)習(xí)速度各不相同,模擬和虛擬實(shí)驗(yàn)允許學(xué)生以個(gè)性化的方式學(xué)習(xí).學(xué)生可以反復(fù)實(shí)驗(yàn),直到完全理解.

1.4 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)

信息技術(shù)提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)工具,對(duì)數(shù)學(xué)教育具有重要意義.通過(guò)使用電子表格和統(tǒng)計(jì)軟件,學(xué)生可以分析真實(shí)世界的數(shù)據(jù),從中提取數(shù)學(xué)模型和規(guī)律.這有助于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析技能,使學(xué)生能夠更好地應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題.同時(shí),解決實(shí)際問(wèn)題能力為學(xué)生發(fā)展提供了有力支持,因?yàn)閿?shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)已成為各行各業(yè)中的重要技能.信息技術(shù)的應(yīng)用使數(shù)學(xué)教育更加現(xiàn)實(shí)和實(shí)用,為學(xué)生提供了重要的職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[2].

2 信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)深度融合策略與實(shí)踐

2.1 虛擬實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)模擬

虛擬實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)模擬是一種通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件或在線工具模擬數(shù)學(xué)概念和問(wèn)題的方法,是信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)深度融合的重要策略之一.它能夠?yàn)閷W(xué)生提供學(xué)生安全、互動(dòng)的虛擬環(huán)境,學(xué)生可以利用其探索和實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)概念,從而更好地理解和應(yīng)用抽象的數(shù)學(xué)原理.學(xué)生可以在虛擬實(shí)驗(yàn)中調(diào)整參數(shù)、模擬各種情景,并觀察結(jié)果,從中推導(dǎo)出數(shù)學(xué)規(guī)律.親身體驗(yàn)有助于學(xué)生更深入地理解數(shù)學(xué)原理,培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力,課堂教學(xué)質(zhì)量也得以提高,對(duì)教育事業(yè)的發(fā)展也能夠起到良好的推動(dòng)作用.

2.2 多媒體開(kāi)展數(shù)學(xué)游戲和競(jìng)賽

多媒體數(shù)學(xué)游戲和競(jìng)賽是一種教學(xué)方法,旨在提高學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的參與度和興趣.其方法利用信息技術(shù)和游戲化元素,將數(shù)學(xué)教學(xué)變得更具吸引力和互動(dòng)性.多媒體數(shù)學(xué)游戲和競(jìng)賽利用游戲化學(xué)習(xí)的理念,將數(shù)學(xué)教學(xué)與娛樂(lè)相結(jié)合,游戲具有挑戰(zhàn)性、互動(dòng)性和獎(jiǎng)勵(lì)性,可以吸引學(xué)生的興趣,讓學(xué)生更積極地參與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí).通過(guò)游戲,學(xué)生可以在解決問(wèn)題的過(guò)程中獲得樂(lè)趣,從而更深入地理解數(shù)學(xué)概念.多媒體數(shù)學(xué)游戲和競(jìng)賽通常允許學(xué)生根據(jù)自己的水平和興趣選擇不同難度的任務(wù).個(gè)性化學(xué)習(xí)有助于滿足不同學(xué)生的需求,使每個(gè)學(xué)生都能在適合自己的節(jié)奏下學(xué)習(xí)數(shù)學(xué).

例如,在學(xué)習(xí)“正數(shù)和負(fù)數(shù)”時(shí),采用多媒體數(shù)學(xué)游戲和競(jìng)賽的教學(xué)方法可以極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的課堂參與度.教師可以設(shè)計(jì)一款互動(dòng)性強(qiáng)的多媒體數(shù)學(xué)游戲,讓學(xué)生在游戲中通過(guò)操作正數(shù)和負(fù)數(shù),解決實(shí)際問(wèn)題.例如,設(shè)置一個(gè)虛擬世界,要求學(xué)生通過(guò)移動(dòng)角色、進(jìn)行交易等方式,體驗(yàn)正數(shù)和負(fù)數(shù)在實(shí)際生活中的運(yùn)用,游戲既有趣又具有挑戰(zhàn)性,能夠吸引學(xué)生的注意力,使學(xué)生在娛樂(lè)中潛移默化地學(xué)到知識(shí).教師還可以組織多媒體數(shù)學(xué)競(jìng)賽,讓學(xué)生在競(jìng)技的氛圍中體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣,競(jìng)賽可以包括各種形式,如團(tuán)隊(duì)對(duì)抗、個(gè)人比賽等.在競(jìng)賽中,設(shè)置與正負(fù)數(shù)相關(guān)的問(wèn)題,讓學(xué)生迅速做出正確的數(shù)學(xué)判斷和計(jì)算.通過(guò)競(jìng)賽,學(xué)生不僅能夠提高解決問(wèn)題的速度和準(zhǔn)確度,還能培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,激發(fā)對(duì)數(shù)學(xué)的熱愛(ài).

2.3 實(shí)際數(shù)據(jù)分析

實(shí)際數(shù)據(jù)分析是一種教學(xué)方法,旨在將數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)和問(wèn)題相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析技能和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力.其方法的理論基礎(chǔ)在于認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)在解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題和作出決策中的重要性,實(shí)際數(shù)據(jù)分析不僅幫助學(xué)生理解數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)可視化的原理,還培養(yǎng)了學(xué)生的批判性思維和問(wèn)題解決能力.在實(shí)際數(shù)據(jù)分析中,學(xué)生學(xué)習(xí)如何獲取、整理和分析真實(shí)世界的數(shù)據(jù)集.這包括數(shù)據(jù)的收集方法、數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)可視化.學(xué)生還學(xué)習(xí)如何運(yùn)用統(tǒng)計(jì)工具和技術(shù)來(lái)解釋數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)趨勢(shì)和模式,并作出推斷和預(yù)測(cè).信息技術(shù)工具在實(shí)際數(shù)據(jù)分析中扮演了關(guān)鍵角色.學(xué)生可以使用電子表格軟件(如Microsoft Excel)來(lái)處理數(shù)據(jù),進(jìn)行基本的統(tǒng)計(jì)分析,制作圖表和圖形.此外,統(tǒng)計(jì)軟件(如SPSS、R或Python)可以用于更復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析和建模.這些工具使學(xué)生能夠更快速、準(zhǔn)確地分析大量數(shù)據(jù),并從中提取有用的信息.

例如,在學(xué)習(xí)“多邊形及其內(nèi)角和”時(shí),采用實(shí)際數(shù)據(jù)分析的教學(xué)方法能夠使學(xué)生更深入地理解多邊形的性質(zhì),并將抽象的數(shù)學(xué)概念與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析技能和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力.教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)際場(chǎng)景的數(shù)據(jù)收集任務(wù),要求學(xué)生在實(shí)際生活中測(cè)量和記錄不同多邊形的邊長(zhǎng)和內(nèi)角.例如,讓學(xué)生在學(xué)校內(nèi)或周圍環(huán)境中測(cè)量校園建筑物的不同墻面的邊長(zhǎng),并記錄下每個(gè)墻面的內(nèi)角度數(shù),實(shí)地測(cè)量可以讓學(xué)生親身體驗(yàn)到多邊形的不同形狀和內(nèi)角規(guī)律,同時(shí)獲取真實(shí)的數(shù)據(jù)用于后續(xù)分析.學(xué)生可以使用電子表格軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和分析,輸入所收集的數(shù)據(jù),并通過(guò)電子表格的函數(shù)和工具計(jì)算多邊形的內(nèi)角和,制作圖表展示不同多邊形的內(nèi)角和隨邊數(shù)的變化趨勢(shì).通過(guò)這個(gè)過(guò)程,學(xué)生不僅學(xué)會(huì)了如何利用信息技術(shù)工具處理大量數(shù)據(jù),而且深化了對(duì)多邊形內(nèi)角和的理解[3].

2.4 跨學(xué)科整合

跨學(xué)科整合是一種教學(xué)方法,旨在將數(shù)學(xué)與其他學(xué)科,特別是與科學(xué)的學(xué)科相結(jié)合.其方法的理論基礎(chǔ)在于將數(shù)學(xué)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題解決和跨學(xué)科項(xiàng)目中,以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力.信息技術(shù)在這一過(guò)程中起到重要作用,可以幫助學(xué)生整合數(shù)學(xué)知識(shí)與編程、科學(xué)實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域.整合有助于學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用,同時(shí)培養(yǎng)了解決跨學(xué)科問(wèn)題的能力.跨學(xué)科整合的理論基礎(chǔ)在于承認(rèn)不同學(xué)科之間的聯(lián)系和互動(dòng)性.現(xiàn)實(shí)世界的問(wèn)題通常涉及多個(gè)學(xué)科的知識(shí)和技能,因此單一學(xué)科的教育往往無(wú)法提供全面的解決方案.通過(guò)將數(shù)學(xué)與其他學(xué)科相結(jié)合,學(xué)生可以更好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題,同時(shí)培養(yǎng)綜合思維和解決問(wèn)題的能力.信息技術(shù)在跨學(xué)科整合中具有多重作用.可以用于數(shù)據(jù)收集和分析,幫助學(xué)生整合不同學(xué)科的數(shù)據(jù)和信息.信息技術(shù)可以用于模擬和建模,以幫助學(xué)生預(yù)測(cè)和理解現(xiàn)象.此外,編程和計(jì)算工具可以用于解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題和模擬現(xiàn)實(shí)情境.

例如,在學(xué)習(xí)“軸對(duì)稱”時(shí),通過(guò)跨學(xué)科整合的教學(xué)方法,可以將數(shù)學(xué)與信息技術(shù)和藝術(shù)等學(xué)科相結(jié)合,使學(xué)生更深入地理解軸對(duì)稱的概念,并培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力.可以設(shè)計(jì)一個(gè)跨學(xué)科項(xiàng)目,要求學(xué)生通過(guò)使用信息技術(shù)工具創(chuàng)建軸對(duì)稱的圖形,并在其中加入藝術(shù)元素.學(xué)生可以選擇任意圖形進(jìn)行軸對(duì)稱的設(shè)計(jì),然后使用計(jì)算機(jī)繪圖工具進(jìn)行實(shí)現(xiàn),其項(xiàng)目既鍛煉了學(xué)生的數(shù)學(xué)技能,也培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)藝術(shù)的理解和創(chuàng)造力.信息技術(shù)工具在這一過(guò)程中起到了輔助和增強(qiáng)的作用,使學(xué)生能夠更靈活地運(yùn)用數(shù)學(xué)概念進(jìn)行創(chuàng)作.在實(shí)踐教學(xué)中,教師可以組織學(xué)生分組協(xié)作,共同完成跨學(xué)科整合項(xiàng)目.

3 信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)深度融合評(píng)估與反饋

多元化的評(píng)估方法至關(guān)重要.信息技術(shù)允許教師使用多種工具和技術(shù)來(lái)評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果.這包括在線測(cè)驗(yàn)、互動(dòng)式模擬、數(shù)據(jù)分析等.通過(guò)不同的評(píng)估方法,教師可以更全面地了解學(xué)生的知識(shí)水平和技能掌握程度.實(shí)時(shí)反饋是至關(guān)重要的,信息技術(shù)可以支持即時(shí)反饋,教師可以根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)立即調(diào)整教學(xué)方法,提供額外的支持或挑戰(zhàn),以確保每個(gè)學(xué)生都能夠跟上課程,其反饋有助于及早發(fā)現(xiàn)學(xué)生的困難并解決問(wèn)題.

此外,數(shù)據(jù)分析和學(xué)習(xí)分析工具可以為教師提供更深入的洞察.通過(guò)收集和分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),教師可以識(shí)別出模式和趨勢(shì),從而更好地了解整個(gè)班級(jí)的需求.這使教師能夠更好地個(gè)性化教學(xué),并制定有針對(duì)性的改進(jìn)計(jì)劃.評(píng)估與反饋應(yīng)該是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程.教師和學(xué)生可以在整個(gè)學(xué)年或?qū)W期中不斷進(jìn)行評(píng)估和反饋,以確保學(xué)生的成長(zhǎng)和進(jìn)步.這需要建立有效的溝通渠道,鼓勵(lì)學(xué)生參與自我評(píng)價(jià),并讓教師積極回應(yīng)學(xué)生的需求和反饋.

4 結(jié)束語(yǔ)

在新課程標(biāo)準(zhǔn)下,信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的深度融合為學(xué)生提供了更豐富、更互動(dòng)、更個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn).這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了虛擬實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)游戲、數(shù)據(jù)分析和跨學(xué)科整合等策略的重要性.通過(guò)有效的信息技術(shù)整合,教師可以培養(yǎng)出更具創(chuàng)造力和解決問(wèn)題能力的學(xué)生,學(xué)生也可以更好地應(yīng)對(duì)未來(lái)的挑戰(zhàn).這一深度融合不僅拓展了數(shù)學(xué)教育的邊界,也為學(xué)生未來(lái)發(fā)展奠定了數(shù)學(xué)基礎(chǔ).