基于信息技術(shù)提升初中數(shù)學教學效率的策略研究

中圖分類號：G633.6 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2025）21-0090-03

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，初中數(shù)學教學正經(jīng)歷著深刻的變革。教師在數(shù)學課堂中引人信息技術(shù)既能為學生提供豐富的教學資源，還能可視化呈現(xiàn)抽象的數(shù)學概念，創(chuàng)造更具適應性的教學環(huán)境。因此，教師需打破傳統(tǒng)教學模式的局限性，探索具體的信息化教學方法，靈活組織教學活動，為學生提供個性化的學習體驗，以實現(xiàn)教學目標，增強教學成效。

一、基于信息技術(shù)提升初中數(shù)學教學效率的意義

課程改革背景下，教師在初中數(shù)學課堂上廣泛應用信息技術(shù)，為課堂教學、學生學習帶來一系列積極影響。數(shù)字化教學工具、在線學習平臺、模擬軟件以及其他可用于數(shù)學教學的應用程序，為學生提供了豐富多樣的學習資源，有效滿足了其不同的學習需求，還幫助其建立并鞏固了數(shù)學概念。在此基礎(chǔ)上，教師還能依托信息技術(shù)精準把握學生的學習狀態(tài)，有針對性地調(diào)整教學內(nèi)容，讓學生快速理解知識，逐步培養(yǎng)邏輯推理能力。與此同時，信息技術(shù)還能幫助教師構(gòu)建多方位的互動機制，促進師生、生生以及人與技術(shù)之間的交流，打造高效數(shù)學課堂。

二、基于信息技術(shù)提升初中數(shù)學教學效率的有效策略

（一）智慧課堂：構(gòu)建數(shù)學教學新生態(tài)

數(shù)學教學新生態(tài)是信息技術(shù)與課堂教學深度融合的創(chuàng)新形態(tài)，以智慧課堂為載體，要求教師綜合運用先進的數(shù)字技術(shù)，打破傳統(tǒng)教學的時空間限制，重構(gòu)教學模式。該生態(tài)強調(diào)學習的個性化、多樣化、智能化，以實時共享動態(tài)資源。

以《數(shù)軸、相反數(shù)和絕對值》教學為例，在引入數(shù)軸概念時，教師在交互式白板上呈現(xiàn)一條水平直線，動態(tài)標注其中一點作為原點，賦予數(shù)值0，并添加正方向箭頭和單位長度，展示數(shù)軸構(gòu)建過程。教師動態(tài)調(diào)整標尺范圍，變化從-5到5的整數(shù)刻度，逐步擴展到分數(shù)與小數(shù)的刻度，幫助學生清晰感知數(shù)軸的連貫性。在這一過程中，教師讓學生點擊“添加點”，引導其思考正負方向和單位長度在數(shù)軸中的作用，激發(fā)其探索興趣。在講解相反數(shù)時，教師利用虛擬實驗模擬課本中的機器人走步場景：機器人從0點出發(fā)向西走3米，屏幕上實時顯示機器人移動的軌跡，同時記錄其在數(shù)軸上的點為-3。接著，機器人返回0點，改為向東走2米，再次顯示其移動路徑并標注數(shù)軸上的點為 +2 。學生利用平臺提供的拖動工具調(diào)整機器人的移動方向或距離，動態(tài)生成不同的數(shù)軸標注和點的位置變化。針對絕對值，教師利用可視化工具動態(tài)標注點到原點的距離，在數(shù)軸上動態(tài)展示點 ^-3，+3 分別到原點的距離為3，并用不同顏色標注這些距離段，直觀呈現(xiàn)絕對值的幾何意義。

（二）互動演繹：打造動態(tài)化學習場景

基于信息技術(shù)，教師要將構(gòu)建動態(tài)化學習場景作為教學核心，借助“互動演繹”，促進學生對數(shù)學知識的理解與應用。該模式依托智能交互技術(shù)，能夠生動且形象地呈現(xiàn)抽象的數(shù)學概念，增強學生的直觀感知能力，同時，強調(diào)師生間、生生間以及人與技術(shù)之間的深度互動，可以促進學生對知識的內(nèi)化與遷移。

以《代數(shù)式》教學為例，教師利用動態(tài)幾何軟件展示代數(shù)式的形成過程。系統(tǒng)從數(shù)字“4”開始，逐步加入字母 α_a ，動畫展示 4?a 轉(zhuǎn)化為 4a ，同步強調(diào)數(shù)字為系數(shù)，字母為變量的構(gòu)成關(guān)系。教師調(diào)整動畫的速度與形式，演示 4a 中系數(shù)變化對代數(shù)式的影響，將系數(shù)動態(tài)替換為2，演示 2a 與 4a 的區(qū)別，以及字母變量 Ψ_a 的指數(shù)增加如何生成 a² ，幫助學生直觀理解指數(shù)與冪次的具體含義。在互動環(huán)節(jié)中，教師借助交互式學習平臺，可視化分解多項式。學生輸人多項式 4a²-a+7 ，觀察系統(tǒng)自動識別其中的三項，分別標注 4a²、-a、7 的符號、系數(shù)與次數(shù)。同時，系統(tǒng)動態(tài)高亮多項式中最高次項4a² ，展示其二次特性。學生利用拖拽工具修改每一項的系數(shù)與指數(shù)，將 -a 替換為 -3a ，觀察多項式整體變化，掌握多項式結(jié)構(gòu)。對“單項式次數(shù)”，系統(tǒng)可以生成4a、-、3 等不同的單項式，引導學生根據(jù)提示計算每個單項式的次數(shù)并將答案輸入平臺，實時反饋糾正錯誤操作。

（三）游戲驅(qū)動：激發(fā)數(shù)學學習內(nèi)動力

游戲驅(qū)動是一種以游戲化思維為基礎(chǔ)的教學活動，要求教師嵌入數(shù)學知識點或解題技巧，將學習過程轉(zhuǎn)化為富有趣味性的游戲任務，激發(fā)學生的內(nèi)在學習動力。在信息技術(shù)的支持下，教師可應用虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、人工智能等，以多維度方式呈現(xiàn)數(shù)學知識。在游戲情境中，學生探索多目標的任務，能夠逐步構(gòu)建初中數(shù)學知識，培養(yǎng)數(shù)學思維能力。教師要從教學內(nèi)容與游戲形式的契合度出發(fā)，精心設計數(shù)學學習情境，發(fā)揮游戲化教學的學科價值，充分調(diào)動學生的學習積極性，提高課堂教學效率。

以《一元一次方程及其解法》教學為例，針對問題“羽毛球運動員有19人，比跳水運動員的2倍少1人，跳水運動員有多少人？”，教師設計主題任務“探秘運動員人數(shù)”。教師在虛擬平臺中設置奧運村模擬游戲，讓學生化身“數(shù)學解密師”，了解跳水運動員與羽毛球運動員人數(shù)之間的關(guān)系。教師呈現(xiàn)跳水運動員人數(shù)為 x ，動態(tài)顯示羽毛球運動員人數(shù) 2x-1 與實際人數(shù)19的不平衡狀態(tài)。在交互界面，學生輸入方程 2x-1=19 建立問題模型。完成輸入后，平臺會將方程動態(tài)轉(zhuǎn)化為失衡的天平，左側(cè)表示 2x-1 ，右側(cè)為19。學生要分階段進行游戲，第一步，點擊“加1”按鈕觀察天平的變化。系統(tǒng)動畫顯示兩邊同時增加1，新的方程 2x=20 替代原方程，天平恢復部分平衡狀態(tài)。第二步，學生點擊“除以2”按鈕，動態(tài)分割天平上的權(quán)重，屏幕生成 x=10 的結(jié)果，同時顯示跳水運動員人數(shù)為10的標注（表1）。此時，平臺觸發(fā)動畫展示奧運村的跳水運動員成功集合的畫面，給予即時獎勵并強化學生解決問題的成就感。為提升游戲的挑戰(zhàn)性，教師設計多階段的任務場景，要求學生逐步解鎖復雜的方程情境。初級關(guān)卡設有簡單問題 2x+3 ⁼⁷ ，中級關(guān)卡轉(zhuǎn)為帶分數(shù)系數(shù)的方程 2x+5=11，高級關(guān)卡結(jié)合實際問題“一個矩形的長是寬的3倍，周長為64，求長和寬”。平臺動態(tài)呈現(xiàn)問題中關(guān)鍵數(shù)字的變化，鼓勵學生將問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)式并利用方程求解。

（四）云端助學：拓展數(shù)學學習新空間

在初中數(shù)學課堂，云端助學是基于云計算技術(shù)形成的教學模式，依托云平臺的資源整合、遠程交互功能，為學生提供全時段的學習環(huán)境。通過云端存儲與實時更新的動態(tài)資源庫，學生能隨時獲取多元化的學習材料，完成個性化的學習任務。平臺內(nèi)置的交互功能可促使學習過程從單向知識獲取轉(zhuǎn)向多維互動探究，促使學生深度理解數(shù)學知識，有效提升數(shù)學能力。

以《全等三角形》教學為例，教師選取云平臺動態(tài)資源庫中的兩個全等三角形模型，展示三角形從完全重合狀態(tài)逐漸分離的過程。平臺逐一顯現(xiàn)對應邊， _AB 對應 DE，BC 對應 EF，CA 對應 FD 同步標注角度關(guān)系，顯示 ∠A=∠D，∠B=∠E，∠C =∠F 。對于對應邊相等的性質(zhì)，云平臺含有“探索全等”任務場景，要求學生匹配兩組全等三角形的邊長。系統(tǒng)動態(tài)調(diào)整 ΔABC 的邊，讓 AB=5，BC =7.CA=8 ，學生需手動輸入對應 ΔDEF 的邊長DE，EF，F(xiàn)D 。當輸入正確時，系統(tǒng)利用動畫顯示兩組三角形完全重合，并附帶文字說明“全等三角形的對應邊相等”。若輸入錯誤，平臺以動態(tài)變化的模型展示不匹配的邊長并提示重新操作，這可以讓學生在不斷嘗試中理解全等三角形的核心特性，同時快速識別對應邊。針對對應角相等的特點，教師利用云平臺設計“測量與驗證”活動。學生進入任務后，使用虛擬量角器測量 ΔABC 和ΔDEF 的角度，將 ∠A 和 ∠D 的度數(shù)記錄在任務表格中。在高階任務中，系統(tǒng)隱藏某些角度，要求學生根據(jù)全等三角形的性質(zhì)推導出未顯示角度的數(shù)值。已知 ∠A=50^° ∠B=60^° ，推導 ∠C 的值，并驗證 ∠F=70^° 。

（五）數(shù)據(jù)賦能：精準分析學情促提升

大數(shù)據(jù)、人工智能、學習分析系統(tǒng)等先進技術(shù)，能夠多維度收集并處理數(shù)據(jù)，全面描繪學生的學習狀態(tài)。其中，大數(shù)據(jù)技術(shù)可記錄學生在學習過程中的行為軌跡，挖掘其學習規(guī)律，提供細致人微的學情分析報告。人工智能技術(shù)結(jié)合機器學習算法，能夠預測學生學習能力，識別其知識薄弱點，動態(tài)生成適應性學習建議。

以《軸對稱圖形》教學為例，教師利用學習分析系統(tǒng)，實時記錄學生在答題過程中的行為軌跡。針對標注蜻蜓圖案的對稱軸任務，系統(tǒng)記錄學生繪制對稱軸的準確性，如果有學生標注錯誤，動態(tài)生成錯誤分類報告，顯示錯誤集中在“未正確通過線段中點或未垂直連接對應點”。教師根據(jù)報告可快速識別問題的核心區(qū)域，即學生未能充分理解“對稱軸是對應點連線的垂直平分線”的概念。教師進一步借助人工智能技術(shù)，深入分析學生的解題行為。在任務中，教師要求學生驗證“ ΔABC 與 ΔA^′B^′C^′ 關(guān)于直線 L 對稱”，并標記對稱點、繪制對稱軸查看兩圖形是否重合。人工智能根據(jù)學生的操作路徑，分析其對關(guān)鍵知識點的掌握情況“是否準確識別對稱軸經(jīng)過線段中點并垂直，是否能夠正確標注各點的對應關(guān)系”（A與 A^′，B 與 B^′ ）。若學生反復誤判垂直平分線的繪制位置，系統(tǒng)將自動推送分層任務，從簡單的折紙圖案任務逐步過渡到復雜幾何圖形，幫助學生鞏固概念。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)還能綜合關(guān)聯(lián)學生的完成時間、錯誤次數(shù)和修正行為，生成學習趨勢預測。

三、結(jié)論

綜上所述，在信息技術(shù)的深度支持下，初中數(shù)學教學迎來了新的發(fā)展機遇。教師建立智慧課堂、開展互動演繹、創(chuàng)設游戲驅(qū)動、借助云端助學等，能夠有效打破傳統(tǒng)教學的局限性，創(chuàng)新教學模式，為學生提供直觀生動的學習體驗，幫助其構(gòu)建深刻的數(shù)學認知體系，激發(fā)其學習興趣。同時，基于大數(shù)據(jù)與人工智能的學情分析，有助于教師實施個性化教學，推動教學的精準化發(fā)展。

參考文獻：

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