數(shù)字技術(shù)賦能初中數(shù)學(xué)教學(xué)發(fā)展研究

一、引言

自2022年教育數(shù)字化概念提出以來，各學(xué)科教師開始從編程、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、元宇宙教學(xué)、VR技術(shù)等角度，積極探索學(xué)科教學(xué)的新方向、新思路。數(shù)學(xué)是初中課程體系中的重要組成部分，對學(xué)生思維與能力的發(fā)展具有重要影響。為提升初中數(shù)學(xué)課程的育人價值，數(shù)學(xué)教師應(yīng)加強(qiáng)對數(shù)字技術(shù)融入數(shù)學(xué)教學(xué)的重視，利用數(shù)字技術(shù)優(yōu)勢，全面優(yōu)化數(shù)學(xué)教學(xué)，提升育人質(zhì)量。

二、數(shù)字技術(shù)賦能初中數(shù)學(xué)教學(xué)發(fā)展的意義

（一）豐富教學(xué)資源

在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，初中數(shù)學(xué)教學(xué)資源受教材和課堂限制，難以滿足所有學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。但在教育數(shù)字化的發(fā)展下，初中數(shù)學(xué)教師可以利用數(shù)字化工具，將數(shù)學(xué)教學(xué)資源數(shù)字化，以文字、圖片、聲音、視頻、模型等多種形式融入數(shù)學(xué)課堂，使數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容更加豐富、多樣且具有個性化[]。

（二）創(chuàng)新教學(xué)方式

受傳統(tǒng)教學(xué)模式和教學(xué)工具限制，數(shù)學(xué)課堂常陷入“師講生聽”的教學(xué)模式。但在數(shù)字化技術(shù)的助力下，各種新型教學(xué)工具層出不窮，數(shù)學(xué)教師可以利用這些數(shù)字化工具創(chuàng)新教學(xué)方式，讓抽象的數(shù)學(xué)知識更加立體、直觀和形象，從而在降低數(shù)學(xué)知識理解難度的同時，幫助學(xué)生樹立數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)的信心，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量[2]。

（三）拓展教學(xué)空間

數(shù)學(xué)是學(xué)生日常生活中頻繁使用的學(xué)科之一。學(xué)生對數(shù)學(xué)課程知識的學(xué)習(xí)，可以從課堂延伸至現(xiàn)實生活。但傳統(tǒng)教學(xué)模式中，數(shù)學(xué)教學(xué)被限制在課堂中。教師也試圖將數(shù)學(xué)課堂延伸至學(xué)生生活中，但受諸多因素影響，導(dǎo)致課堂延伸效果不盡如人意。而在數(shù)字技術(shù)的支持下，數(shù)學(xué)教師可以將生活化資源融入課堂，拓寬教學(xué)邊界，還能引導(dǎo)學(xué)生在生活中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，實現(xiàn)課堂的深度延伸。

三、數(shù)字技術(shù)賦能初中數(shù)學(xué)教學(xué)發(fā)展的策略

（一）豐富教學(xué)資源獲取路徑

在教育數(shù)字化的潮流中，初中數(shù)學(xué)教師已然認(rèn)識到教材、學(xué)生生活以及網(wǎng)絡(luò)是課程教學(xué)資源挖掘的三個主陣地[。數(shù)學(xué)教師將數(shù)字技術(shù)引人教學(xué)，不僅能借助數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢，便捷挖掘教材、學(xué)生生活以及網(wǎng)絡(luò)平臺的教學(xué)資源，還能進(jìn)行整理、歸納及二次開發(fā)。相較于傳統(tǒng)教學(xué)模式，數(shù)字技術(shù)豐富了教學(xué)資源的獲取路徑，也提升了教學(xué)質(zhì)量。

以人教版七年級數(shù)學(xué)上冊課程“正數(shù)和負(fù)數(shù)”為例，正數(shù)和負(fù)數(shù)通常表示兩種具有相反意義的量，如收益與虧損、增加與減少、買入與賣出等。初中數(shù)學(xué)教師在該章節(jié)課程教學(xué)中，不僅可以利用教材所提供的教學(xué)情景，從零上溫度與零下溫度、盈利額與虧損額、增加百分率與減少百分率等角度理解正數(shù)與負(fù)數(shù)，還能結(jié)合學(xué)生生活，運用數(shù)字化手段，建設(shè)教學(xué)資源。比如，教師可以基于家庭的營收和消費創(chuàng)設(shè)情景，利用多媒體技術(shù)，以圖片形式展示某位學(xué)生家庭一個月的收支情況。收入的部分用正數(shù)表示，支出的部分用負(fù)數(shù)表示，如表1所示。

此時，教師可以基于該家庭的收支情況，引導(dǎo)讓學(xué)生對正數(shù)和負(fù)數(shù)形成正確認(rèn)知，隨后讓學(xué)生分析正數(shù)和負(fù)數(shù)在該收支情況表中的意義。待學(xué)生分析完成后，教師可以利用Excel對表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，此時學(xué)生就會發(fā)現(xiàn)，將數(shù)字按照其代表的意義，以正數(shù)和負(fù)數(shù)的方式進(jìn)行區(qū)分，不僅能使數(shù)據(jù)更有條理，同時也能方便數(shù)據(jù)的處理。綜上，強(qiáng)調(diào)數(shù)字賦能初中數(shù)學(xué)，可以讓數(shù)學(xué)教學(xué)工作借助數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢，實現(xiàn)數(shù)學(xué)教學(xué)資源獲取路徑的拓展，提升數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

表1某位學(xué)生家庭一個月的收支情況

（二）轉(zhuǎn)變教學(xué)內(nèi)容加工方式

數(shù)學(xué)資源是初中數(shù)學(xué)知識的載體，而數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容則是這些資源與教學(xué)目標(biāo)相結(jié)合的具體體現(xiàn)[4。對于初中數(shù)學(xué)教學(xué)而言，教學(xué)內(nèi)容是整個教學(xué)活動的基礎(chǔ)，而教學(xué)活動的核心在于教師對教學(xué)內(nèi)容的處理方法。數(shù)字教育時代，數(shù)學(xué)教師對數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的加工方式，包括但不僅限于“講解”或“演示”。因此，數(shù)學(xué)教師在教學(xué)實踐中需提升對數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容二次加工的能力，開發(fā)和創(chuàng)新數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的加工方式，助力學(xué)生掌握數(shù)學(xué)知識。

以人教版七年級數(shù)學(xué)上冊課程“有理數(shù)的加法與減法”為例，在以往的教學(xué)模式中，數(shù)學(xué)教師會借助“數(shù)軸”，讓學(xué)生在實踐操作過程中，總結(jié)有理數(shù)加和有理數(shù)減的運算規(guī)律。這樣學(xué)生就可以直觀看到，一個數(shù)與同號數(shù)、不同號數(shù)以及零相加的結(jié)果。雖然這種教學(xué)方法直觀易懂，但部分仍受數(shù)軸干擾，難以區(qū)分同號數(shù)與異號數(shù)的加法運算。為幫助學(xué)生有效區(qū)分同號數(shù)相加與異號數(shù)相加的區(qū)別，數(shù)學(xué)教師可以從數(shù)字化角度出發(fā)，將Flash動畫引入數(shù)學(xué)課堂。此時，教師可以在Flash操作界面中繪制數(shù)軸，并設(shè)定單位長度、原點和正方向。接著，教師引入具體情景，并找到兩個相反意義的量。比如，教師可以創(chuàng)設(shè)情景“阿明在教學(xué)樓前背書，以教學(xué)樓門為原點，他在某一段時間內(nèi)，從原點出發(fā)后的行動路線如下： + 5 、 - 4 、 + 3 、 - 2 、 + 2 、 + 1 。$ 其中正數(shù)表示阿明朝正東移動的距離，負(fù)數(shù)表示阿明朝正西移動的距離。

當(dāng)教師利用Flash動畫解決有理數(shù)加法的問題時，可以在數(shù)軸上放置一個圖標(biāo)，表示阿明的位置。當(dāng)阿明移動的距離 +5 時，F(xiàn)lash動畫中，阿明朝數(shù)軸正方向移動5個單位；當(dāng)阿明移動距離為-4時，F(xiàn)lash動畫中，阿明朝數(shù)軸負(fù)方向移動4個單位。阿明位置每移動一次，教師就要引導(dǎo)學(xué)生觀察一次，使其發(fā)現(xiàn)同號有理數(shù)和異號有理數(shù)相加的計算過程。這樣數(shù)學(xué)教師不僅可以用直觀形象的方式展示有理數(shù)的計算，降低學(xué)生理解難度，還能借助數(shù)字化技術(shù)革新數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的加工，為教學(xué)改革和優(yōu)化提供新視角。

（二）優(yōu)化教學(xué)要素互動形式

數(shù)字技術(shù)在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，豐富了數(shù)學(xué)課堂的教學(xué)要素。在數(shù)字技術(shù)融人的數(shù)學(xué)課堂中，教師若想提升數(shù)學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，需處理好教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容、數(shù)字技術(shù)、教學(xué)環(huán)境等教學(xué)要素之間的關(guān)系[5]。對此，教師可從教學(xué)要素互動形式的優(yōu)化角度展開思考，轉(zhuǎn)傳統(tǒng)的、以課堂為載體的互動形式為以數(shù)字技術(shù)為載體的互動形式。如此，教師不僅能提升數(shù)字技術(shù)與各教學(xué)要素之間的互動效果，還能讓其他教學(xué)要素在數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用更加多樣、靈活。

以人教版八年級數(shù)學(xué)上冊課程“全等三角形”為例，在本章節(jié)中，學(xué)生需要在掌握“全等”概念的基礎(chǔ)上，利用全等三角形的性質(zhì)，掌握全等三角形的判定條件。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師會以課堂為基礎(chǔ)，要求學(xué)生通過教材中的文字描述和案例，完成全等三角形判定條件的學(xué)習(xí)。這種教學(xué)形式下，各教學(xué)要素之間的互動形式相較單一，無法滿足部分學(xué)困生的學(xué)習(xí)需求。對此，教師可從數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的角度出發(fā)，將全等三角形的判定條件，和不同判定條件下全等三角形的判定過程，輸入到數(shù)字技術(shù)中，而后借助數(shù)字技術(shù)的展示功能，幫助學(xué)生直觀地觀察和分析三角形全等的判定條件及過程。

以全等三角形的判定條件“兩邊和他們的夾角分別相等的兩個三角形全等（SAS）”為例，在初中數(shù)學(xué)教學(xué)實踐中，教師可在數(shù)學(xué)畫圖軟件MATLAB中畫出一個三角形 Δ ABC，而后依據(jù)全等三角形判定條件（SAS）的要求，重新畫一個三角形，使其的兩邊及其夾角，與Δ ABC相等，而后教師可通過移動新畫的三角形，使其與 Δ ABC重合。這樣，教師便借助數(shù)字技術(shù)在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的引人，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容與教師、學(xué)生等教學(xué)要素之間的互動形式，從而提升數(shù)學(xué)課程的教學(xué)效果。

（三）豐富數(shù)學(xué)課堂教學(xué)模式

在數(shù)字技術(shù)的支持下，教師可對當(dāng)前的數(shù)學(xué)教學(xué)模式進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，使數(shù)學(xué)教學(xué)模式展現(xiàn)出豐富化、多樣化的特征。

以線上線下混合教學(xué)模式為例，該教學(xué)模式要求教師在線下教學(xué)活動中，應(yīng)靈活使用線上教學(xué)平臺，而后借助線上平臺的教學(xué)優(yōu)勢，達(dá)到豐富教學(xué)資源、優(yōu)化教學(xué)評價等教學(xué)目的，以滿足數(shù)學(xué)課程深化改革的教學(xué)目的。如，當(dāng)教師在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)八年級數(shù)學(xué)上冊課程“整式的乘法與因式分解”時，部分學(xué)生會因 a^m?aⁿ=a^m+n （a^m）ⁿ=a^mn，（ab）ⁿ=aⁿbⁿ，a^m÷aⁿ=a^m-n 等公式在表現(xiàn)形式上的相似，而出現(xiàn)公式混用的情況。為幫助學(xué)生有效區(qū)分以上公式，教師除了利用線下教學(xué)活動對以上公式進(jìn)行講解之外，還可以借助線上線下混合教學(xué)模式的構(gòu)建，將“國家中小學(xué)智慧教育平臺”引入初中數(shù)學(xué)課堂，而后借助“國家中小學(xué)智慧教育平臺”中的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)課程資源對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，讓學(xué)生在其他優(yōu)秀教師的引導(dǎo)下，再度學(xué)習(xí)以上公式。另外，為提升線上線下混合教學(xué)模式構(gòu)建的效果，教師可借助“國家中小學(xué)智慧教育平臺”，對數(shù)學(xué)課程“整式的乘法與因式分解”的線上教學(xué)過程進(jìn)行設(shè)計。從而讓初中數(shù)學(xué)課程的線上教學(xué)和線下教學(xué)緊密地結(jié)合在一起，提升數(shù)學(xué)課程的教學(xué)效果。此外，因部分線上教育平臺兼具教學(xué)評價的功能，所以教師還可在線上線下混合模式的構(gòu)建中，引入教學(xué)評價工作，提升線上線下混合教學(xué)模式構(gòu)建的價值。如，在“國家中小學(xué)智慧教育平臺”中，教師可利用平臺提供的基礎(chǔ)性作業(yè)和習(xí)題，對學(xué)生學(xué)習(xí)的效果進(jìn)行檢驗。這樣，教師不僅能實現(xiàn)初中數(shù)學(xué)教學(xué)模式的創(chuàng)新，還能利用數(shù)學(xué)教學(xué)模式的創(chuàng)新，在提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果的基礎(chǔ)上，掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的實效。

（四）完善課程教學(xué)評價體系

在數(shù)字賦能初中數(shù)學(xué)的工作中，教學(xué)評價既是數(shù)字賦能初中數(shù)學(xué)的指導(dǎo)，也是數(shù)字賦能初中數(shù)學(xué)的保障。只有科學(xué)、合理地完善課程教學(xué)評價體系，數(shù)學(xué)教師才能準(zhǔn)確掌握數(shù)字賦能在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的實效，識別并改進(jìn)數(shù)字賦能初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的不足，從而不斷優(yōu)化教學(xué)方法。

以人教版九年級數(shù)學(xué)上冊課程“一元二次方程”為例，為了提升數(shù)字技術(shù)賦能初中數(shù)學(xué)的教學(xué)效果，數(shù)學(xué)教師可以利用希沃信鴿強(qiáng)大的數(shù)據(jù)收集和分析功能，對數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行有效收集。這些數(shù)據(jù)包括系統(tǒng)的使用程度、應(yīng)用方式、學(xué)生參與課堂教學(xué)活動的積極性、學(xué)生在課余時間使用系統(tǒng)學(xué)習(xí)的頻率，以及課堂教學(xué)結(jié)束后學(xué)生習(xí)題的完成情況等。

比如，當(dāng)教師通過希沃信鴿提供的隨堂測試題，發(fā)現(xiàn)學(xué)生并未理解“解一元二次方程”的思路，此時教師可以給學(xué)生布置課后作業(yè)，讓學(xué)生利用教師提供的學(xué)習(xí)資源，明確代入消元與加減消元之間的異同。為驗證學(xué)生學(xué)習(xí)成效，在新課開始前，數(shù)學(xué)教師可通過希沃信鴿向?qū)W生推送質(zhì)量檢測題目，當(dāng)學(xué)生答題完成后，再由希沃信鴿系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。

此時教師不僅要借助希沃信鴿的分析結(jié)果，明確學(xué)生課后學(xué)習(xí)的質(zhì)量和效果，還要掌握學(xué)生數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)中的薄弱點，以便有針對性地調(diào)整教學(xué)對策，提升初中數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

四、結(jié)束語

綜上所述，數(shù)字技術(shù)賦能初中數(shù)學(xué)，不僅能提升數(shù)學(xué)課程的育人實效，也能為數(shù)學(xué)教學(xué)工作的改進(jìn)和優(yōu)化，提供新的思路和方向。高中數(shù)學(xué)教師應(yīng)當(dāng)基于實際教學(xué)的需求，嘗試從教學(xué)資源獲取路徑、教學(xué)內(nèi)容加工方式、教學(xué)要素互動形式、數(shù)學(xué)課堂教學(xué)模式、數(shù)學(xué)教學(xué)評價體系等角度，探索數(shù)字技術(shù)融入數(shù)學(xué)教學(xué)的方法，為初中數(shù)學(xué)學(xué)科育人價值的提升，提供支持。

參考文獻(xiàn)

[1]周澤慧.整合TPACK框架與數(shù)字化教學(xué)——以一節(jié)初中數(shù)學(xué)實驗課為例[J].數(shù)理天地（初中版），2024，（13）：125-127.

[2]高長亮.運用信息技術(shù)提升初中數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的策略研究[J].數(shù)學(xué)之友，2024，（09）：62-64+69.

[3]劉莉萍.淺論教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下的初中數(shù)學(xué)教育創(chuàng)新[J].新智慧，2024，（06）：31-33.

[4]張秋婷.創(chuàng)新初中數(shù)學(xué)教學(xué)發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)——以培育學(xué)生幾何直觀能力為例[J].新課程，2024，（02）：142-144.

[5]顧益明.基于數(shù)字化技術(shù)的初中數(shù)學(xué)課堂打造方案[J].知識文庫，2017，（01）：207.