信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)課程深度融合研究

摘

要：教育信息化2.0時(shí)代的到來讓教育行業(yè)與信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)深度融合。高中階段數(shù)學(xué)科目是培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力、邏輯思維能力的關(guān)鍵科目，將信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)互相融合，既符合教育信息化發(fā)展要求，也能為高中數(shù)學(xué)教師的教學(xué)提供更多參考。文章主要對(duì)信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)課程深度融合的策略進(jìn)行了研究，以期為相關(guān)教育者提供參考。關(guān)鍵詞：高中數(shù)學(xué)；信息技術(shù)；教育信息化借助信息技術(shù)，教師在講解數(shù)學(xué)知識(shí)時(shí)，不僅可以刺激學(xué)生的視覺、聽覺，也可以將抽象的，難懂的知識(shí)以直觀的、形象的形式展現(xiàn)在學(xué)生面前，既降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，又可以豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，還可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，為其未來的學(xué)習(xí)和工作奠定良好的基礎(chǔ)。為了豐富數(shù)學(xué)課堂，使數(shù)學(xué)知識(shí)更易于被學(xué)生所接受，教師必須注重探討高中數(shù)學(xué)和信息技術(shù)之間融合的有效手段，以全面提升數(shù)學(xué)教學(xué)的整體水平。一、信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)課程深度融合的意義（一）提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，學(xué)生在課堂上只能被動(dòng)接受教師的講解，教師處于主體地位，具有絕對(duì)的權(quán)威，通過黑板、粉筆向?qū)W生展示知識(shí)，并且在教學(xué)過程中，也要嚴(yán)格遵守教學(xué)計(jì)劃。但這種課堂教學(xué)方式太過生硬死板，往往不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動(dòng)性，學(xué)生對(duì)知識(shí)的接受能力相對(duì)較弱，在課堂上不能取得理想的效果。信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)教學(xué)的深度融合則可以突破傳統(tǒng)的教學(xué)方式，將抽象的內(nèi)容與生活實(shí)際結(jié)合起來，使知識(shí)的呈現(xiàn)更形象、更具體，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠分清主次和重點(diǎn)，以此能在最短的時(shí)間內(nèi)吸收知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率，讓學(xué)生成為課堂的主人，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)興趣。（二）提升教學(xué)效率在科技高速發(fā)展的今天，信息技術(shù)與教學(xué)融合已成為一種必然趨勢(shì)。利用信息技術(shù)，教師可以將數(shù)學(xué)知識(shí)編輯成動(dòng)態(tài)圖片或視頻，在課堂上為學(xué)生播放，這樣既能解放教師的雙手，讓教師有更多的時(shí)間關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)，也可優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，基于信息技術(shù)的多媒體教學(xué)方式使高中數(shù)學(xué)課堂活動(dòng)更加豐富多彩。高中生正值青春發(fā)育期，而且高中數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)邏輯性思維的要求較高，這就導(dǎo)致了一些學(xué)生在學(xué)習(xí)高中數(shù)學(xué)時(shí)感到枯燥乏味，從而導(dǎo)致在課堂上心不在焉。在此背景下，信息技術(shù)作為一種輔助教學(xué)方法，既可以將現(xiàn)有的教育理論研究成果運(yùn)用到實(shí)際中，也可以將課堂氣氛活躍起來，通過直觀的聲音、圖像等來闡述數(shù)學(xué)的原理和知識(shí)，以此刺激學(xué)生的感官，使其在高中數(shù)學(xué)中的積極性得到充分發(fā)揮，從而提高高中數(shù)學(xué)教學(xué)效果。二、信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)課程深度融合存在的問題（一）缺乏有效的教學(xué)資源和教材教師在教學(xué)過程中面臨著缺乏有效的教學(xué)資源和教材的挑戰(zhàn)。由于深度融合要求教學(xué)資源和教材能夠有機(jī)地結(jié)合數(shù)學(xué)和信息技術(shù)的知識(shí)，目前市場(chǎng)上相關(guān)資源和教材仍然相對(duì)匱乏。這使得教師在教學(xué)中往往無法找到合適的教學(xué)素材，從而制約了深度融合的發(fā)展。教師在借助信息技術(shù)開展課堂教學(xué)時(shí)，也有一定的技術(shù)困難。教師不僅要了解如何講解數(shù)學(xué)知識(shí)，也要知道如何使用各類數(shù)學(xué)軟件、在線師生平臺(tái)，這樣才能夠在課堂上讓學(xué)生感受到教師的專業(yè)性。但并不是所有的教師都具備這一能力，甚至還有教師對(duì)信息技術(shù)教學(xué)法存在排斥心理，如此一來，在具體的教學(xué)過程中，必然會(huì)影響課堂教學(xué)效果。此外，數(shù)學(xué)和信息技術(shù)作為兩個(gè)獨(dú)立的學(xué)科，所以高中數(shù)學(xué)與信息技術(shù)深度融合還面臨著學(xué)科之間結(jié)構(gòu)與教學(xué)目標(biāo)的差異性問題。在深度融合過程中，需要將數(shù)學(xué)和信息技術(shù)的知識(shí)有機(jī)地結(jié)合，但由于學(xué)科之間的差異性，教師往往需要花費(fèi)更多的時(shí)間和精力去調(diào)整和整合兩者之間的內(nèi)容與目標(biāo)，增加了教學(xué)的復(fù)雜性。（二）師資力量不足深度融合要求教師既具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，又熟練掌握信息技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和技能。然而，由于信息技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展速度極快，教師在信息技術(shù)方面的專業(yè)水平和素養(yǎng)相對(duì)滯后，導(dǎo)致師資隊(duì)伍在深度融合中存在一定的不足。首先，信息技術(shù)的知識(shí)體系和應(yīng)用技巧日新月異，教師在應(yīng)對(duì)復(fù)雜的教學(xué)任務(wù)之時(shí)，還要學(xué)習(xí)各種編程知識(shí)，數(shù)據(jù)處理知識(shí)以及了解新興技術(shù)領(lǐng)域，如人工智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，但教師并沒有足夠的時(shí)間去學(xué)習(xí)，提高自身的信息素養(yǎng)也會(huì)有一定的挑戰(zhàn)。其次，由于信息技術(shù)領(lǐng)域知識(shí)更新迅速，傳統(tǒng)的師范教育難以及時(shí)為教師提供更新的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。教師在求職階段可能掌握了一定的信息技術(shù)知識(shí)，但隨著時(shí)間的推移，他們很難跟上新技術(shù)和工具的發(fā)展。這種技術(shù)斷層使得教師無法全面了解和應(yīng)用最新的信息技術(shù)在深度融合中的應(yīng)用。此外，教師受到傳統(tǒng)應(yīng)試教育理念的影響，一些高中數(shù)學(xué)教師仍然持有傳統(tǒng)教育思想，認(rèn)為課堂上帶領(lǐng)學(xué)生做題，掌握公式和定理即可，沒有必要借助信息技術(shù)，因此在利用信息資源時(shí)仍然有排斥心理或保守態(tài)度，這在一定程度上也會(huì)阻礙信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)的深度融合。三、信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)課程深度融合的策略（一）加強(qiáng)教師培訓(xùn)加強(qiáng)教師培訓(xùn)是推動(dòng)高中數(shù)學(xué)與信息技術(shù)深度融合的重要舉措。教師培訓(xùn)可以通過理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐示范和合作交流等方式來加強(qiáng)和提升。在理論學(xué)習(xí)方面，教師可以學(xué)習(xí)關(guān)于數(shù)學(xué)與信息技術(shù)融合的理論模式、教學(xué)設(shè)計(jì)原則等內(nèi)容，以加強(qiáng)對(duì)數(shù)學(xué)與信息技術(shù)關(guān)系的理解和掌握。教師可以先從理論融合入手，探討信息技術(shù)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，其可以為學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。另外，培訓(xùn)過程中也要重視理論和實(shí)踐的互相融合，真正讓教師有足夠的時(shí)間親身設(shè)計(jì)課件，親自體驗(yàn)信息技術(shù)的應(yīng)用，掌握各種各樣的技巧，必要時(shí)，可以借助關(guān)鍵教學(xué)案例進(jìn)行實(shí)際講解和示范。例如，在學(xué)習(xí)平面幾何時(shí)，可以通過使用信息技術(shù)工具展示三角形的性質(zhì)和變換等內(nèi)容，讓學(xué)生更直觀地理解幾何知識(shí)。在合作交流方面，教師培訓(xùn)可以提供合作交流的機(jī)會(huì)，讓教師分享彼此的經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)方法，相互借鑒。通過與其他教師的交流，教師可以了解其他學(xué)?；虻貐^(qū)在數(shù)學(xué)與信息技術(shù)融合方面的做法和成果，并從中找到適合自己的教學(xué)方法。通過加強(qiáng)教師培訓(xùn)，教師可以更好地應(yīng)用信息技術(shù)工具進(jìn)行教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。這不僅有助于推動(dòng)高中數(shù)學(xué)與信息技術(shù)的深度融合，也有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。（二）開發(fā)和推廣優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源和教材積極開發(fā)和推廣優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源和教材是教育深度融合的重要舉措之一。通過數(shù)字化教材、在線學(xué)習(xí)平臺(tái)和互動(dòng)教學(xué)工具的使用，教師和學(xué)生可以獲得更多的選擇和支持，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的教學(xué)效果。數(shù)字化教材是一種教學(xué)資源的創(chuàng)新形式，可以通過多媒體、動(dòng)畫和交互式內(nèi)容來增強(qiáng)學(xué)習(xí)的吸引力和趣味性。例如，針對(duì)數(shù)學(xué)教材，可以開發(fā)一個(gè)數(shù)字化教材，其中包含與課文相關(guān)的短視頻、圖片、音頻等多媒體資源，讓學(xué)生在觀看的過程中更好地理解和記憶知識(shí)點(diǎn)。此外，在線學(xué)習(xí)平臺(tái)也可以提供在線測(cè)驗(yàn)、學(xué)習(xí)計(jì)劃和學(xué)習(xí)反饋等功能，幫助學(xué)生更好地掌握知識(shí)。互動(dòng)教學(xué)工具是另一種可以促進(jìn)深度融合的教學(xué)資源。例如，教師可以借助屏幕共享工具，在教師講解的過程中，學(xué)生也能夠?qū)崟r(shí)觀看屏幕上的內(nèi)容。這樣一來，師生之間可以針對(duì)各種問題展開交流和討論。當(dāng)學(xué)生與教師之間的距離、與教材之間的距離、與知識(shí)之間的距離不斷拉近時(shí)，不僅可以拓展學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，也能鍛煉學(xué)生的合作能力和交流能力。在這一工具中，教師也可加入一些語音識(shí)別工具或自動(dòng)翻譯工具，輔助學(xué)生的溝通。（三）整合課程內(nèi)容在高中數(shù)學(xué)課程中，融入信息技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容是一種積極的教學(xué)方法，其可以為學(xué)生提供更具實(shí)踐性和實(shí)用性的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。信息技術(shù)的發(fā)展使得數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活更加緊密地聯(lián)系在一起，通過將數(shù)據(jù)分析、編程和算法等內(nèi)容整合到數(shù)學(xué)教學(xué)中，可以激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)他們解決問題的能力，并提升他們的信息技術(shù)素養(yǎng)。數(shù)據(jù)分析是信息技術(shù)領(lǐng)域中的重要概念，其可以從大量的數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的信息。在高中數(shù)學(xué)課程中，教師可以引入統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)和相應(yīng)的軟件工具，如Excel或Python的數(shù)據(jù)分析庫，讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何收集、整理和分析數(shù)據(jù)。例如，為學(xué)生展示一組身高信息，讓學(xué)生利用數(shù)據(jù)分析工具計(jì)算出平均身高、標(biāo)準(zhǔn)差等，學(xué)生也可以在此基礎(chǔ)之上分析不同年齡，不同性別身高的分布規(guī)律。算法是解決問題的步驟和方法的描述，其在解決數(shù)學(xué)問題時(shí)會(huì)起到關(guān)鍵作用。在數(shù)學(xué)課程中，教師可以引入基本的算法概念，并讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何設(shè)計(jì)和應(yīng)用算法來解決數(shù)學(xué)問題，如排序、查找和圖論等。例如，教師為學(xué)生展示一組無順序的數(shù)值，學(xué)生學(xué)習(xí)使用排序算法，例如冒泡排序或快速排序，按照升序或者降序排列，這樣也能夠最快掌握算法的具體應(yīng)用。教師也可以同時(shí)融入一些數(shù)據(jù)分析、編程和算法等相關(guān)內(nèi)容，既鞏固學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)，也能鍛煉學(xué)生的問題解決能力。同時(shí)，這些內(nèi)容的引入也能夠培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)，為他們未來的學(xué)習(xí)和就業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)不再是單純的抽象概念，通過信息技術(shù)的融入，數(shù)學(xué)變得更加生動(dòng)和有趣，為學(xué)生打開了一扇通往科技前沿的大門。（四）利用信息技術(shù)優(yōu)化數(shù)學(xué)情境優(yōu)化教學(xué)情境之前，教師應(yīng)當(dāng)在備課過程中做好充足的工作，例如將課件中的文本信息、聲音信息、圖片信息、影像信息集合在一起，保證課堂上播放的流暢性。教師也可以借助暫停，循環(huán)播放等，鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)某一問題展開具體的交流。步入高中階段。學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)知識(shí)越來越難，越來越抽象，如果僅靠自己的想象難以快速找到解決方法。此時(shí)教師可以借助信息技術(shù)讓學(xué)生的解題過程更加具體，思維可視化，使學(xué)生快速理解題目要求，并找到解題方向。當(dāng)然，教師也需要為學(xué)生強(qiáng)化目標(biāo)意識(shí)，知道信息化教學(xué)的最終目的，只有這樣才能讓教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)更加合理，更好地符合學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)儲(chǔ)備和能力水平的要求。以高中數(shù)學(xué)“圓錐曲線”的教育內(nèi)容為例，教師可以先在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)用信息技術(shù)為學(xué)生展示圓錐曲線的圖案，然后讓學(xué)生觀察，引發(fā)合理的聯(lián)想，并從某一切入點(diǎn)展開交流，這一過程是鍛煉學(xué)生空間想象能力的關(guān)鍵步驟。接著，教師再用信息技術(shù)軟件向?qū)W生展示圓錐曲線的變化規(guī)律，使學(xué)生加深對(duì)這一曲線定義的理解和認(rèn)知。此外，教師也可以邀請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)利用相關(guān)的軟件自行繪制圓錐曲線這一過程，所有學(xué)生都會(huì)積極舉手，踴躍參與，在不斷交流，不斷嘗試的過程中，他們也會(huì)加深對(duì)知識(shí)的概念、原理等理解。（五）建立學(xué)校與行業(yè)的合作關(guān)系建立學(xué)校與行業(yè)的合作關(guān)系對(duì)學(xué)生而言具有重要意義。特別是在信息技術(shù)領(lǐng)域，與企業(yè)和機(jī)構(gòu)建立合作關(guān)系能夠?yàn)閷W(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會(huì)和實(shí)習(xí)項(xiàng)目，讓他們更好地了解行業(yè)應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)。借助校企合作，教師可以挖掘更多能夠用在課堂上的教學(xué)資源，而學(xué)生也有機(jī)會(huì)接觸工作中數(shù)學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用需求和項(xiàng)目要求，并與企業(yè)專業(yè)人員合作，大幅提高學(xué)生的應(yīng)用能力。教師也可以與學(xué)生就某一問題進(jìn)行深入了解，積極搜尋相關(guān)資料，為學(xué)生將來的深度學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。與行業(yè)的合作還可以為學(xué)生提供實(shí)習(xí)項(xiàng)目的機(jī)會(huì)。學(xué)生在實(shí)習(xí)期間可以在真實(shí)的工作環(huán)境中學(xué)習(xí)和實(shí)踐，與行業(yè)從業(yè)者共事，并了解行業(yè)的運(yùn)作機(jī)制和發(fā)展趨勢(shì)。通過實(shí)習(xí)，學(xué)生可以將課堂學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中，增加他們未來的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。另外，與行業(yè)的合作還能夠促進(jìn)學(xué)校和行業(yè)之間的交流與合作。學(xué)?？梢越柚袠I(yè)資源和專業(yè)人士的經(jīng)驗(yàn)，提供