谈信息技术与高中数学课程的整合

李婧妍

【摘要】随着社会的快速发展，人们的物质生活得到了极大的满足，对于生活的追求也变得越来越高，教育方面亦是如此.新课改对教育也提出了更高的要求.在教学中，教师不能墨守成规，要积极探索新方法、新思想，在充实自己的同时丰富课堂.信息技术作为新生的力量，在教育中也有着非常重要的影响，甚至改变了传统的教学方式.基于此，文章以高中数学为研究对象，分析信息技术的整合策略，希望可以为数学教学发展提供一些建议.

【关键词】信息技术；高中数学；学习资源

引 言

信息技术的发展正在深刻影响着各个领域，教育也不例外.在数字化时代，将信息技术与教育相结合已成为教育改革的重要方向之一.高中数学作为培养学生逻辑思维、分析问题和解决问题能力的重要学科，也需要与信息技术进行有机的整合.文章旨在探讨信息技术与高中数学课程的整合，探寻整合的意义和策略，为教育者提供一种新的思路和方法.

一、信息技术在高中数学教学中的优势

（一）增强可视化效果

通过使用教学软件、应用程序和虚拟实验环境，学生可以将抽象的数学概念和过程转化为可视化的形式.例如，使用教学软件可以绘制图形和函数曲线，学生可以通过观察这些图形来理解数学函数的性质和变化规律.而在虚拟实验环境中，学生可以通过模拟实验来观察数学现象的变化，从而更深入地理解数学原理.通过可视化效果，学生可以更清晰地看到数学概念之间的关系和连接，从而使自身的基础更加牢固.

（二）提供个性化学习

每名学生在学习数学方面的能力和兴趣都有所不同.传统的课堂教学难以满足每名学生的个性化需求.而信息技术的应用可以根据学生的不同情况和需求，提供个性化的学习资源和学习方式.通过使用数学教学软件和在线学习平台，学生可以根据自己的学习进度和兴趣选择适合自己的学习内容和学习方式.同时，信息技术可以提供学习辅助工具，帮助学生更好地理解和掌握数学知识.一些学生可能需要更多的练习来强化基础知识；而另一些学生可能需要更多的挑战来拓展思维能力.通过个性化学习，学生可以根据自己的需求进行学习，提高学习效果和学习成果.

（三）拓宽学习资源

传统的数学教学主要依赖于教科书和教师的讲授，学生的学习资源相对有限.而信息技术的应用可以通过互联网和在线学习平台，为学生提供更广泛、更多样的学习资源.学生可以通过在线教程、视频课程、学术论文等，更全面地了解和学习数学知识.此外，还有许多数学学习网站和应用程序提供交互式学习体验，让学生能够通过实际操作和探索来加深对数学概念的理解.信息技术的应用还可以使学生与世界各地的数学专家和同学进行交流和合作.通过在线论坛、博客和社交媒体等平台，学生可以与其他同学和数学爱好者分享想法，互相学习.

二、高中数学教育中存在的问题

（一）抽象性和难度

数学作为一门抽象学科，往往需要学生通过抽象思维和逻辑推理来解决问题.然而，对于许多学生来说，这种抽象性可能会带来困难.他们可能会觉得难以理解和应用抽象的概念，例如代数、几何和微积分等.这种抽象性和难度也导致了学生对数学的恐惧和厌倦情绪的产生.他们可能会觉得数学题目复杂烦琐，解题过程枯燥乏味，缺乏实际应用场景的参考.这不仅对学生的学习积极性造成了负面影响，也限制了他们对数学知识的深入理解和掌握.

（二）缺乏实际应用

高中数学教育中存在着一个问题，那就是缺乏实际应用.传统的高中数学课程往往注重理论知识的传授和解题技巧的训练，但相对缺乏将数学知识与实际生活、工作场景结合的教学内容.这种缺乏实际应用的问题导致学生难以将所学的数学知识与实际情境相联系.他们可能会觉得学习数学只是为了应付考试，而缺乏对数学知识的真正理解和兴趣.更严重的是，一些学生可能无法将数学所具有的解决实际问题的能力转化到日常生活中，无法灵活运用数学思维和方法解决现实中的难题.

（三）缺乏互动与参与

传统的数学教育往往采用教师讲解和学生听讲的方式，缺乏学生的互动和参与.一方面，这种教学模式容易让学生感到枯燥无味，减少他们对数学学科的兴趣和热情；另一方面，缺乏互动与参与也会导致学生的思维能力和问题解决能力的不足.学生没有机会在课堂上积极探究和交流，无法深入理解数学概念和方法的特点和应用场景，缺乏发问和回答问题的机会，也无法分享和借鉴其他同学的思路和方法.

（四）考试导向

在当前的教育环境下，由于高考等重要考试的压力，数学教育往往更加注重应试技巧和应试训练，而忽视了培养学生的数学思维、创造力和问题解决能力.这种考试导向的问题导致学生对数学的学习不再是为了真正理解和运用数学知识，而是为了追求高分和通過考试.他们可能将数学视为一门“应试科目”，只注重背诵公式和模板，而缺乏对数学的深入思考和探索.这不仅限制了学生的学习动力和创造力的发展，而且导致他们对数学的兴趣逐渐减退.

三、信息技术与高中数学课程整合的方法

（一）使用教学软件和应用程序

教师在教学中使用教学软件和应用程序可以帮助学生更好地理解和掌握数学概念，提高他们的计算和解决问题的能力.此外，这些工具还可以帮助学生更好地进行数据分析和可视化，通过模拟和展示等方式，更生动、形象地向学生呈现数学知识.使用教学软件和应用程序还可以激发学生的兴趣和热情，加深他们对数学学科的理解和认识.其间，学生可以通过自己的实验和探索，更好地理解和体验数学原理和应用场景.

以“幂函数”这一节为例，教师可以在软件中输入函数y=xn来绘制幂函数的图像，让学生观察图像的特征和变化规律，也可以让学生自己探索不同参数n的取值对幂函数图像的影响.例如，改变n的值来观察幂函数图像的斜率、凹凸性、零点和极值等特征.接着，教师可以让学生自行利用教学软件，发现幂函数的对称性和变换规律等性质，并进一步深入探究.在练习时，教师可以通过数学应用程序或其他互动工具设计一些选择题或填空题，让学生快速回顾幂函数的相关知识；还可以设计一些探究性问题，让学生主动思考和解决问题，并与同学进行交流讨论，以进一步提高他们的数学素养和思维能力.为了加强学生对幂函数的理解和应用，教师可以布置一些有关幂函数的实际问题，如数学建模问题、物理应用问题等，让学生通过教学软件分析并解决这些问题.教师可以让学生探究球的体积与半径的关系、火箭的质量与加速度的关系等实际问题，让学生将所学的幂函数知识应用到实际情况中去，并且通过分析结果来验证和加深学习成果.总之，在教学中，教师可以利用教学软件和应用程序来引导学生对数学知识进行主动探究、深入思考和灵活运用，以促进他们的数学素养和创新能力的提升.

（二）创设虚拟实验环境

虚拟实验环境是基于计算机技术和模拟仿真技术创建的一种虚拟现实场景，可以模拟真实的实验情境并进行交互式实验.通过虚拟实验环境，学生可以进行多次实验，观察和记录结果，探索不同变量对实验结果的影响.这种亲身参与的实验体验可以帮助学生更好地理解和应用数学知识，培养他们的实验设计和数据分析能力.在传统实验中，有些实验条件很难控制或者很难观察到实验现象的细节.而虚拟实验环境可以通过调节参数、改变条件等方式灵活地进行实验，并提供详细的结果展示和分析.这使得学生能够更深入地了解数学概念和规律，解决实际问题时能够更加准确地进行预测和判断.

以“空间点、直线、平面之间的位置关系”这一节为例，教师可以通过多媒体展示一些具体的日常场景，如建筑物、几何模型等，引起学生对点、直线和平面之间位置关系的兴趣并激发他们进行思考，然后使用虚拟实验软件进行讲解.首先，教师可以通过软件绘制一些简单的点、直线和平面，并解释它们之间的基本关系，如点在直线上、点在平面内等.其次，教师可以利用软件展示和探索更复杂的情况，如直线与平面的关系、两个平面的相交关系等.教师可以先绘制一个点和一条直线，然后让学生观察点与直线的位置关系，并思考如何判断点是否在直线上.再次，教师可以让学生主动操作软件，改变点的位置或直线的方向，并观察结果，让学生通过实践来理解和记忆点与直线之间的位置关系.同样，教师可以使用软件绘制一个平面，并在平面上标出一些点和直线，然后让学生观察并推测这些点和直线与平面的位置关系.学生通过自主探索和发现，加深对点、直线和平面之间位置关系的理解.最后，教师可以给出一些具体的问题，要求学生利用虚拟实验软件进行模拟和验证，如找出一个点在两个平面的交线上的条件等.通过创设虚拟实验环境，学生可以对点、直线和平面之间的位置关系有更加深入的理解.

（三）进行在线互动学习

在线互动学习是指通过网络平台、在线讨论和互动工具等方式，学生可以在虚拟环境中进行实时互动和学习交流.无论是面对面的课堂教学还是远程教学，都可以利用在线互动工具进行师生互动、学生之间的交流讨论.这样一来，学生可以更加灵活地安排学习时间，提高学习效率.通过在线平台的问题讨论、小组合作和案例分析等活动，学生可以积极参与讨论和表达观点，培养自我学习的能力和批判性思维.在这个过程中，学生可以从多个角度思考问题，发展逻辑推理和问题解决的能力，并且在与他人的互动中不断调整和修正自己的理解.

以“空间向量及其运算”这一节为例，教师可以使用多媒体工具引入空间向量的概念和相关知识，解释向量在三维空间中的表示形式、坐标和运算规则等.而学生可以借助在线教育平台，进入空间向量的学习模块，再通过平台上的视觉化图形工具、模型等进行观察和探索.教师可以提供一系列有关空间向量的问题，如给出两个向量的坐标，要求学生计算它们的和、差、数量积等.教师还可以要求学生在平台上找到两个相互垂直的向量，并利用平台提供的工具验证它们的垂直关系.学生可以自主操作视角、拖动向量等，观察向量在三维空间中的变化及其垂直关系.之后，教师应组织学生进行讨论与分享，让学生在在线平台上提交他们的思考和解决问题的方法.之后，教师选择几名学生的观点进行展示，并引导其他学生发表自己的看法.在线平台提供的可视化工具和交互功能使学生更加深入地理解空间向量的概念和运算规则.同时，学生之间的讨论与分享可以促进合作学习和知识共建，提高学习效率.教师在整个教学过程中起到引导和指导的作用，及时反馈学生的学习情况，并根据需要进行调整和补充.

（四）开展项目式学习

项目式学习是指通过独立或小组方式完成一个具有挑战性和现实意义的项目，使学生在设计、实施和评估过程中积累知识、解决问题、应用技能和提升能力.通过选择实际问题或场景作为课程项目，学生可以深入了解这些问题或场景下需要解决的真实问题，并主动寻找适当的解决方案.同时，在项目中，学生需要收集数据、分析和解释结果、制订计划、实施方案等，从而巩固和拓展他们的数学知识、技能和能力.在课程项目中，学生需要采取创新的方法、运用创造性的思维来解决复杂的问题.他们需要具备跨学科的视角，适应不断变化的环境，以实践为导向，锤炼自己的实践能力和专业技能.

以“抛物线”这一节为例，教师向学生介绍本节课的目标：通过探究抛物线的性质和应用，学习抛物线方程、顶点坐标、焦点坐标等概念，并能够解决与抛物线相关的实际问题.教师提出一个或多个与抛物线相关的实际问题，如设计一个抛物线形状的建筑物屋顶，要求学生确定该抛物线的方程、顶点坐标和焦点坐标.学生需要在项目中解决这个问题，并得出最佳设计方案.教师把学生分成几个小组，每个小组由3～4名学生组成.每个小组中可以有不同的角色，如项目经理、數据收集员、模型构建员等，以便分工合作.学生团队成员根据问题的需求，利用互联网、图书馆、采访等途径进行调研和资料收集.他们需要了解抛物线的概念、性质、方程、顶点坐标和焦点坐标等相关知识，根据收集到的数据和所学的知识，分析问题，构建抛物线的数学模型，可以使用信息技术工具，如电子表格软件、绘图软件等，辅助进行数据分析和模型构建.学生使用信息技术工具对抛物线方程、顶点坐标和焦点坐标进行计算，并通过绘制图形进行验证.教师最好向全班展示解决方案、数据分析过程、模型构建过程以及得出的结论.通过项目式学习，学生能够在真实情境中运用所学的数学知识，培养解决问题和合作的能力.

结 语

信息技术在高中数学教育中的应用可以提供更多的学习资源和交互式教学方式，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新思维能力.整合信息技术与高中数学课程可以使学生更加主动地参与学习，提高数学学习的效率和质量.在整合过程中，教师需要具备相应的技能和知识，能够选择适合的信息技术工具和资源，并灵活运用于教学实践中.然而，信息技术与高中数学课程整合还面临一些挑战，如教育资源的不平衡、教师培训的不足等.因此，未来需要进一步研究和探索，以促进信息技术与高中数学课程整合的可持续发展.

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