例談現代教育技術助推數學核心素養的發展

《普通高中數學課程標準》提出：以學生發展為本，落實立德樹人根本任務，培養和提高學生的數學核心素養。計算機技術以更大程度、更多形式滲透到教育教學領域，催促著課程改革，對教師提出了更高的要求。現代教育技術融于數學課堂能夠創設豐富的數學情境，以多種形式展現數學概念的屬性，使學生深刻理解數學概念的內涵與外延。教學中應如何運用現代教育技術助推學生數學核心素養的提升呢？本文結合筆者教學實踐談兩點看法，具體如下。

一、現代教育技術的應用有利于發展學生的數學抽象核心素養

高中數學具有抽象性、系統性與邏輯性，多媒體教學可以呈現豐富的感性材料，使學生獲得大量形象直觀的感性認知，并在主動思考的基礎上舍去事物的物理屬性，得到數學研究對象的思維過程，從事物的具體背景中抽象出一般規律和結構，并用數學符號和數學術語表達出來。通過多媒體教學活動的不斷滲透，學生不斷積累具體到抽象的活動經驗，可促進學生數學抽象核心素養的發展。

對于“圓錐曲線”的教學，大多數教師在教學中都是首先展示西瓜、橄欖球、罐車等圖片，讓學生由這些感性材料對橢圓有大致的印象，接下來和學生一同探索橢圓的方程。筆者認為這樣的處理方式并不妥當，雖然利用了多媒體平臺進行教學，但僅發揮出了展示的作用，并沒有真正發揮出多媒體教學的優勢，這直接造成學生對圓錐曲線的理解不夠深刻。筆者與大多數教師的處理方式不同。首先，多媒體展示生活實例，如動態的行星運行軌道和靜態的橄欖球輪廓。其次，將未盛滿水的水杯微微傾斜放置在講桌上，讓多位學生觀察。學習的素材具有代表性，能帶給學生形象的感知，使學生從動態到靜態真切地感知橢圓的形狀。再次，利用多媒體展示平面切割圓柱(或圓錐)的動畫，讓學生感悟到圓錐曲線與幾何體之間的密切聯系，體會到“圓錐曲線”一詞的由來，然后利用多媒體向學生演示，一段繩子分別固定在兩個定點上，繩子的長度大于定點距離所形成的軌跡。最后引導學生建立直角坐標系，推導橢圓的方程。通過多媒體呈現的“生活與數學”、實物模型體現的“半杯水與數學”、多媒體演示的“幾何體與圓錐曲線”，使學生識別事物的本質屬性，抽象出數學概念，體會到數學的本質。在高中數學教學中，教師要充分利用多媒體的可視化特征，將抽象的數學知識具體形象化，展現數學概念的產生過程，讓學生領會知識的本質。

二、現代教育技術的應用有利于發展學生的直觀想象核心素養

數學學科具有極強的邏輯性，不少學生學習比較吃力，甚至產生“數學難、怕數學”的畏難心理。教師有必要結合學科特點，兼顧學生實際，充分利用多媒體的演示功能和數學軟件的動態作圖功能，將復雜的代數關系轉化為直觀、形象的圖形，讓學生體會到數學中的數形結合思想，加強學生直觀思維的鍛煉，這對培養學生的直觀想象等數學核心素養具有潛移默化的作用。

對于二次函數最值問題中定區間動軸的教學，傳統課堂是教師在黑板上首先畫出二次函數的圖像，其次在橫軸上分別確定不同的區間，然后讓學生觀察二次函數在不同區間上的最值情況，最后進行總結。傳統教學下學生具有以下困惑：1.含有參數的二次函數能在坐標系下確定嗎？2.參數的變化不會引起函數圖像的變化嗎？3.題目中的區間明明固定不變，為什么在分析問題的時候還要引入多個區間？基礎薄弱學生的思維很難與教師的教學行為相契合。為了讓整個教學過程中的思維銜接更為自然，筆者結合學生的認知規律，借助數學作圖軟件，采用多媒體教學。在玲瓏畫板中，首先建立直角坐標系，設置參數a、b、c，繪制函數y=ax2+bx+c的圖像，構造函數圖像與x軸的兩個交點，構造經過兩交點的中點且與軸垂直的直線(二次函數圖像的對稱軸)。在x軸上固定一個區間[x1，x2]，為了讓動態效果更好地反映數學問題背后的規律，過區間的兩個端點x1，x2作x軸的垂線讓其與函數圖像交于兩點，然后將兩端點與這兩個交點所成的線段設置為虛線。隨后讓學生嘗試改變參數a、b的大小，觀察二次函數對稱軸運動過程中在固定區間[x1，x2]上的最值情況。學生通過仔細觀察，認真思考，便可輕易地獲取數學知識，解決二次函數動軸定區間問題，同時也能深刻體會數形結合思想方法解決代數問題的直觀性。

總之，教師應積極將現代教育技術應用于數學課堂，啟發學生學會思考，引導學生學會學數學，學會用數學，并讓學生接觸豐富的感性材料，實現感性認識到理性認知的升華。現代教育技術的選擇必須為促進學生獲取數學基本特征的、適應個人終身發展和社會發展需要的人的關鍵能力與思維品質服務，對其的使用要注重處理好數學核心素養與課程內容、過程與結果、直接經驗與間接經驗的關系。科學合理高效地將現代教育技術融合于高中數學課堂——讓學生用數學的眼光觀察世界，用數學的思維分析世界，用數學的語言表達世界。