探索信息技術環境下培養高中生數學核心素養的策略

齊曉通

(安徽省淮南市壽縣第二中學 安徽 淮南 232200)

引言

信息化技術的快速和進步已成為了社會經濟發展的決定性因素，計算機技術和信息技術現如今已經被應用到各個領域當中，同時也給教育領域帶來了機遇和挑戰。作為新時代的高中數學教師，要抓住機遇，和時代接軌，充分挖掘信息技術的優勢，為學生數學核心素養的培養提供有利的幫助。在信息技術的利用過程中，引導學生形成數學建模意識以及學會數據分析，實現學生價值提升的同時提高數學教育水平。

1.高中數學核心素養概述

教育部于2017年發布了教育改革計劃書，提出了素質教育的新意見，其重心在于“制定學生發展核心素養體系”。隨著教育部對核心素養的不斷深入，正式將核心素養評定為“學生適應社會發展所具備的綜合品質”。高中數學核心素養包括數學抽象、邏輯推理、數學建模、數學運算、直觀想象、數據分析等六個方面。數學中的抽象性就是泛泛地指一切數學知識本身都是極其抽象的,在教學中需要關注數學知識與實際之間的差距，讓學生有效的理解數學抽象思維。邏輯推理是指學生在解題過程中需要具備一定的邏輯思維，保證學生可以根據已知條件進行結論的推理。數學建模是要求學生利用數學知識的工具性，構建知識結構模型，利用數學知識來解決生活中的問題。數學運算是要求學生可以有效的進行代數計算，根據題目選擇適合的公式進行解答。直觀思想與抽象思維相對立，要求學生可以利用數形結合的方式進行解題。數據分析是要求學生掌握概率、統計的能力，通過正確的手段進行數據收集后，對有效的信息進行選取，對數據進行分析，為論證過程提供數據支持。在核心素養的培育過程中，教師要將自主探究作為主要內容，創新傳統的數學課堂教學體系，扭轉師生間的地位，將課程的主導權交由學生，引導學生發現問題、分析問題并解決問題，讓學生經歷一個觀察、分析、推導的過程，無形中促使學生綜合思維的形成。

2.信息技術對高中數學核心素養培養的積極意義

2.1 課本知識的可視化。現代信息技術的主要功能之一就是“可視化”，其綜合了圖像、動畫、聲音等多種信息傳遞方式。教師既可以利用電子白板等手段實現和學生之間的信息交互，構建出活躍的課堂氛圍，也通過多媒體技術播放影音視頻、展示PPT課件，從而讓數學課堂“看得見”，讓數學知識變得“可視化”，進而達到激發學生學習興趣、促進知識汲取的目的。例如在“函數”板塊的教學中，函數是高中數學的重難點，在高考中占比較大，在以往教學中，教師只能結合教材和黑板進行講解，而在利用信息技術后，教師可以借助于信息技術直觀化展示的功能，將一些函數圖象直觀地呈現在學生面前，讓抽象的知識形象化、具體化，有效促進學生的吸收。且在此過程在也可以利用“3D繪圖軟件”“幾何畫板”等讓學生進行數學模型構建，有效實現其核心素養的形成。

2.2 實現師生地位的轉變。信息技術與高中數學課程的整合在教學內容、師生角色、課程模式等方面都發生了巨大的變革，在信息技術的作用下，教師對知識技巧只做引導性講解，地位從傳統的“執教者”變為“引導者”，學生能夠結合互聯網平臺、微視頻進行自主探究，其主體性得以真正凸顯，其自主學習空間也將得到拓展，學生的自主學習能力、思維能力也將形成。

2.3 實現教學內容的延伸。在信息教學環境下，各種學習資源得到充分運用，該技術不僅具備強大的信息索引功能，還具備課件資源、習題講解、點評和反饋功能。此過程中，學生的學習資源將不再局限于教材和教師，而是能夠直接獲得名師指導，如此一來，學生對數學知識的掌握將會更加全面。

2.4 課堂互動促進師生關系。在以往傳統的高中數學教學中，教師與學生之間缺乏有效的溝通，究其原因，一是因為在傳統教學中，教師的備課工作任務繁重，教師通常需要花費大量的時間和精力準備教案，并且過去的多媒體課件輔助教學能力不足，導致教師課前沒有足夠的時間與學生交流；二是在課堂教學中，教師需要進行大量的手工板書寫作，但課堂教學時間又是非常有限的，教師沒有過多的時間與學生交流。隨著信息技術在教學課堂中的融入，教師可以使用多媒體課件來進行教學，比如運用一些PPT課件，從而減少了教師重復備課和粉筆板書的工作量，與此同時，學生也能借助信息技術及相關工具，開展自主探索，利用信用技術提供的便利進行獨立探索，了解并掌握所學知識。課件可以在課堂上展示教學內容，教師也有了更多的時間與學生交流，信息技術的融入在這當中也促進了師生之間的互動，有利于師生情感的和諧發展，也有助于保證課堂教學質量。

3.信息技術下高中數學教學存在的問題

3.1 教師的課件制作技能不足。部分數學老師在學會利用信息技術教學之后，忽略了教材課本上的鉆研，許多教師在備課前沒有充分研讀課本，僅僅通過互聯網技術搜索一些他人的公開課或者直接下載課件，沒有結合本班學生的具體情況，無法制作適合本班學生的課件或視頻，忽略了教學的整體性和協調性，以至于PPT內容和課程的實際教學內容不符，學生難以有效夠把握課程中的重難點知識。經實踐表明，就算課件制作得再完美，如果脫離了教材，仍然不能取得最佳的教學效果，所以，數學老師在利用信息及時進行教學時，要將精力更多的投入到教材的鉆研中，以制作出更加符合教案的課件。

3.2 信息技術應用時機把握不到位。在高中數學教學中運用信息技術的目的在于提高教學質量、豐富課堂組織形式，但許多教師在組織教學活動時，忽略了信息技術教學的初衷，沒有準確把握運用信息技術的時機。高中階段的數學知識相對較為復雜，并不是所有知識點都適合采用信息技術，一些重要性不高，內容較為簡單的知識可以一筆帶過，只需要教師簡單的口頭講解即可。但許多教師為了彰顯自身信息化教學水平，在所有課程中進行信息技術講解，在頻繁使用信息技術的過程中，學生容易產生疲倦感，千篇一律的授課方式和花哨的課件容易分散學生注意力，最終影響到數學課堂教學質量。

3.3 信息技術應用的深度不足。盡管信息技術在教育領域的發展速率迅速，但仍有諸多方面處于探究階段，其在高中數學教學運用存在問題的突出表現就在于應用深度不足。多數數學教師的信息技術運用僅僅體現在多媒體、電子白板當中，其對于多媒體的運用也是停留于音頻、動畫播放，以吸引學生的注意力，對于一些教學軟件、教育資源和工具的運用較為表淺化。此外，教師通常只是利用信息技術展示數學教學的相關素材，沒有平衡好講解數學知識和展示課件之間的關系，只是為了運用信息技術而采用信息設備，以至于高中數學課堂缺乏針對性、普適性，對學生核心素養的形成造成了一定阻礙。

4.信息技術環境下培養高中生數學核心素養的策略

4.1 教案設計，循序漸進展開教學。教案設計是高中數學教師運用信息技術的核心，教師首先要結合教材的重難點知識點，學生的學習能力、數學知識接受能力以及數學思維、數學認知結構等，確定出教學內容和方法，制定PPT，選擇相應的視頻教學資源，完成備課設計。然后利用電子白板展示進行情境導入，激發學生的學習熱情，讓教師能夠循序漸進地展開教學。

4.2 構建情境，實現課程導入。在課件制作完成后，教師可以進行情境導入，以激發學生的參與意識。信息技術具備豐富的教學資源和直觀的教學內容展示，在信息技術和教學的引導下，幫助學生一步步展開探究，既達到吸引學生注意力、激發學生興趣的目的，也能夠給予學生更多地思考空間，無形中發展學生的思維，幫助學生核心素養的形成。例如在人教版數學“指數函數”的教學中，研究新冠肺炎疫情初始階段累計感染病例數與時間的指數模型，學生受到吸引，學習熱情顯著提升，和同學相互探究、討論，思維異常活躍，深度思考事物發生的“概率”，學生的探究能力、思維能力將在此過程中得以形成。

4.3 利用電子白板實現師生交互，活躍課堂氛圍。電子白板同樣在信息技術支持下取得了廣泛運用，電子白板是以網絡為基石的電子交互界面，同樣具備可視化功能和信息交互功能，相對于多媒體，電子白板更加便捷、靈活。教師在課堂教學時在白板上書寫著自己的要點重點，學生需要不停的記錄，教師利用電子白板，學生可以專注于聽課，在課下只需輕按一下按鍵或按一下遙控器，就可以把白板上書寫的內容完完整整的打印下來。數學教師可以借助于電子白板的信息交互功能，實現和學生的有效互動、交流，從而達到活躍課堂氛圍、激發學生的課堂參與意識。以函數單調性教學為例，教學難點是運用符號，描述函數的單調性。教師可以利用電子白板展示函數單調性的變化情況，在此過程中，教師要注重和學生之間的交互，發揮出自身的引導、組織作用，讓學生就函數圖象函數展開對函數抽象概念、形象圖形、符號語言的分析，在教師的引導和交互下，學生的抽象思維、推理能力也將得到培養。

4.4 利用微課構建翻轉課堂，促進學生自主探究。在信息技術背景下，基于微課的翻轉課堂體系取得了創新運用，為促使學生自主學習、探究性學習帶來了方向。教師既可以利用微課展示設計方案、課件素材、練習試題以及學生反饋等輔助性教學資源，又可以用豐富有趣的形式展現給同學們不一樣的數學學習方法，而且它并不偏離傳統的數學教學模式，而是在此基礎上創新與整合形成的一種新型教學方式。在此模式下，教師只起到一定的輔助和協同作用，學生通過在課前自主預習、課中觀看微課進行自主探究、課后規劃學習內容，全面提升學生的獨立思考以及自主學習能力。因而，教師要充分挖掘信息技術的功能和優勢，讓數學教學體系得到優化，讓學生更好地展開數學探究。以“空間向量與立體幾何”的教學為例，為讓學生能夠正確掌握空間向量及其運算、基本定理，并有效掌握空間向量與立體幾何的關系，教師首先利用多媒體展示本堂課的教學目標，設計相應的教學問題，讓學生積極討論，在討論過程中，教師要注重引導，在進入正題后，教師適時播放微課，利用微課引導學生自主探究，借助于微課短小精悍的特征給學生詳細講解空間向量在立體幾何中的坐標表述，讓學生從易到難、由淺入深的探究空間向量的運算方法，再通過分類討論、數形結合，由特殊到一般，讓學生在微課的幫助下自主推導、分析、論證，深刻而全面地掌握空間向量的性質和運算方法，既快速掌握知識點，也能在無形中促使其核心素養的形成。在課后，微課也可以實現查漏補缺。學生方面可以記錄下課堂中存在的問題，教師在課程結束后，可以將微課資源上傳至學習平臺，讓學生能夠在課后隨時觀看視頻，對于其存在的問題，可以反復觀看，針對性地對難以掌握的知識進行重點練習，形成記憶曲線，針對自身存在的問題反復理解，在微課的幫助下實現知識鞏固和查漏補缺。

4.5 挖掘信息技術的軟件教學功能，發展學生的建模能力。信息技術具備豐富的功能，如較為常見的“攝影”“攝像”功能，教師可以將利用錄制功能將自己的授課情況錄制下來，制作成視頻，讓學生觀看掌握自身的學習動態，觀看自身在課堂學習中的表現，總結自身在學習上存在的不足。其次，信息技術同樣包含了眾多教學軟件，如“幾何畫板”“3D畫板”等，當教師講解到“幾何”“函數”知識時，可以借助于幾何畫板進行圖形繪畫或者函數坐標圖的繪制，幫助學生更加直觀地了解、分析和記憶，無形中強化學生的數學建模能力。例如在“三角函數”的教學中，教師首先讓學生聯想一下日常生活中有哪些事物呈現出三角形，學生會說高山、屋頂等，教師這時再以生活為原型，設計一個情境問題：“一個身高為1.7米的男子站在廣闊的黃浦江眺望東方明珠塔，他仰起頭的仰角為70°，俯視東方明珠塔在江面上的倒影角度為75°，根據題目中闡述的內容求出東方明珠塔的高度？”這道題既考察了三角函數，也體現了生活與數學之間的關聯。問題提出后，學生開始和周圍同學展開積極討論，部分同學意識到這道題需要以構圖為核心，部分學生認為應以計算為主，教師在學生討論后，隨機抽取幾位同學，讓其結合“幾何畫圖軟件”構建數學模型，通過模型與數字的結合，讓學生結合文字信息和模型展開分析，進而快速找到突破口，其數學建模能力也在此過程中形成。

4.6 提升教師的信息素養，深度發揮出信息技術的優勢。

4.6.1 深度發揮出現代信息技術的優勢，實現其與數學課堂的融合。高中數學教師首先要提升自身的信息素養，積極閱讀相關教育書籍，加強和其他教師的研討、交流，并從實踐中總結經驗，使得信息技術的應用更加完善。其次，要大膽對信息技術進行創新和突破，數學教師不能停留于PPT講解或者視頻講解中，而是要充分認識到信息技術的特征，構建出“信息技術+”的教學體系。例如，教師借助于信息技術豐富的教育資源和大數據跟蹤功能，掌握學生的個性化需求，然后基于學生的實際需求開展針對性教學，也可以利用信息技術實現與小組合作、情境教學、游戲化教學等多種傳統教學模式的融合，真正實現教學體系的優化，為學生核心素養的培養奠基。此外，可以借助信息化教學平臺，例如智慧課堂、學習通、騰訊課堂、云班課、雨課堂、91速課等，平臺資源庫中有很多可以直接拿來授課的資源資料，教師也可以自己上傳自己的相關資料豐富其中的內容；題庫亦是如此，并且可以進行出卷、考試、測驗等教學活動，優化教學手段的同時提升了教師的信息素養。

4.6.2 教師可以使用互聯網設備開展課堂評價活動。實踐評價活動也是教師在授課過程中經常使用的評價活動，學生是學習的主體，教師在開展評價活動時，一定要發揮學生的主體作用。讓學生積極的參與到教師的課堂評價之中，比如說教師在教授高中數學課本中《基本初等函數》這一知識點時，教師就可以開展課堂評價活動。教師在這一時期可以讓學生進行互評。教師可以讓學生根據同學在本節課中的活躍度進行評分。教師可以借助互聯網設備為每一位同學建立一個電子信息檔案，每一次學生互相評價的分數以及學生的表現都被教師記錄在檔案里，這會形成一個非常客觀的評價。而且家長也可以通過教師所記錄的檔案，切實地觀測到學生在學校的學習狀況，這也有助于家長及時了解學生的信息。除此之外，教師建立一個信息檔案也可以對學生的學習以及成長進行長期的跟蹤，可以切實的觀測到學生的學習狀況，從而培育學生良好的學習態勢。

4.6.3 教師采用大數據進行評價分析。教師在進行評價活動的時候，必須要借助互聯網設備采用大數據分析法，只有這樣才能夠得到較為客觀的評價。隨著當今社會的發展，信息技術在我國突飛猛進。因此教師在進行評價時必須要要依托大數據的分析。因此高中數學老師在授課過程中可以建立完善科學的信息檔案。教師可以在檔案中記錄每一位學生的成長，教師在分析學生的成長記錄時，不能只以成績論英雄，以成績的好壞對學生做出最終的評價。教師在做出終極評價時必須利用大數據的收集分析功能，使用多樣化、開放性的評價方法和手段，對學生各項活動進行綜合評比與分析，這也可以幫助教師抓住學生的個性以及天賦點。對學生進行整體綜合分析，有利于形成正確的評價，促進學生的個性化發展。

結語

綜上，信息技術環境下，多媒體、電子白板取得了廣泛運用，就目前來看，我國大多數高中數學課堂已經普遍應用信息技術，但應用方法比較單一、古板，形式千篇一律，信息技術的優勢尚未得到深度挖掘。意味著數學教師要不斷提升自己的信息素養，總結經驗得失，深刻意識到信息技術的價值和功能，實現其和傳統教學模式的深度融合，最終實現數學課堂的全面優化，有效助力學生核心素養的形成。