信息技術(shù)背景下高中數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)查及教學(xué)策略的優(yōu)化研究

將信息技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中是當(dāng)前教育改革的重要趨勢。本文從理論依據(jù)、現(xiàn)狀分析、教學(xué)原則及教學(xué)策略四個(gè)方面探究如何應(yīng)用信息技術(shù)優(yōu)化高中數(shù)學(xué)教學(xué)。

一、理論依據(jù)：明確研究的必要性

（一）課程標(biāo)準(zhǔn)中學(xué)科素養(yǎng)的要求

1.數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)

數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)要求學(xué)生能夠從具體情境中提煉數(shù)學(xué)問題，并用數(shù)學(xué)語言和符號進(jìn)行表達(dá)。信息技術(shù)可以通過動(dòng)態(tài)幾何軟件和計(jì)算工具幫助學(xué)生在可視化環(huán)境中理解抽象概念，增強(qiáng)他們的抽象思維能力。例如，利用動(dòng)態(tài)幾何軟件，學(xué)生可以直觀地觀察幾何變換，更好地理解數(shù)學(xué)定理。

2.數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)

數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)要求學(xué)生能夠從數(shù)據(jù)中提取有用信息，并進(jìn)行合理的解釋和預(yù)測。信息技術(shù)提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和可視化工具，可以幫助學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析和可視化展示，培養(yǎng)他們的數(shù)據(jù)分析能力。例如，利用 Excel 繪制圖表，學(xué)生可以直觀地展示數(shù)據(jù)規(guī)律，進(jìn)行科學(xué)分析和推理。

3.直觀想象素養(yǎng)

直觀想象素養(yǎng)要求學(xué)生能夠通過圖形和圖像進(jìn)行數(shù)學(xué)思考。信息技術(shù)可以通過圖形計(jì)算器和三維建模軟件幫助學(xué)生進(jìn)行直觀想象，進(jìn)而理解復(fù)雜的幾何形狀和空間結(jié)構(gòu)。例如，通過三維建模軟件，學(xué)生可以直觀地觀察三維圖形的旋轉(zhuǎn)和變換，增強(qiáng)他們的空間想象能力。

（二）高考評價(jià)體系的考查要求

（1）基礎(chǔ)性：信息技術(shù)能夠提供豐富的在線資源和交互式工具，幫助學(xué)生鞏固數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。（2）綜合性：通過信息技術(shù)，教師可以設(shè)計(jì)多學(xué)科交叉的綜合性問題，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力。（3）應(yīng)用性：信息技術(shù)能夠模擬現(xiàn)實(shí)生活中的數(shù)學(xué)應(yīng)用場景，使學(xué)生能夠在真實(shí)的情境中理解和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)。（4）創(chuàng)新性：信息技術(shù)可以提供開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主探究和創(chuàng)新。

本題不僅考查了學(xué)生對幾何體積計(jì)算的基礎(chǔ)知識(shí)，還涉及了圓柱和圓錐的性質(zhì)。題目中給出的條件如側(cè)面積相等、底面半徑相等等，要求學(xué)生在理解幾何關(guān)系的基礎(chǔ)上進(jìn)行推導(dǎo)和計(jì)算，這體現(xiàn)了高考的綜合性要求。利用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，可以幫助學(xué)生更直觀地理解幾何體的特性，通過動(dòng)態(tài)幾何軟件展示圓柱與圓錐的變化，讓學(xué)生掌握體積公式的推導(dǎo)過程。這種方法符合高考評價(jià)體系的基礎(chǔ)性要求，因?yàn)樗訌?qiáng)了學(xué)生對基礎(chǔ)知識(shí)的理解；同時(shí)，借助信息技術(shù)的應(yīng)用，也體現(xiàn)了高考的應(yīng)用性和創(chuàng)新性。通過模擬實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，學(xué)生能夠更加深入地探討幾何體的性質(zhì)及其在實(shí)際生活中的應(yīng)用，如在建筑設(shè)計(jì)和工程中的實(shí)際應(yīng)用，從而提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。因此，這種教學(xué)方式不僅能提高學(xué)生的解題能力，還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維的發(fā)展，符合新時(shí)代教育的發(fā)展方向。

二、現(xiàn)狀分析：明晰研究的問題所在

（一）問卷設(shè)計(jì)

結(jié)合教學(xué)實(shí)際，設(shè)計(jì)的師生調(diào)查問卷如表1所示。

（二）調(diào)查過程

1.確定調(diào)查對象

選擇的學(xué)生包括高一、高二和高三，確保覆蓋各個(gè)年級。建議調(diào)查對象選取約 200～300 名學(xué)生，涵蓋不同成績（優(yōu)秀、中等、及格）的學(xué)生，以保證樣本的多樣性和代表性。此外，邀請 10～15 名數(shù)學(xué)教師參與調(diào)查，以獲取他們對信息技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用的看法和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這樣的樣本設(shè)計(jì)有助于全面了解當(dāng)前教學(xué)現(xiàn)狀及其挑戰(zhàn)。

2. 問卷發(fā)放

通過線上問卷平臺(tái)和紙質(zhì)問卷方式發(fā)放問卷，確保調(diào)查的廣泛性和便利性。

3. 數(shù)據(jù)收集

收集問卷的填寫情況，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和完整性。

4. 數(shù)據(jù)整理

對收回的問卷進(jìn)行分類和整理，輸入統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。

（三）問卷分析

1.教學(xué)工具和資源使用情況分析

分析學(xué)校信息技術(shù)設(shè)備的配備情況和使用情況；統(tǒng)計(jì)常用的信息技術(shù)設(shè)備種類。

2.教學(xué)方式與效果分析

統(tǒng)計(jì)信息技術(shù)在數(shù)學(xué)課堂上的應(yīng)用頻率及主要應(yīng)用場景；分析學(xué)生對信息技術(shù)幫助數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的評價(jià)；分析信息技術(shù)對學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率的提升情況。

3.問題與建議分析

統(tǒng)計(jì)學(xué)生在使用信息技術(shù)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)過程中遇到的主要問題；匯總學(xué)生對信息技術(shù)優(yōu)化數(shù)學(xué)教學(xué)的建議。

（四）調(diào)查結(jié)論

為了讓信息技術(shù)更好地促進(jìn)高中數(shù)學(xué)教學(xué)，筆者主要探究當(dāng)前教學(xué)中存在的問題：①資源不足與不平衡：盡管信息技術(shù)提供了許多教學(xué)資源和工具，但許多學(xué)校可能缺乏足夠的資源來支持這種整合教學(xué)。這種資源不足會(huì)導(dǎo)致學(xué)校之間的差異，一些學(xué)校可能能夠提供更豐富的技術(shù)支持，而有的學(xué)校可能無法做到這一點(diǎn)。②師資力量與培訓(xùn)需求：整合數(shù)學(xué)與信息技術(shù)需要教師具備相應(yīng)的技能和知識(shí)。然而，許多教師可能缺乏這方面的培訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)，這導(dǎo)致教師在利用信息技術(shù)開展教學(xué)方面出現(xiàn)供給不足的局面。對教師進(jìn)行培訓(xùn)，使其能夠充分利用信息技術(shù)優(yōu)化數(shù)學(xué)教學(xué)，是一個(gè)迫切的需求。③內(nèi)容整合與課程設(shè)計(jì)：數(shù)學(xué)與信息技術(shù)的整合需要仔細(xì)的課程設(shè)計(jì)和內(nèi)容整合。結(jié)合調(diào)查情況來看，教師需要花費(fèi)時(shí)間和精力來設(shè)計(jì)課程，以確保數(shù)學(xué)概念與信息技術(shù)工具的使用相互融合。這需要系統(tǒng)性的方法和資源支持，以確保課程的連貫性和有效性。

三、教學(xué)原則：掌握設(shè)計(jì)的指揮棒

結(jié)合信息技術(shù)優(yōu)化高中數(shù)學(xué)教學(xué)時(shí)，教師需要遵循一些原則來有效解決課堂教學(xué)中存在的問題。以下是三個(gè)關(guān)鍵原則：

（一）整合性原則

整合性原則強(qiáng)調(diào)將信息技術(shù)融入數(shù)學(xué)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評價(jià)方式的全面優(yōu)化。在課堂教學(xué)中，信息技術(shù)應(yīng)作為一種有機(jī)的教學(xué)輔助手段，貫穿于教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，如引入新知識(shí)、鞏固舊知識(shí)、展示數(shù)學(xué)思想等。整合性原則還要求教師在設(shè)計(jì)教學(xué)過程中注重信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)相互促進(jìn)，使得學(xué)生既能掌握數(shù)學(xué)知識(shí)，又能靈活運(yùn)用信息技術(shù)解決實(shí)際問題。

（二）互動(dòng)性原則

互動(dòng)性原則指教學(xué)過程中應(yīng)注重師生之間、生生之間的信息交流與互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)。信息技術(shù)可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、教學(xué)軟件等方式構(gòu)建虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)，為學(xué)生提供互動(dòng)交流的平臺(tái)。

（三）個(gè)性化原則

個(gè)性化原則強(qiáng)調(diào)根據(jù)學(xué)生的不同需求和特點(diǎn)，個(gè)性化地設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)差異化教學(xué)。信息技術(shù)可以通過智能化技術(shù)和個(gè)性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測和個(gè)性化指導(dǎo)。此外，信息技術(shù)還可以為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)的平臺(tái)和資源，支持因材施教以及學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

四、教學(xué)策略：探究教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)化

（一）優(yōu)化資源配置與共享平臺(tái)建設(shè)

為了緩解資源不足與不平衡的問題，學(xué)校應(yīng)積極建立和優(yōu)化數(shù)學(xué)與信息技術(shù)的資源共享平臺(tái)。首先，各校可以整合現(xiàn)有的教學(xué)資源，創(chuàng)建一個(gè)在線平臺(tái)，集中發(fā)布各種數(shù)學(xué)教學(xué)的數(shù)字資源，包括課件、習(xí)題庫、視頻講解及相關(guān)應(yīng)用軟件。這一平臺(tái)可以促進(jìn)不同學(xué)校之間的資源共享，使得資源匱乏的學(xué)校能夠獲取更豐富的教學(xué)材料。通過在線平臺(tái)，教師可以下載、使用和修改這些資源，從而降低個(gè)人的課程準(zhǔn)備負(fù)擔(dān)。其次，鼓勵(lì)學(xué)校之間的合作與交流，通過定期舉辦網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)或工作坊，讓不同學(xué)校的教師分享各自使用信息技術(shù)的成功案例和經(jīng)驗(yàn)。這不僅能夠增進(jìn)教師之間的交流，也能激發(fā)他們使用信息技術(shù)的熱情與信心。此外，教育行政部門應(yīng)加大對信息技術(shù)設(shè)備采購的支持力度，確保每所學(xué)校都能配備必要的教學(xué)工具，如計(jì)算機(jī)、投影儀、智能白板等。最后，學(xué)校還可以通過引入社會(huì)資源，如與科技公司、高校的合作，獲得更專業(yè)的支持與資源。這種跨界合作能夠引入更多的優(yōu)質(zhì)資源，并增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使他們能夠在實(shí)際應(yīng)用中理解數(shù)學(xué)概念，提升其學(xué)習(xí)效果。

（二）針對性師資培訓(xùn)與發(fā)展計(jì)劃

教育行政部門應(yīng)針對教師信息技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際需求，制定系統(tǒng)的培訓(xùn)計(jì)劃，組織定期的培訓(xùn)和進(jìn)修課程，幫助教師掌握信息技術(shù)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用。例如，培訓(xùn)內(nèi)容可以涵蓋如何利用數(shù)學(xué)軟件（如GeoGebra、Mathematica）進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示、數(shù)據(jù)分析以及如何設(shè)計(jì)基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)活動(dòng)等；鼓勵(lì)教師之間的相互學(xué)習(xí)和實(shí)踐分享。可以設(shè)立 “教學(xué)觀摩日”，讓經(jīng)驗(yàn)豐富的教師向其他教師展示他們在課堂上如何有效整合信息技術(shù)，分享成功的教學(xué)案例和心得。這種實(shí)踐分享能夠提高全體教師的信息技術(shù)應(yīng)用能力，并營造積極向上的學(xué)習(xí)氛圍。此外，教師在進(jìn)行專業(yè)發(fā)展時(shí)，應(yīng)注重與數(shù)學(xué)教學(xué)的實(shí)際結(jié)合，通過反思和評估自己的教學(xué)實(shí)踐，教師可以不斷調(diào)整和改進(jìn)自己的教學(xué)策略，從而更好地利用信息技術(shù)促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。學(xué)校可以為教師提供反思與評估的工具，幫助他們系統(tǒng)地記錄和分析自己的教學(xué)過程，進(jìn)一步提升教育教學(xué)質(zhì)量。

（三）課程設(shè)計(jì)與內(nèi)容整合的系統(tǒng)性方法

有效的課程設(shè)計(jì)與內(nèi)容整合是信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)成功融合的基礎(chǔ)。首先，教師在設(shè)計(jì)課程時(shí)，應(yīng)明確課程目標(biāo)，確保數(shù)學(xué)概念與信息技術(shù)工具的使用能夠相輔相成。例如，可以設(shè)計(jì)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和信息技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和模型建立。通過這種方式，學(xué)生不僅能夠掌握數(shù)學(xué)概念，還能培養(yǎng)他們的信息技術(shù)能力。其次，教師在設(shè)計(jì)課程時(shí)，應(yīng)充分考慮課程的連貫性和層次性。在課程內(nèi)容的安排上，需確保不同知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系清晰，讓學(xué)生在逐步深入的學(xué)習(xí)過程中，能夠不斷鞏固和應(yīng)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)。此外，可以引入跨學(xué)科的教學(xué)模式，將數(shù)學(xué)與其他學(xué)科（如物理、計(jì)算機(jī)科學(xué)）相結(jié)合，讓學(xué)生在綜合性的學(xué)習(xí)中體會(huì)數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值。最后，學(xué)校應(yīng)為教師提供必要的課程設(shè)計(jì)支持與資源，鼓勵(lì)他們進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作，共同設(shè)計(jì)課程。通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作，教師可以集思廣益，分享彼此的創(chuàng)意與經(jīng)驗(yàn)，從而設(shè)計(jì)出更具創(chuàng)新性和實(shí)用性的數(shù)學(xué)課程。同時(shí)，學(xué)校應(yīng)建立反饋機(jī)制，定期收集學(xué)生和教師對課程的意見與建議，及時(shí)調(diào)整課程設(shè)計(jì)，以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和提高教學(xué)效果。

【本文系泰州市教育信息化研究立項(xiàng)課題“應(yīng)用信息技術(shù)優(yōu)化高中數(shù)學(xué)問題導(dǎo)學(xué)的實(shí)踐研究”（課題編號：2022jksxxh002）的研究成果。】