現代教育技術在數學教學中的應用探索

摘 要：隨著科學技術的不斷進步，現代教育技術也取得了長足的發展.基于計算機網絡技術的發展，各種強大的現代教育軟硬件設施逐步進入課堂，對傳統的教學模式有很大的影響.數學教學在現代教育技術的輔助下，不僅能夠提高學生學習數學的興趣，也能幫助教師更好地完成教學任務，提升教學效果，從而實現高效課堂.

關鍵詞：現代教育技術；數學教學；教學案例

《普通高中數學課程標準（2017年版2020年修訂）》指出：“在‘互聯網＋’時代，信息技術的廣泛應用正在對數學教育產生深刻影響.在數學教學中，信息技術是學生學習和教師教學的重要輔助手段，為師生交流、生生交流、人機交流搭建了平臺，為學習和教學提供了豐富的資源.因此，教師應重視信息技術的運用，優化課堂教學，轉變教學與學習方式.”［1］現代教育技術是指運用現代教育理論和現代信息技術，通過對教與學的過程和資源進行設計、開發、利用、管理和評價，以實現教學優化的理論和實踐.下面筆者通過教學案例，談談現代教育技術在數學教學中的應用，以期與各位同行交流.

1 教師掌握現代教育技術的必要性

1.1 教育改革和發展的需要

《國務院辦公廳關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》中指出：“要積極推廣應用優秀教學成果，推進信息技術與教育教學深度融合，加強教學研究和指導.”［2］一線教師應提高自主學習的能力，熟練掌握計算機、人工智能、多媒體、網絡技術、虛擬現實等新媒體技術，以適應教育改革和發展的需求.

1.2 現代科學技術和社會發展的要求

現代教育技術是基于互聯網技術下的多媒體、人工智能和虛擬現實等新媒體技術快速發展的必然產物，其先天的技術優勢和信息服務功能，是新時代下教師與學生之間實現教育對接的最佳選擇.一方面，科學技術的迅猛發展使得現代教育擁有傳統教育無法比肩的優勢，深刻影響了現代教育的發展.另一方面，社會發展需要科學技術的進步，科技的進步又扎根于堅實的基礎教育.為了順應時代發展的新需求，一線教師需要學習掌握各種現代教育技術，利用新媒體技術構建新型的教學模式，培養出能夠適應現代社會發展的高精尖、高素質人才.

2 現代教育技術在數學教學中的應用案例

2.1 三角函數中的應用

在學習“正弦函數的圖象”這一節內容時，學生已經了解了正弦函數的定義以及正弦函數的性質.由正弦函數的定義去畫正弦函數圖象的時候，可以借助幾何畫板等畫圖工具，動態展示出正弦函數圖象的繪制過程，如圖1所示.

這樣做，不僅可以讓學生掌握正弦函數的圖象，還能及時鞏固正弦函數的定義.

在學習函數y=Asin（ωx＋φ）（A＞0，ω＞0）的圖象與性質時，可以借助幾何畫板、圖形計算器或其他數學軟件讓學生自主設計合理方案，探究參數A，ω，φ的變化對函數圖象的影響，如圖2所示.

這樣做不僅能讓學生深度參與到課程學習中，成為學習的主體，還能鍛煉學生設計方案解決問題的動手能力，有利于培養全面發展的高素質人才.

2.2 圓錐曲線中的應用

在“圓錐曲線”這一章的教學時，為了讓學生對本章內容有一個整體的認知，了解圓錐曲線名稱的來歷，可以給學生播放課前預熱視頻，視頻截圖如圖3所示.古希臘數學家阿波羅尼奧斯（Apollonills）通過采用平面切割圓錐的方法得到了幾種不同曲線，并且在其著作《圓錐曲線論》中使用純幾何方法取得了今天高中數學中關于圓錐曲線的性質和結果.以此激起學生學習數學的興趣，保持學習數學的熱情.

在學習“橢圓的定義及其標準方程”這一節內容時，可以在課堂開始時播放“嫦娥五號”月球探測器成功在月面取樣并返回的新聞，在激起學生對本節課的好奇心之后，繼續播放“嫦娥五號”探測器從發射升空到返回地球過程中幾次變軌的動畫視頻演示，讓學生觀察“嫦娥五號”在變軌時的軌跡曲線是什么形狀，從而引入本節課題，如圖4所示.

2.3 立體幾何中的應用

學生在學習立體幾何相關知識的時候，經常會因為空間想象能力的欠缺導致各種各樣的錯誤.其中比較常見的一個錯誤就是判斷錯平面截幾何體的截面形狀.在解決此類問題的時候，教師可以借助動態數學軟件GeoGebra把幾何體繪制出來，然后通過幾個參數控制截面，直觀展現出不同的截面截出幾何體不同的形狀，如圖5所示.滑動p，q，r對應的進度條，可以實現將截面平移，旋轉等不同操作.通過這樣直觀的動態演示，學生可以歸納總結出截面形狀的變化規律.這不僅能讓學生想象出抽象的立體圖形，幫助學生解決問題，還能鍛煉學生的空間想象能力，發展學生數學抽象和直觀想象的核心素養.

立體幾何中的另一難點是幾何體的外接球問題.由于生活中很難見到與幾何體的外接球類似的事物，學生無法從實際生活中得到聯想與啟發.這時候就需要借助現代教育技術的力量，幫助學生解決這一難題.教師可以通過動態數學軟件GeoGebra將幾何體以及外接球的三維立體圖展示出來（如圖6），幫助學生在腦海中形成幾何體外接球的具體形狀.拖動鼠標，學生還可以從不同的角度觀察幾何體及其外接球.并且GeoGebra還支持改變幾何體的同時改變外接球，讓學生從動態的角度掌握本節相關知識.

3 現代教育技術的優勢

相較于“一支粉筆加一塊黑板，臺上老師講，臺下學生聽”的傳統教學模式，基于現代教育技術的新型教學模式具有難以比擬的優勢，主要體現在以下幾個方面.

3.1 學生學習層面

3.1.1 提高學生學習數學的興趣

高中數學學科以其嚴謹的推理與繁復的計算區別于其他學科，這也就導致學生容易在學習數學的過程中感到枯燥乏味，逐漸喪失學習數學的興趣.利用現代教育技術的數學教學課堂，充分發揮以互聯網技術為基礎的計算機軟硬件和多媒體播放設備的信息展示和傳遞優勢，激發學生的好奇心，將學生的注意力集中到多媒體展示的教學內容上，從而慢慢培養學生學習數學的興趣.

3.1.2 提高學生學習數學的效率

高中數學中有很多抽象的，難以理解的概念或者推理過程，這會導致學生在學習數學的過程中效率低下.利用現代教育技術的數學教學課堂，能使學習信息的呈現形式多樣化，圖文并茂，情境交融，形聲并舉，從多個感官角度對學生形成刺激，從而使得學生更加容易理解所學內容，記憶也更加牢固，提高學習的有效性.

3.1.3 幫助學生養成良好的學習習慣

互聯網和新媒體主導的現代教育技術能夠充分利用整合網絡上的海量文字、圖象、音頻和視頻等資源，豐富教師的教育資源和學生的學習渠道，使教育擺脫了長久以來對學校、教師和課本的依賴.教師與學生不再是“教與被教”的單一關系，而是以學生為主體，教師為主導的共同探索、共同發現的合作關系.學生從被動學習的接受者變成主動學習的探索者，有利于養成自主發現問題，探究問題的良好學習習慣.

3.2 教師教學層面

3.2.1 減輕教師的工作負擔

隨著現代教育技術的發展，教師不僅可以在網絡上搜索海量的優質課件，也能利用教育軟件自己動手制作多媒體課件.豐富的教學資源使得教師的工作量大大減輕，更能提高教學質量.尤其是在2020年初全民居家隔離期間，網上課堂不受時間空間限制的特點使得“停課不停學”成為可能.有的教師采用了直播課堂，直接拍攝教師書寫內容，學生不在學校也可以直接觀看到實時教學視頻.有的教師通過各種軟件的屏幕共享功能把教學課件實時共享給學生，學生可以通過屏幕看到豐富的課件信息.課堂的互動也可以通過各種軟件的連線功能實現，甚至可以讓學生課堂搶答，小組互動.作業的批改與反饋也在軟件的幫助下變得簡單又快捷.科技的發展讓教師的工作負擔減輕了很多.

3.2.2 幫助教師突破課程重難點

傳統教學模式中，教師往往是通過語言強調重點，通過習題講解難點，這種方式很難真正讓學生從根本上掌握重難點內容.相反，如果合理利用現代化教學技術，經過精巧設計，將重難點通過文字、圖片、聲音、視頻的多重維度全方面滲透給學生，不僅可以更加突出重點，還可以輕松突破難點.

3.2.3 幫助教師實現分層教學

無論是教室中的智慧黑板，還是師生手中的智慧平板，這些現代化教學設備都能夠幫助教師布置不同的學習任務，有效進行個性化教學，做到真正尊重不同學生的個體差異，使教育真正做到因材施教，充分發揮出每一位學生的最大潛能.

4 現代教育技術的局限性

在今天的中國，現代教育技術已經逐步走進高中數學課堂，也發揮了很重要的作用.但不可否認的是，在實際的教學過程當中，仍然存在著一定的局限性.例如，在橢圓的概念教學中，如果教師通過多媒體播放如何繪制一個橢圓，就不如直接讓學生借助繩子和圖釘，兩人合作繪制橢圓更讓學生印象深刻.現代教育技術過度或者不合理的使用，可能會導致更差的教學效果.數學學科本應該培養學生的邏輯推理能力和數學運算能力，使用現代教育技術的課堂，會弱化這一部分能力的培養，使得教學效果反而會降低.數學課堂融合信息技術要用在關鍵處、核心點，用在“純數學”不易發現、不易觀察的內容節點處.［3］這就要求教師精心設計課程，合理使用現代教育技術，把它的作用最大化發揮出來.

5 結語

現代教育技術應用于課堂，是時代發展的必然.教師要合理設計教學環節，精心選擇教學方法，將傳統課堂與現代化教育模式相結合，努力提高課堂的有效性與趣味性，營造活潑生動的數學課堂，激發學生學習數學的興趣與熱情，培養更多適應時代發展的高素質人才.

參考文獻

［1］中華人民共和國教育部.普通高中數學課程標準（2017年版2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］國務院辦公廳.國務院辦公廳關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見［J］.人民教育，2019（13）：10-13.

［3］王永軍.用圖形計算器輔助求解定點問題——以2023年高考數學全國乙卷文科第21題為例［J］.中學數學教學參考，2024（7）：76-78.