數字化工具在高中數學教學中的應用分析

【摘要】現如今，我們已經邁進了數字化時代，數字技術的出現使得我們生活方式發生了改變，并且這種變革在教育領域中也得到了展現.數字化時代下高中數學課堂教學從傳統教師單一課堂講解、學生死記硬背的模式中走了出來，更注重培養學生獨立學習的能力，實現學生創新思維發展.本文針對高中數學教學中數字化工具運用的內容進行探索與分析.

【關鍵詞】信息技術；高中數學；課堂教學

伴隨數字技術的飛速發展，高中數學教學中數字化工具得到了廣泛運用，它可以帶來個性化學習環境，提供多元化學習資源，將豐富的教學內容為教師提供出來，學生的學習機會變得更加多樣.在進行數字化工具推廣和應用中，對其基本應用效果進行科學評估，明確其在高中數學教學中所彰顯的作用和基本影響，力爭為構建高質量課堂做出幫助和指引.

1數字化工具簡述

數字化工具即為利用數字技術提升工作效率與管理效能的軟件或硬件設備.其主要包括項目管理軟件、客戶關系管理系統（CRM）、企業資源規劃（ERP）系統、數據分析平臺、云計算服務、人工智能應用等.實現自動化繁瑣的流程、優化決策過程、增強團隊協作、提高生產力，并通過數據驅動洞察指導業務戰略.數字化工具的普及是現代社會轉型與適應快速變化市場環境的關鍵因素，不僅改變了內部的運作方式，還重塑了與客戶、供應商以及合作伙伴之間的互動模式.通過這些工具，更靈活地應對市場變化，快速響應外部需求，從而在競爭激烈的競爭中保持領先地位[1].

2高中數學課堂中數字化工具應用意義

2.1有助于知識體系精準構建

高中數學中圖形知識內容較多，傳統課堂中只能靜止地進行教學，這樣學生理解起來會比較吃力，而通過融入數字化技術，使得整個圖形教學變得更加靈動、高效，學生也可以更加動態、立體地理解數學知識內容，不再是靜態平面地去感知.可視化那些抽象復雜的數學知識內容，建立起對數學的學習規律和概念，進而達到精準教學的目的[2].

例如在對“參數方程”內容教學中，為引導學生充分理解橢圓方程的相關內容，明確所涉及的基本參數，教師通過幾何畫板進行參數變化的演示.

又如，對“二次函數”講解中，為將a，b，c參數圖象形狀的改變情況進行清晰展示，可通過Geogebra軟件進行a，b，c變化范圍的滑動設置，通過滑動條明確基本的變化情況，進而探究二次函數圖象是如何受a，b，c三個條件所影響的[3].

2.2強化數學審美與運用能力

數學知識非常精妙，那些奇異的知識內容、統一的特點.對稱簡潔的魅力，是很多學者探究數學知識奧秘的主要動力.若是可以在高中數學中巧妙、恰當地融入多媒體技術，就可以精準呈現于學生面前，使課堂感染力充分彰顯，給學生以不同的學習感受，調動其求知欲望，以更加飽滿的熱情去探索生活中的數學知識奧秘，達到學以致用的目的.其中Geogebra軟件在教學中的動態運用，實現同幾何、微積分、代數的高度整合，達到可視化教學的目的.該軟件可進行標準曲線的繪制，給學生帶來不同的學習體驗，強化數學審美能力，感受數學魅力所在，實現育人和知識學習的雙重提升[4].

2.3實現核心素養培養

通過數字化工具的運用，實現整個高中數學課堂教學的全面優化與提升.化復雜為簡單、動靜轉化、化抽象為真實.通過數字化工具為學生直觀呈現抽象的復雜概念與定義，將原本難以理解的數學知識巧妙地呈現出來，實現學生抽象思維與直觀思維核心素養的有效培養.數字化工具的應用，使得學生學習效率得到顯著提升，有更多的空間和時間探索數學的推理邏輯和數學運算的奧秘.借助Excel表格內的折線圖、散點和形狀圖等高效地完成數據統計，強化數據分析和探索能力，切實發揮數學建模中數學化工具所帶來的價值.其中Photoshop，CAD、Matlab、Lingo語言是常用的數學建模軟件，通過相關軟件運用，學生能夠快速捕捉有用的信息，有效攻克數學建模學習中的重難點問題，實現整個學習質量和效率的有效提升.

3高中數學教學中數字化工具應用方法

3.1運用動態演示工具

動態演示工具是數字化工具的重要分支，它具有可視化功能，能夠交互性完成學習，給學生帶來不一樣的學習感受.其中Geogebra屬于微積分、統計、代數，幾何等方面資源綜合性較強的動態學習軟件，可以為學生提供直觀的圖形學習輔助，是探索數學知識奧秘的重要輔助工具.比如借助該軟件進行二次函數圖象的基本展示，并對其標準形式進行講解.通過軟件功能的發揮，實時進行二次項系數調整，明確圖象開口的基本變化情況，掌握二次項系數同開口大小的關聯性，并且可進行滑塊的移動，引導學生明確圖象頂點是怎樣跟隨常數項與線性項改變而改變的.在此期間，通過應用動態演示工具為學生直觀呈現原本比較抽象、難以理解的數學概念，讓學生更加充分地明確二次函數圖象的基本特征，實現學生問題處理能力和探索精神的雙重培養.互動式課堂中學生積極進行言語發表，調動課堂熱度，實現學習動力和興趣的有效提升.同時此方式下有效發散了學生批判性思維，學生對知識進行主動接受，而不再是被動學習，探索和運用能力得到顯著強化與提升[5].

3.2運用個性化學習工具

Math Tailor屬于云系統下的學習管理工具，基于算法分析學生的基本表現和學習行為，進而制定和提供個性化學習方案與資源.在初期應用該軟件時，教師引導學生進行在線評估，明確學生基本技能情況和數學基礎知識掌握程度.針對部分學生基礎能力較差者，該軟件可先從概念引導方面進行教學輔助，并循序漸進地進行復雜問題呈現和探究.通過互動元素和相關視覺元素的有效呈現，吸引學生目光，將其有效帶到課堂中來，實現整個課堂高效有序開展.針對數學學習能力較強的學生，但是在概率或幾何方面需要進行專項強化的學生，該軟件可提供和設置挑戰性和深度性學習內容，引導學生深入思索、強化處理問題道理.另外，該軟件還有教師端的設定，為教師提供學生的基本學習情況、課堂中的數據表現和學習進度等[6].教師根據學生表現和進度進行教學方案的適時調整，明確學生在學習時的基本需求，并給予更多的額外支持和輔助，該軟件的運用實現了學生學習體驗的有效強化，學習質量和效率得到了顯著提升[7].

3.3應用問題處理與實踐工具

Math Real屬于一種處理問題和實踐性工具，其在高中數學課堂中的應用給學生帶來了全新的學習體驗.該軟件是互聯網技術下的產物，可為學生帶來與生活密切相關的數學問題，并有效涵蓋了高級微積分的知識內容，以多個步驟呈現數學問題，給予學生全新的學習體驗和感受，挑戰學習中的難點，鼓舞學生自主探索和實踐.比如通過該軟件的應用，可引導學生設計一個橋梁，從而輔助學習二次函數拋物線的相關內容.通過設計具體的項目目標，將一座實用而完美的橋梁設計出來，并確保該橋梁在安全和技術方面都符合要求.基于學生自身對二次函數知識的理解和掌握，將橋梁跨度和最佳弧度高等計算出來，進而確保整個橋梁的美觀性與穩定性[8].教師通過該工具的虛擬性特征，為學生呈現類型多元化的橋梁，并且讓學生探究和討論設計這些橋梁的基本原理和主要運用的數學模型，之后再將學生劃分成小組，在組內共同探索交流的設計方案.學生通過該軟件的應用，切實發揮其工具性作用，并將拋物線繪制出來.對橋梁弧線形狀進行精準模擬，并進行方程參數調整，通過觀察所改變的參數形態，明確橋梁弧線形狀.而且該軟件可進行環境模擬，學生將橋梁模型方程輸入后，軟件會將三維模型自動生成出來，以應力角度測試橋梁模型，該過程深化了學生對二次方程的認識和理解，建立起對工程和數學學習的興趣.軟件的運用實現了知識同實際運用的有效聯通，搭建了高質量的學習平臺.學生在合作、互動中高效率完成學習，課堂參與度和興趣得到有效強化與提升，加深了對數學概念的理解，強化了團隊協作和自主創新能力的培養.

3.4運用反饋評估工具

高中數學教學中數字化工具的運用，需要對學生學習成果進行有效評估，了解學生在學習中存在的問題和不足.其中可以選擇應用math feedback在線綜合性評估軟件.該軟件集成了學習成果追蹤、教學反饋、獨立評分、在線測試等多種功能，可以及時準確地將學生學習成果和教師課堂教育效率反映出來.例如教師通過該軟件在線測試學生有關“線性方程組”的學習成果，測試內容涵蓋選擇題與解答題，目的是掌握學生線性方程理解和運用能力，評估他們的學習表現，在規定時間內對學生進行在線測試.系統可快速完成獨立評分，并給予精準反饋，不僅以總分形式顯示所測試得到的結果，而且可以很好地指示出學生錯誤，明確錯誤原因，在學生對某一方程解答出現問題和錯誤時，系統會及時給予反饋，并給出指導意見[9].例如，學生對概念的理解誤差、解題步驟偏差、計算錯誤等提供標準合理的解題方案，并將類似的習題為其陳列出來.為了確保整個反饋更具個性化，該軟件可讓教師對整個班級學生表現進行全盤觀察，借助平臺明確學生答題情況，掌握學生學習強項和弱點，在之后的教學中有針對性地調整教學內容，根據學生普遍呈現出的弱項加強練習和實踐演示.同時，教師通過該軟件可定期對學生完成跟蹤測試和調查，明確學生基本學習進程，并進行教學方案的適時調整[10].

4結語

新時代下的高中數學教學領域，數字化工具的融入已經成為一種不可逆轉的趨勢.如智能教學軟件、互動學習平臺及在線評估系統，為教師、學生帶來了前所未有的教學和學習體驗.其使課堂變得生動、有趣，還極大提升了學生學習積極性與參與感.教師利用數字化工具設計更富有創意與針對性的課程內容，通過數據分析功能，教師實時跟蹤學生學習進度，及時調整教學策略.教師需要在教學實踐中不斷探索和實踐，找到技術與教學內容的最佳結合點.通過精心設計課程，合理制定教學方法，確保技術的使用能夠真正服務于教學，而不是僅僅為了展示技術的優勢.

參考文獻：

[1]吳小妮.數字化背景下初中數學教學工作及策略優化探究[D].延安：延安大學，2023.

[2]操明剛，徐雪燕.中學數學微課教學在數字化背景下應用初探[J].中學數學研究（華南師范大學版），2023（10）：53+1-2.

[3]浦琴丹.數字化教學，讓數學課堂更高效[J].考試周刊，2022（06）：86-89

[4]盧焱堯.網絡環境下高中數學“問題—探究”型教學模式的理論與實踐研究[D].昆明：云南師范大學，2005.

[5]滕雪梅.電子書包環境下的高一數學教學探究[D].濟南：山東師范大學，2015.

[6]孫小梅.新時代西藏中學教育信息化建設路徑研究：以拉薩市數學學科為視角[D].拉薩：西藏大學，2021.

[7]瞿芳.課堂因“你”而精彩——信息技術在高中數學教學中的運用.青少年日記（教育教學研究），2016（10）：59.

[8]趙唐俊.信息技術為高中數學的有效教學插上翅膀.青少年日記（教育教學研究），2016（11）：73.

[9]沈怡欣.信息技術在高中數學教學中的運用.青少年日記（教育教學研究），2016（12）：35.

[10]常其征.基于PBL+PAD理論的高中數學實驗課教學模式探索——以一節數字化數學實驗課為例[J].安徽教育科研.2024（08）：5-6+33.