信息技術在初中數學課堂中的應用模式探索

摘要：信息技術與數學教育的深度融合正引領著教學模式的變革.為探索信息技術在函數教學中的有效應用，本文構建了基于智能平臺的教學生態空間，設計了動態生成、交互反饋的課堂教學范式.在教學實踐中，運用GeoGebra等數學軟件實現函數圖象動態演示，開發數字化學習資源，搭建線上線下混合教學環境.實驗數據表明，信息技術支持下的函數教學顯著提升了學生的學習興趣和理解能力，促進了數學核心素養的形成.該研究成果為信息技術在初中數學課堂中的應用提供了可推廣的實踐范例，對推動數學教學模式創新具有重要啟示．

關鍵詞：信息技術；初中數學；函數教學；混合教學

隨著教育信息化進程不斷深入，信息技術正以前所未有的方式重塑數學教學形態.函數是初中數學的重點內容，其概念抽象、性質多樣、應用廣泛，對教學提出了較高要求.傳統教學方式難以直觀呈現函數的動態特征，制約了學生深入理解和靈活運用函數知識.信息技術的引入為突破這一瓶頸提供了新思路.因此，亟需探索信息技術與函數教學深度融合的有效模式，構建智慧化數學課堂教學新范式，助力學生數學核心素養的提升．

1信息技術驅動下初中數學課堂教學的智慧轉型

信息技術在初中數學課堂教學中的應用模式探索已成為教育變革的重要課題.［1］數字時代教育生態的迭代更新正推動教學形態深刻變化，使得智能化教學手段為數學課堂注入新動能.初中數學教學面臨著概念抽象難理解、思維過程難呈現、學習興趣難維持等挑戰，亟需探索信息技術支持下的教學應用新范式.借助智能教學平臺、數字化教學工具和交互式學習系統，可實現數學概念的動態化呈現、數學思維的可視化表達和學習過程的個性化指導.在大數據、人工智能等技術支撐下，教學診斷更加精準，學情分析更為科學，教學反饋更加及時.信息技術與數學學科的深度融合構建了智慧化課堂新生態，拓寬教育資源獲取渠道，豐富教學表征形式，增強師生互動體驗.通過探索信息技術的多維應用模式，可激發學生學習動力，培養計算思維能力，提升數學建模水平.［2］信息技術驅動的課堂教學智慧轉型，正在重構教學結構，優化教學策略，引領數學教學邁向現代化，對提升教學效能、培育學生數學核心素養具有深遠意義．

2函數教學的信息化生態空間構建

2.1核心素養導向的教學規劃

基于新一代人工智能技術的教學應用實踐表明，初中函數教學需以數學核心素養為導向，精準對接課程標準要求.［3］教師要依據函數概念理解、圖象分析、模型應用等維度設計數字化教學活動，全面培養學生數學抽象、邏輯推理、運算、空間想象等核心素養；規劃構建涵蓋計算思維要素的探究式課程，引導學生利用信息技術工具開展函數性質探究、數據分析建模、問題求解等學習任務；制定分層分類的個性化教學策略，開發遞進式數字任務群，設計多層次的智能輔助方案；通過構建多元化學習場景，設置真實性數學探究情境，培養學生運用信息技術解決實際問題的意識與能力.教學設計注重活動的開放性與創新性，因此教師要搭建自主探究、協作交流、成果展示的數字平臺，并建立過程性評價與終結性評價相結合的數字化評估體系，實現對學生數學核心素養發展的實時監測與科學評價.［4］教師還可以整合智能評價工具，開發學習行為畫像，構建學習成長電子檔案，形成全方位的素養評價機制．

2.2多維數字資源整合與教學平臺搭建

在函數教學信息化生態空間的構建中，筆者制定了完整的數字資源與平臺集成架構體系（如圖1）.架構分為資源層和平臺層，形成全方位的技術支撐系統.資源層整合了基礎資源、交互資源和拓展資源三大類教學資源，涵蓋電子教材、微課視頻、動態課件、GeoGebra函數工具、虛擬教具、在線練習、建模案例和實踐任務等多維度教學素材.平臺層設計了教學管理、資源管理和數據分析三大核心功能模塊，實現備課管理、課堂互動、作業管理、評價管理等教學全流程的數字化支持.在資源管理方面，構建了資源庫管理、分類、檢索和共享功能，便于教師精準調用教學資源.數據分析模塊通過學情分析、行為跟蹤、評價診斷和數據報告功能，為教學實施提供智能化決策支持.兩個層面緊密結合，共同支撐函數教學的信息化實施，推動教與學方式的創新發展．［5］

2.3教師信息化教學能力發展

現代信息技術與數學教育深度融合背景下，教師專業發展亟需突破傳統培訓模式.可以采取以下策略提升教師信息化教學能力：①依據信息化教學能力標準，系統開展教學設計理念更新、數字工具應用技能、在線教學方法創新等專項培訓.重點提升教師對GeoGebra、幾何畫板等數學軟件的應用水平，強化對數字化教學資源的開發能力.②組織開展信息化教學案例研究，探索技術支持下的有效教學策略.③建立網絡化教師學習共同體，通過同課異構、遠程教研等方式促進經驗共享.④鼓勵教師參與數字資源研發與共建，提高教學資源設計、制作能力.⑤加強教師對學習分析技術的應用研究，提升數據驅動的教學決策能力.⑥完善教師信息化教學評價機制，將技術應用效果納入專業發展考核指標.⑦創新教師培訓形式，實施線上線下混合式研修，搭建個性化成長平臺.⑧建立校本研修機制，開展信息化教學實踐研究，形成可持續發展的教師培訓生態．

3面向數字化的函數教學應用范式

3.1課堂教學結構設計

課堂教學結構設計遵循認知規律與信息技術教學融合原則，通過層次化、結構化的設計方案實現教學目標.依據函數內容特點，將課堂劃分為四個核心教學環節：導入探究環節運用實際情境創設問題，引導學生利用信息技術工具收集、處理數據，感知函數關系；概念構建環節基于動態演示軟件，通過圖形變換、數據分析等方式，幫助學生建立函數概念的直觀認識；性質分析環節設計多層次探究任務，運用幾何畫板等工具展示函數性質變化規律，培養學生數學推理能力；應用拓展環節融入建模思想，利用數學軟件輔助解決實際問題，強化學生數學應用意識.各環節在信息技術支持層的貫通下，形成完整的教學鏈條，確保信息技術的應用服務于數學思維發展，實現工具性與思維性的統一．

3.2在線資源動態生成

在線資源動態生成采用模塊化設計理念，根據教學內容和學習需求實時構建個性化學習資源：①開發函數教學資源生成引擎，整合函數圖象庫、數學符號庫和情境案例庫，支持教師快速生成教學課件和練習材料；②針對函數概念理解設計可視化模板，支持參數調節和實時渲染，生成動態函數圖象和變化過程演示；③結合學生認知特點，構建分層練習資源生成模塊，根據知識點關聯度和難度系數自動生成個性化練習；④開發數學建模案例生成系統，融合真實數據和場景，生成貼近生活的應用問題；⑤資源生成過程中融入智能推薦算法，基于學習診斷結果推送適配性學習資源，實現資源供給的精準匹配和動態調整．

3.3交互式教學實施

交互式教學實施基于智能教學平臺，構建多維互動的教學生態：①運用電子白板、數學軟件等交互工具，實現師生之間的實時互動和即時反饋；②設計函數概念探究模塊，通過參數調控、圖形變換等方式，引導學生主動探索函數性質；③開發數學問題協作解決平臺，支持小組討論、在線展示等互動形式，培養學生數學交流能力；④教學過程中融入智能導學系統，根據學生作答情況動態調整教學策略，實現個性化指導；⑤通過數據采集與分析，記錄學生學習軌跡，構建交互行為模型，為教學決策提供依據．

3.4精準化學習反饋

精準化學習反饋依靠智能評價系統，對學習過程進行全方位監測和診斷分析：①構建知識圖譜模型，對函數學習內容進行結構化分析，精確定位學生知識掌握程度；②開發學習行為追蹤系統，記錄學生在線學習數據，分析學習時長、錯誤類型、解題策略等關鍵指標;③建立診斷反饋模型，運用數據挖掘技術識別學習障礙，生成個性化診斷報告;④設計智能推薦系統，基于學習診斷結果，匹配相應的補救策略和學習資源;⑤開發學習預警機制，對學習異常情況進行及時預警，實現問題的早期干預.通過多維度的數據分析，為教師教學改進和學生學習優化提供決策支持．

4智慧數學課堂的教學實踐探索

4.1教學方案設計與實施

教學方案設計立足函數教學實際，構建信息技術支持下的教學實施框架.圍繞一次函數、二次函數等核心知識點，優化教學活動設計，將信息技術工具有機融入課堂教學全過程.課前借助智能平臺推送預習任務，制作微課視頻導學，設計可視化預習素材.課中依托GeoGebra等數學軟件，設計函數圖象探究活動，引導學生觀察函數圖象特征，歸納函數性質規律.組織小組協作探究，利用在線討論工具開展數學交流.通過數字工具展示函數應用實例，創設問題解決情境.課后基于學情分析系統，推送分層練習任務，開展個性化輔導.設計多元化評價方案，將過程性評價與終結性評價相結合，全面考查學生函數學習效果．

4.2典型案例教學成效評估

選取二次函數教學作為典型案例，通過實踐研究驗證信息技術支持下教學模式的實施效果.實驗班采用信息化教學方案，運用動態幾何軟件展示拋物線性質，通過參數調節直觀呈現二次函數圖象變化規律.利用數據采集系統記錄學生作答軌跡，分析解題策略和錯誤類型.開展函數建模活動，引導學生運用二次函數解決實際問題.實踐表明（見表1），信息技術支持的教學模式在動態教學、自主探究、即時反饋和個性化學習等方面具有顯著優勢，有效提升了學生的學習體驗和教學質量.學生在函數概念理解、圖象分析、建模應用等方面均表現出積極的學習效果．

4.3教學模式推廣與優化

基于典型案例實踐經驗，總結提煉信息技術支持下的函數教學模式：①通過教師培訓和教研活動推廣創新經驗，指導教師合理運用信息技術開展教學實踐;②建立校本資源庫，收錄優秀教學案例和數字資源，促進教學資源共建共享；③開展教學反思與研討，分析教學實施過程中存在的問題，優化教學設計方案;④完善信息化教學評價體系，構建包含教學實施、資源應用、學習效果等維度的綜合評價指標;⑤建立教師發展共同體，通過經驗交流和協同研究，提升教師信息化教學能力.

5結語

信息技術在初中數學課堂中的創新應用，開辟了函數教學改革的新途徑.通過構建數字化教學生態空間，優化課堂教學結構，創新教與學方式，實現了教學效能的顯著提升.研究表明，信息技術支持下的函數教學模式能有效激發學生學習興趣，增強概念理解，提升應用能力.這種教學模式的實踐探索為推動數學教育變革提供了有益參考.

參考文獻

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［3］王春明.新課標背景下信息技術在初中數學教學中的應用研究［J］.信息與電腦（理論版），2024（15）：247-249．

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［5］張景中，陳如仙，陸興華，等.“互聯網＋”數學教師TPACK能力培訓模式研究——以武侯區初中數學教師網絡畫板培訓為例［J］.數學教育學報，2022（5）：1-8．