信息化教學平臺在初中數學實驗教學中的應用研究

1引言

伴隨信息技術的迅猛發展，教育教學正逐步邁向數字化、智慧化與個性化時代.在初中數學領域，教學改革的焦點不僅在于知識傳授與技能訓練，更在于學生數學思維的培養與實踐能力的鍛煉.因此，“數學實驗教學”理念應運而生，它強調通過實驗探究、動態建模與真實情境模擬等方式，讓學生在動手動腦的過程中更加深刻地理解數學概念與原理.然而，傳統的課堂環境與教學資源有限，難以全面呈現抽象的數學過程，而信息化教學平臺恰好能發揮出強大的交互與可視化優勢，將靜態教材“激活”為可探索、可操作的實驗環境，從而激發學生更廣泛的學習興趣與探究熱情.

2初中數學實驗教學的現狀及意義

2.1數學實驗教學理念與實際運用狀況

數學實驗教學理念強調從抽象概念走向動態探索與實踐操作，這在一定程度上改變了傳統“教師講一學生記”的教學方式，鼓勵學生借助實驗器材或模擬環境，從感性認識出發，逐步歸納得出數學規律或公式.當前，初中數學課程中雖已出現一些“活動課”或“項目式教學”探索，但由于設備、師資和課堂時長等因素限制，能真正將數學實驗系統納人教學過程的班級仍相對有限.此外，一些教師對數學實驗教學的內涵認識不深，停留在表面操作或演示階段，未能構建起完整的實驗探究體系，學生在學習過程中缺乏深層次思考與模型建立能力.總體而言，數學實驗教學理念對于提升學生思維品質和應用能力具有重要意義，但其在初中階段的普及度和實踐深度仍有待加強.

2.2信息化輔助下的教學需求與潛在價值

信息化教學平臺為數學實驗教學帶來了全新的可能性，依托動態幾何軟件、智能測算工具和網絡數據共享等數字化手段，學生可以方便地進行“虛擬實驗”，突破教室空間和實物器材的局限.借助可視化技術，可以動態呈現幾何圖形變化過程、函數曲線的實時變換及統計數據的交互式處理，彌補了紙質教材難以展現的細節與過程.更關鍵的是，通過對學生操作過程與實驗數據的自動記錄，信息化平臺能實現即時反饋與個性化推送，幫助教師及時了解學生在實驗中的難點與誤區，也讓學生在反復嘗試和修改中積累思維經驗.對于初中數學而言，這種“數字實驗”既滿足了現代化教學的發展趨勢，也為學生思維創新、問題解決及綜合素養提升提供了更廣闊的舞臺.

3信息化教學平臺在初中數學實驗教學中的應用策略

3.1打造可視化交互功能，激發數學思維創新

在信息化平臺與數學實驗教學的結合中，可視化與交互功能是最核心、最直觀的呈現方式.相比傳統靜態的板書或圖形，數字化與可視化能讓幾何圖形、函數曲線、統計數據等內容以即時動態的方式展現出來，學生通過點擊、拖拽、調參數等操作觀察結果變化，從而激發學生對數學規律的思考與猜想.這種動態交互過程，在本質上是一種基于數字仿真與實時反饋的“實驗環境”，在激發學生思維創新與學習興趣方面具有顯著作用].

例如教師基于信息化教學平臺開展“平面直角坐標系”相關實驗，讓學生感受可視化交互對數學思維創新的促進作用.教師在課前準備了動態坐標系軟件，并預設了若干探究情景：當學生拖動坐標平面中的一個點時，點的坐標和它與原點的距離實時顯示在屏幕上，還能即時生成對應的函數圖象或者相對位置分析圖.上課伊始，教師先提出問題：“如果將一個點在坐標平面上任意移動，它與坐標軸的關系會發生怎樣的變化？”學生們立即在電腦或平板上打開軟件，開始自由移動點的位置.當點靠近 x 軸或 y 軸時，軟件以不同顏色動態顯示點到軸的垂直距離變化，還有文字提示出現相應的坐標特征，讓學生迅速形成對坐標規律的初步認識.緊接著，教師設計了一個“有目標的探究”環節：讓學生通過拖拽與參數設置，觀察點移動過程中坐標的變化規律.例如，教師指定一個目標：“讓點移動到滿足 x+y=2 （204號的位置，看看我們能找到哪些不同的坐標組合？”在軟件中，這條線以高亮方式顯現，學生把小點拖到線上時，系統會自動判斷并給出坐標是否滿足 x+ （204號 y=2 .通過多次嘗試與比較，學生不僅理解了一次方程在平面直角坐標系中的幾何意義，也感受到可視化操作對他們數學直覺的強化.若學生在探究中遇到問題，軟件還能顯示提示框，如“當 x 增加時，你可以看看 y 如何變化”，從而在引導下逐步內化成邏輯思路.在整節課后半段，教師讓學生小組合作設計一個“點動成線”的小實驗：讓點按照某條線性方程或二次方程進行軌跡移動，記錄坐標變化，再嘗試在軟件上以函數形式進行擬合或驗證.各小組忙得不亦樂乎，有的甚至嘗試將線性方程與二次方程對比，通過在同一平面上呈現兩條曲線的交點位置等細節.學生在持續的探索與討論中不斷產生“為什么這樣？”“如果我改動這個參數會怎樣？”等問題，教師則時不時點撥關鍵概念，讓實驗與思維始終保持緊密銜接.最后，學生紛紛體會到：可視化交互不僅讓他們看到了點與坐標軸、函數圖線之間的動態關系，也讓他們通過多次操作找到了數學概念背后的普適原理.

3.2整合線上線下資源，推動個性化作業輔導

在現代教學理念中，課內與課外、線上與線下的深度銜接正日益成為提升教學品質的重要抓手.信息化教學平臺的出現，為初中數學實驗教學帶來了更廣闊的空間：學生可以在課內通過平臺完成即時的互動實驗，也能在課后借助同一個平臺進行作業練習、微課觀看或小組協作，從而將學習過程延伸至課堂外.相較于傳統模式，“線上線下資源整合”能讓教師更好地把握學生全程的學習進度與需求，并通過差異化的內容與方法實施有針對性的輔導與練習[2].

例如教師以“實數”相關內容為核心主題，將信息化教學平臺與課內外資源整合，著力推動學生個性化的作業輔導.教學設計初始，教師在課堂上利用平臺軟件為學生演示“實數在數軸上的定位”實驗，學生通過拖動滑塊觀察無理數與有理數的分布特點.課后，教師在平臺上布置了一個延伸活動：要求學生在家中登錄平臺，完成四道交互式探究題，例如“通過數軸可視化界面精確到小數點后幾位，估計 的范圍”，或“比對 π 與3.14、3.14159等的差值，并記下過程中的發現”.這些探究題都帶有動態操作功能，學生可隨時重置或查看提示，平臺會自動記錄他們的操作次數與時間.為幫助學生更好地消化課外探究內容，教師在平臺內還上傳了簡短的微視頻，強調實數概念關鍵點與常見誤區，并附加了一些示例數據的直觀演示.當學生提交作業后，系統根據答題正確率、操作時間與關鍵過程進行自動評分，并為不同得分段的學生推送相應的復習資料或進階題.對于個別出現嚴重偏差的學生，教師會在后臺監測到具體卡點，隨即在班級社群私信或下節課線下面對面輔導，進行定向答疑.通過平臺的拖拽與交互，他們反復操作并觀測無理數與有理數之間的差距，進而克服了單純背定義的枯燥感.有學生甚至在課后做了延伸：借助平臺測算了黃金分割點與斐波那契數列之間的關聯，讓家長也倍感驚喜[3].教師方面，通過平臺后端數據可以一目了然地看到大部分學生在“實數小數逼近”那道題上成功率不高，因而有針對性地在后續課上安排集體討論與再次演示.也正是在這個動態的線上線下循環里，個性化輔導得以落到實處，學生的學習體驗和效果得到同步提升.

3.3引入大數據監測評估，完善教學質量閉環

大數據監測評估可為初中數學實驗教學提供三方面的啟示：其一，通過記錄學生在平臺上進行數學實驗或作業時的關鍵操作環節和錯誤類型，發現他們的思維盲點與解題誤區；其二，通過聚合班級或年級層面的數據，分年級、分知識塊或分實驗模塊進行縱向對比，幫助教師發現教學設計上的優劣，或進度安排的適宜性；其三，基于學生的操作與成績變化情況，實時調整教學策略，如增加某類題型的示范實驗或減少過度重復的內容.唯有在這樣的數據支持下，教師才能形成“診斷問題—改進教學一再評估”的閉環，為整個實驗教學過程保駕護航[4].

例如教師圍繞“不等式與不等式組”專題，通過引入大數據監測評估工具，完善了對教學質量的閉環管理.首先，教師事先在信息化平臺里設置了各類練習題與實驗操作項目，如“一元一次不等式的解集可視化”“不等式組的數軸交集演示”等，學生在課堂及課后都要在平臺完成相應的步驟.由于平臺可以跟蹤每位學生的答題時長、正確率、回退次數和操作路徑，教師在后臺可隨時查看匯總情況.經過一周的練習后，教師在大數據分析界面看到：大部分學生在“一元一次不等式”部分正確率較高，但在“不等式組求交集”部分出現了大量重復操作和錯誤標記，這表明此環節對學生而言難度更大.洞察到這一問題后，教師在下節課專門抽出時間，利用可視化工具再次演示了不等式組交集的幾何意義，并讓學生在白板上模擬數軸劃線.隨后他設計了小組競賽活動，讓每組學生在平臺的操作記錄中比對各自的錯誤分布，對照教師的二次講解進行有針對性地糾錯.

通過這一過程，大部分學生的答題效率與正確率明顯提升，平臺記錄的嘗試次數也大幅下降.課后，教師對本單元的教學情況進行總結，并將系統生成的班級圖表（正確率、錯誤率、平均耗時等）投影給學生觀看，讓他們對自身水平與班級整體情況有更直觀地了解，對下一階段的學習重點也更加明確.在這種大數據監測評估的助力下，教師形成了“計劃一執行一評估一改進”的閉環模式：先在備課時明確學習目標與行為數據采集點，再通過課堂與課后作業收集學生數據，最后利用分析結果及時修正教學思路或給予個性化輔導.對于數學實驗教學來說，學生操作過程往往多樣又隱蔽，而大數據手段能將其量化與可視化，不僅讓教師少走彎路，也讓每位學生都能得到更多的關注與精細化支持[5].

4結語

信息化教學平臺在初中數學實驗教學中的應用，為傳統課堂注人了鮮活的數字化元素與交互體驗.可視化交互能將抽象知識轉化為動態過程，喚起學生的探索動力與創新思維；線上線下資源的整合進一步豐富了課內外教學內容與形式，實現個性化作業輔導與合作學習；大數據監測評估則讓教師對學生實驗操作與思維進展實現精確掌握，推進教學質量閉環.縱觀現代教育發展趨勢，信息化平臺日趨成熟且功能更加多元化，其與數學實驗教學的深度結合，不僅能強化學生對數學概念、原理與實踐價值的深刻理解，也為教師教學改革與個人專業成長提供廣闊舞臺.

參考文獻：

[1]王兆.初中數學信息化教學中的問題及解決策略[J].基礎教育論壇，2023（7）：35-37.

[2]陳鐵國.借助信息化構建初中數學課堂的策略研究[J]天天愛科學（教學研究），2022（8）：34-36.

[3]申曉東.信息化環境下初中數學函數教學的創新策略探究[J].新課程，2022（19）：180—181.

[4]林森，蔡楚楚.智能時代初中數學信息化教學方案[J].課程教育研究， ?2020（42）：41-42

[5]李巖.善用信息技術，助力學生發展——以初中數學課堂為例J」.安徽教育科研， 2020（5）：74-75+83