信息技術(shù)與初中數(shù)學(xué)教學(xué)融合的應(yīng)用探究

徐涵玉

(江蘇省泰興市實驗初級中學(xué) 225400)

現(xiàn)代信息教育技術(shù)與教學(xué)領(lǐng)域的有效整合，也稱作為互聯(lián)網(wǎng)+教育，利用現(xiàn)代信息技術(shù)的便捷性和有效性，可以不斷的更新教師們的教學(xué)思維和教學(xué)模式，與現(xiàn)行的教育趨勢進行有效的銜接，對教育方針政策進行全方位的解讀和領(lǐng)會，并在教學(xué)過程中進行有效的實踐和傳播.現(xiàn)代信息技術(shù)已經(jīng)悄無聲息的滲透到教育領(lǐng)域的各個角落，并在教學(xué)當中發(fā)揮著不可替代和不可估量的作用.

一、問題的提出

三通兩平臺歷經(jīng)多年建設(shè)與應(yīng)用，突破了教育信息化應(yīng)用模式，建立了全社會參與的新機制，為教育信息化打下了堅實的基礎(chǔ).隨著近幾年人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)快速發(fā)展應(yīng)用，已經(jīng)為各行業(yè)帶來了積極的變化，目前教育行業(yè)也迎來了諸多變化.AI教育引領(lǐng)下的智能APP、教育網(wǎng)站如雨后春筍般涌現(xiàn)，各企業(yè)社會組織提出的智能教育、教育信息化等解決方案也層出不窮讓人看得眼花繚亂.科學(xué)技術(shù)變?yōu)樯a(chǎn)力需要完整的應(yīng)用策略與應(yīng)用實踐，新信息技術(shù)剛開始發(fā)力，教育效果還無法評價，AI技術(shù)本身也有一些已知和未知的缺陷.本文將結(jié)合教學(xué)需求和當前信息技術(shù)發(fā)展，提出解決信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)用問題的對策.

二、研究的目的

信息技術(shù)與學(xué)科融合的根本目的是化解教學(xué)難點幫助學(xué)生學(xué)會不易理解的知識或不易掌握的技能技巧.這其中涉及到兩個重點，一是把握當前信息技術(shù)的主要技術(shù)門類、技術(shù)應(yīng)用及方式、技術(shù)缺陷等，二是要把握教學(xué)難點與具體實踐方式，包括家長老師學(xué)生的三方協(xié)同，實現(xiàn)學(xué)生能學(xué)會，家長能輔導(dǎo)，教師能講透.運用信息技術(shù)可以創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，擴充知識信息，增大課堂容量，提高課堂教學(xué)效率等，還可以讓學(xué)生把紛繁復(fù)雜的運動圖形或數(shù)據(jù)用計算機處理，學(xué)生可直接動手操作，使學(xué)生的實踐能力、觀察能力等都得到提高，從而培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)能力，深入理解數(shù)學(xué)知識的生成過程.

三、當前信息技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

信息技術(shù)，是主要用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)的總稱.它主要是應(yīng)用計算機科學(xué)和通信技術(shù)來設(shè)計、開發(fā)、安裝和實施信息系統(tǒng)及應(yīng)用軟件.它也常被稱為信息和通信技術(shù)，主要包括傳感技術(shù)、計算機與智能技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù).隨著近年來應(yīng)用數(shù)學(xué)和計算機技術(shù)的進步革新，推動著人工智能和大數(shù)據(jù)快速發(fā)展.信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)融合根本是智能算法和大數(shù)據(jù)與數(shù)學(xué)教學(xué)的融合.

人工智能縮寫為AI，它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué).人工智能是建立在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上的，大數(shù)據(jù)是海量數(shù)據(jù)的集合，需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn).大數(shù)據(jù)與人工智能的實踐就是算法，算法是指解題方案的準確而完整的描述，是一系列解決問題的清晰指令，算法代表著用系統(tǒng)的方法描述解決問題的策略機制.因此我們對信息技術(shù)的評價主要集中在算法、數(shù)據(jù)、還有人工智能系統(tǒng)的整體協(xié)同能力上面.

例如，在進行九年級數(shù)學(xué)《二次函數(shù)》教學(xué)過程中，教師可先在交互式電子白板上展示生活中常見的拋物線模型，如噴泉、籃球拋入空中的軌跡、趙州橋截面圖、高壓輸電線等，充分調(diào)動學(xué)生的多種感官，感知事物、領(lǐng)悟概念、掌握原理.使得學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率.

四、常用的信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)的融合

通過三通兩平臺多年建設(shè)與應(yīng)用，形成了一些切實有效的工具輔助日常教學(xué)工作，也取得了較大的突破.隨著慕課、一師一優(yōu)課、一課一名師、泰微課等一批無邊界課堂開設(shè)，和國家教育資源平臺的使用，優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源供給量大大增加.

1．PPT：教材配套和名師編寫的教學(xué)課件，在日常教學(xué)中起到了基礎(chǔ)作用，將重點難點通過PPT音視頻、多媒體形式表現(xiàn)，更加形象易懂.比方說在教授《幾何圖形》時，教師可以在電腦屏幕上展示一些日常生活中的物品，如紙盒、帳篷、籃球等，借此讓同學(xué)們了解幾何圖形中的長方形、正方體、三角形、圓錐體以及圓形等，并要求學(xué)生自行從生活中找出幾何圖形，如此不但能夠收到活躍課堂氛圍的效果，而且還能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.

2.幾何畫板為代表的軟件工具：基于仿真技術(shù)的各種實驗?zāi)M軟件，簡單高效的幫助學(xué)生理解知識點，并且極大地調(diào)動了學(xué)生探索的興趣，降低了實踐的門檻和難度，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.可以讓孩子們在玩中學(xué)，在學(xué)中玩，可以將想法創(chuàng)意立刻實踐，這樣能讓孩子們更加深刻的理解知識點.《幾何畫板》最大的特色是“動態(tài)性”，即:可以用鼠標拖動圖形上的任一元素(點、線、圓)，而事先給定的所有幾何關(guān)系(即圖形的基本性質(zhì))都保持不變.利用它的動態(tài)性可以給學(xué)生創(chuàng)造一個實際“操作”幾何圖形的環(huán)境.學(xué)生可以任意拖動圖形、觀察圖形、猜測并驗證，在觀察、探索、發(fā)現(xiàn)的過程中增加對各種圖形的感性認識，形成豐厚的幾何經(jīng)驗背景，從而更有助于學(xué)生理解和證明.

3.教師日常教學(xué)工作主要集中在開學(xué)前教學(xué)計劃、備課、上課、作業(yè)布置與批改、學(xué)情監(jiān)測、教研與學(xué)習(xí)等方面.信息技術(shù)可以有效地降低教師備課壓力，借助智能化工具應(yīng)用最先進的知識成果，把老師從傳統(tǒng)課堂解放出來，投入到有創(chuàng)造性的教學(xué)工作中，調(diào)動學(xué)生的探索學(xué)習(xí)積極性.同時信息技術(shù)也更有利于教師進行學(xué)情監(jiān)測，能夠讓教學(xué)活動更加高效、有趣、有針對性.如在學(xué)習(xí)《生活中軸對稱》時，我利用課件展示了生活中大量的軸對稱圖形，又通過蝴蝶的飛舞吸引學(xué)生的注意力，然后將一只蝴蝶定格，放大成為平面圖形，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣馬上被激發(fā)出來；在學(xué)習(xí)“圓與圓的位置關(guān)系”時，我借助于多媒體工具，演示兩圓相離、外切、相交、內(nèi)切、內(nèi)含的運動變化過程，之后讓學(xué)生自己動手來展現(xiàn)幾種位置關(guān)系，學(xué)生通過觀察、自主探索，就發(fā)現(xiàn)原來兩個圓的運動會產(chǎn)生這么多的可能情況，他們也就更容易理解和接受，最后再根據(jù)圓心距與半徑的關(guān)系對兩圓的位置關(guān)系進行驗證.這樣學(xué)生就主動參與到數(shù)學(xué)活動中進行自主探索，親自去觀察與體驗，更強烈地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

4.目前通過分析市場主要信息技術(shù)與教育融合的解決方案發(fā)現(xiàn)，暫時還沒有一個全面有效的應(yīng)用平臺，不過欣喜的看到一些特別優(yōu)秀的針對教學(xué)過程中細分領(lǐng)域的方案和實踐.本文希望通過梳理教師實際需求和信息技術(shù)相互匹配，組合優(yōu)秀的應(yīng)用模塊建立信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)深度融合的應(yīng)用.如在學(xué)習(xí)《平移和旋轉(zhuǎn)》時,從學(xué)生實際生活的例子引入，用多媒體出示物體的視頻：開窗、開冰箱門等的運動，觀光電梯、奧迪汽車標志、旋轉(zhuǎn)風(fēng)車、旋轉(zhuǎn)門等物體的運動,讓學(xué)生觀察哪些運動現(xiàn)象是平移？哪些運動現(xiàn)象是旋轉(zhuǎn)？初步揭示平移和旋轉(zhuǎn)的概念，讓學(xué)生帶著強烈的求知欲參與《平移和旋轉(zhuǎn)》的學(xué)習(xí)活動，從學(xué)生感興趣的動畫畫面中，體驗和理解平移和旋轉(zhuǎn)的性質(zhì).多媒體的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方法和組織形式，使得以傳授為主的傳統(tǒng)教學(xué)發(fā)展為以班級教學(xué)、小組討論、個別指導(dǎo)和網(wǎng)絡(luò)并舉的局面.由于傳統(tǒng)教學(xué)往往使學(xué)生感觸不深，易產(chǎn)生疲勞感甚至厭煩情緒，突出重點、突破難點的有效方法就是變革教學(xué)手段，運用多媒體能形象具體，動靜結(jié)合，聲色兼?zhèn)涞卣宫F(xiàn)知識情境.因此，恰當?shù)丶右赃\用可以將內(nèi)容變抽象為具體，充分調(diào)動學(xué)生各種感官協(xié)同作用，解決教師難以講清，學(xué)生難以聽懂的內(nèi)容，從而有效地實現(xiàn)精講，突出重點、突破難點，取得傳統(tǒng)教學(xué)無法比擬的教學(xué)效果.教學(xué)中，靈活運用多媒體能使學(xué)生發(fā)現(xiàn)驚奇，滿足求知欲的愉快和創(chuàng)造歡樂的各種情感體現(xiàn)，使學(xué)生帶著高漲的、激動的情緒進行學(xué)習(xí)和思考，使教學(xué)成為充滿活力和激情的活動，達到事半功倍的效果.

五、智慧教育有效發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維

未來當學(xué)生走進課堂的時候，老師便已經(jīng)知道學(xué)生昨天的學(xué)習(xí)情況，對于會影響今天知識點學(xué)習(xí)的內(nèi)容智能系統(tǒng)也已同時給老師發(fā)出預(yù)警.課堂上形象生動的多媒體課件，與實驗軟件深深的吸引著孩子們的好奇心.在老師的指導(dǎo)和講解下學(xué)生充分理解知識點的內(nèi)涵，并提出自己的問題.教師積極地引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗驗證自己的想法，大數(shù)據(jù)平臺時刻運算著學(xué)生的課堂行為，并有針對性的給學(xué)生發(fā)送作業(yè).當學(xué)生走神時老師講解的知識點系統(tǒng)會著重考察，通過大數(shù)據(jù)題庫和智能輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)，學(xué)生自主查缺補漏.在家遇到疑難作業(yè)，或者理解不了的題目，父母可以利用智能教輔給孩子講解.一個完整的、積極的、閉環(huán)的智能教學(xué)生態(tài)系統(tǒng)成功應(yīng)用.

我們一直常說實踐出真知，而常規(guī)教學(xué)很難讓學(xué)生產(chǎn)生共鳴和感悟，更難能放手讓孩子們真正的實踐探索知識點.寶貴的課堂時間，難能讓孩子完全獨立自主的思考和探索，老師的引導(dǎo)雖然是捷徑，但有些時候卻制約著孩子的思考.有些時候我們會說孩子是在鉆牛角尖，而這恰恰是因為我們在引導(dǎo)過程中孩子的誤解或者不理解造成的.還有我們可能會潛意識的將常識忽略了，而孩子們卻不知道這些所謂的常識.

根據(jù)本文提出的信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)融合的應(yīng)用，可以更加方便快捷的化解教學(xué)難點，通過從教師、學(xué)生、家長三方需求出發(fā)，完成了老師日常工作全流程的智能化技術(shù)匹配，實現(xiàn)了學(xué)生和家長的無邊界學(xué)習(xí)和查缺補漏與答疑解惑.切實提高教學(xué)質(zhì)量，深化信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)融合，是《教育信息化2.0行動計劃》的一次實踐.