信息技术与高中数学课程深度融合研究

摘

要：教育信息化2.0时代的到来让教育行业与信息技术实现深度融合。高中阶段数学科目是培养学生空间想象能力、逻辑思维能力的关键科目，将信息技术与数学教学互相融合，既符合教育信息化发展要求，也能为高中数学教师的教学提供更多参考。文章主要对信息技术与高中数学课程深度融合的策略进行了研究，以期为相关教育者提供参考。关键词：高中数学；信息技术；教育信息化借助信息技术，教师在讲解数学知识时，不仅可以刺激学生的视觉、听觉，也可以將抽象的，难懂的知识以直观的、形象的形式展现在学生面前，既降低学生的学习难度，又可以丰富学生的学习体验，还可以培养学生的实践能力和创新思维，为其未来的学习和工作奠定良好的基础。为了丰富数学课堂，使数学知识更易于被学生所接受，教师必须注重探讨高中数学和信息技术之间融合的有效手段，以全面提升数学教学的整体水平。一、信息技术与高中数学课程深度融合的意义（一）提升学生学习兴趣在传统教学模式中，学生在课堂上只能被动接受教师的讲解，教师处于主体地位，具有绝对的权威，通过黑板、粉笔向学生展示知识，并且在教学过程中，也要严格遵守教学计划。但这种课堂教学方式太过生硬死板，往往不能充分调动学生的学习热情和主动性，学生对知识的接受能力相对较弱，在课堂上不能取得理想的效果。信息技术与高中数学教学的深度融合则可以突破传统的教学方式，将抽象的内容与生活实际结合起来，使知识的呈现更形象、更具体，让学生在学习过程中能够分清主次和重点，以此能在最短的时间内吸收知识，提高学习效率，让学生成为课堂的主人，进而培养学生的数学兴趣。（二）提升教学效率在科技高速发展的今天，信息技术与教学融合已成为一种必然趋势。利用信息技术，教师可以将数学知识编辑成动态图片或视频，在课堂上为学生播放，这样既能解放教师的双手，让教师有更多的时间关注学生的学习，也可优化学生的学习过程，基于信息技术的多媒体教学方式使高中数学课堂活动更加丰富多彩。高中生正值青春发育期，而且高中数学知识对逻辑性思维的要求较高，这就导致了一些学生在学习高中数学时感到枯燥乏味，从而导致在课堂上心不在焉。在此背景下，信息技术作为一种辅助教学方法，既可以将现有的教育理论研究成果运用到实际中，也可以将课堂气氛活跃起来，通过直观的声音、图像等来阐述数学的原理和知识，以此刺激学生的感官，使其在高中数学中的积极性得到充分发挥，从而提高高中数学教学效果。二、信息技术与高中数学课程深度融合存在的问题（一）缺乏有效的教学资源和教材教师在教学过程中面临着缺乏有效的教学资源和教材的挑战。由于深度融合要求教学资源和教材能够有机地结合数学和信息技术的知识，目前市场上相关资源和教材仍然相对匮乏。这使得教师在教学中往往无法找到合适的教学素材，从而制约了深度融合的发展。教师在借助信息技术开展课堂教学时，也有一定的技术困难。教师不仅要了解如何讲解数学知识，也要知道如何使用各类数学软件、在线师生平台，这样才能够在课堂上让学生感受到教师的专业性。但并不是所有的教师都具备这一能力，甚至还有教师对信息技术教学法存在排斥心理，如此一来，在具体的教学过程中，必然会影响课堂教学效果。此外，数学和信息技术作为两个独立的学科，所以高中数学与信息技术深度融合还面临着学科之间结构与教学目标的差异性问题。在深度融合过程中，需要将数学和信息技术的知识有机地结合，但由于学科之间的差异性，教师往往需要花费更多的时间和精力去调整和整合两者之间的内容与目标，增加了教学的复杂性。（二）师资力量不足深度融合要求教师既具备扎实的数学基础知识，又熟练掌握信息技术领域的专业知识和技能。然而，由于信息技术领域的发展速度极快，教师在信息技术方面的专业水平和素养相对滞后，导致师资队伍在深度融合中存在一定的不足。首先，信息技术的知识体系和应用技巧日新月异，教师在应对复杂的教学任务之时，还要学习各种编程知识，数据处理知识以及了解新兴技术领域，如人工智能技术、物联网技术等，但教师并没有足够的时间去学习，提高自身的信息素养也会有一定的挑战。其次，由于信息技术领域知识更新迅速，传统的师范教育难以及时为教师提供更新的培训和学习机会。教师在求职阶段可能掌握了一定的信息技术知识，但随着时间的推移，他们很难跟上新技术和工具的发展。这种技术断层使得教师无法全面了解和应用最新的信息技术在深度融合中的应用。此外，教师受到传统应试教育理念的影响，一些高中数学教师仍然持有传统教育思想，认为课堂上带领学生做题，掌握公式和定理即可，没有必要借助信息技术，因此在利用信息资源时仍然有排斥心理或保守态度，这在一定程度上也会阻碍信息技术与数学教学的深度融合。三、信息技术与高中数学课程深度融合的策略（一）加强教师培训加强教师培训是推动高中数学与信息技术深度融合的重要举措。教师培训可以通过理论学习、实践示范和合作交流等方式来加强和提升。在理论学习方面，教师可以学习关于数学与信息技术融合的理论模式、教学设计原则等内容，以加强对数学与信息技术关系的理解和掌握。教师可以先从理论融合入手，探讨信息技术在数学教学中的应用优势，其可以为学生提供更好的学习体验。另外，培训过程中也要重视理论和实践的互相融合，真正让教师有足够的时间亲身设计课件，亲自体验信息技术的应用，掌握各种各样的技巧，必要时，可以借助关键教学案例进行实际讲解和示范。例如，在学习平面几何时，可以通过使用信息技术工具展示三角形的性质和变换等内容，让学生更直观地理解几何知识。在合作交流方面，教师培训可以提供合作交流的机会，让教师分享彼此的经验和教学方法，相互借鉴。通过与其他教师的交流，教师可以了解其他学校或地区在数学与信息技术融合方面的做法和成果，并从中找到适合自己的教学方法。通过加强教师培训，教师可以更好地应用信息技术工具进行教学，激发学生的学习兴趣。这不仅有助于推动高中数学与信息技术的深度融合，也有助于培养学生的综合素养和创新能力。（二）开发和推广优质教学资源和教材积极开发和推广优质教学资源和教材是教育深度融合的重要举措之一。通过数字化教材、在线学习平台和互动教学工具的使用，教师和学生可以获得更多的选择和支持，进而实现更高质量的教学效果。数字化教材是一种教学资源的创新形式，可以通过多媒体、动画和交互式内容来增强学习的吸引力和趣味性。例如，针对数学教材，可以开发一个数字化教材，其中包含与课文相关的短视频、图片、音频等多媒体资源，让学生在观看的过程中更好地理解和记忆知识点。此外，在线学习平台也可以提供在线测验、学习计划和学习反馈等功能，帮助学生更好地掌握知识。互动教学工具是另一种可以促进深度融合的教学资源。例如，教师可以借助屏幕共享工具，在教师讲解的过程中，学生也能够实时观看屏幕上的内容。这样一来，师生之间可以针对各种问题展开交流和讨论。当学生与教师之间的距离、与教材之间的距离、与知识之间的距离不断拉近时，不仅可以拓展学生的数学学习，也能锻炼学生的合作能力和交流能力。在这一工具中，教师也可加入一些语音识别工具或自动翻译工具，辅助学生的沟通。（三）整合课程内容在高中数学课程中，融入信息技术的相关内容是一种积极的教学方法，其可以为学生提供更具实践性和实用性的学习体验。信息技术的发展使得数学与现实生活更加紧密地联系在一起，通过将数据分析、编程和算法等内容整合到数学教学中，可以激发学生的兴趣，培养他们解决问题的能力，并提升他们的信息技术素养。数据分析是信息技术领域中的重要概念，其可以从大量的数据中提取有价值的信息。在高中数学课程中，教师可以引入统计学知识和相应的软件工具，如Excel或Python的数据分析库，让学生学习如何收集、整理和分析数据。例如，为学生展示一组身高信息，让学生利用数据分析工具计算出平均身高、标准差等，学生也可以在此基础之上分析不同年龄，不同性别身高的分布规律。算法是解决问题的步骤和方法的描述，其在解决数学问题时会起到关键作用。在数学课程中，教师可以引入基本的算法概念，并让学生学习如何设计和应用算法来解决数学问题，如排序、查找和图论等。例如，教师为学生展示一组无顺序的数值，学生学习使用排序算法，例如冒泡排序或快速排序，按照升序或者降序排列，这样也能够最快掌握算法的具体应用。教师也可以同时融入一些数据分析、编程和算法等相关内容，既巩固学生数学知识，也能锻炼学生的问题解决能力。同时，这些内容的引入也能够培养学生的信息技术素养，为他们未来的学习和就业奠定坚实的基础。数学不再是单纯的抽象概念，通过信息技术的融入，数学变得更加生动和有趣，为学生打开了一扇通往科技前沿的大门。（四）利用信息技术优化数学情境优化教学情境之前，教师应当在备课过程中做好充足的工作，例如将课件中的文本信息、声音信息、图片信息、影像信息集合在一起，保证课堂上播放的流畅性。教师也可以借助暂停，循环播放等，鼓励学生针对某一问题展开具体的交流。步入高中阶段。学生在学习数学知识时，会发现知识越来越难，越来越抽象，如果仅靠自己的想象难以快速找到解决方法。此时教师可以借助信息技术让学生的解题过程更加具体，思维可视化，使学生快速理解题目要求，并找到解题方向。当然，教师也需要为学生强化目标意识，知道信息化教学的最终目的，只有这样才能让教学情境的创设更加合理，更好地符合学生现有知识储备和能力水平的要求。以高中数学“圆锥曲线”的教育内容为例，教师可以先在课堂导入环节用信息技术为学生展示圆锥曲线的图案，然后让学生观察，引发合理的联想，并从某一切入点展开交流，这一过程是锻炼学生空间想象能力的关键步骤。接着，教师再用信息技术软件向学生展示圆锥曲线的变化规律，使学生加深对这一曲线定义的理解和认知。此外，教师也可以邀请学生上台利用相关的软件自行绘制圆锥曲线这一过程，所有学生都会积极举手，踊跃参与，在不断交流，不断尝试的过程中，他们也会加深对知识的概念、原理等理解。（五）建立学校与行业的合作关系建立学校与行业的合作关系对学生而言具有重要意义。特别是在信息技术领域，与企业和机构建立合作关系能够为学生提供实践机会和实习项目，让他们更好地了解行业应用和发展趋势。借助校企合作，教师可以挖掘更多能够用在课堂上的教学资源，而学生也有机会接触工作中数学知识的实际应用需求和项目要求，并与企业专业人员合作，大幅提高学生的应用能力。教师也可以与学生就某一问题进行深入了解，积极搜寻相关资料，为学生将来的深度学习奠定基础。与行业的合作还可以为学生提供实习项目的机会。学生在实习期间可以在真实的工作环境中学习和实践，与行业从业者共事，并了解行业的运作机制和发展趋势。通过实习，学生可以将课堂学到的理论知识应用到实际工作中，增加他们未来的就业竞争力。另外，与行业的合作还能够促进学校和行业之间的交流与合作。学校可以借助行业资源和专业人士的经验，提供