信息技术辅助高中数学课堂实验探究

来源:课程教育研究·新教师教学 ·2024年05月08日 20:40

摘 要:在实施新课程的背景下,信息技术辅助下的高中数学课堂模式显示出强大的生命力与广阔的发展空间。笔者结合教学实践经验,通过教学实验研究,分析信息技术辅助情境创设、探究函数图像、剖析立体几何、算法和统计分析四个方面的效果,说明信息技术辅助高中数学课堂更容易激发学生的学习兴趣、诱发学习动机、打破时间和空间限制,揭示研究的全过程,化静为动、化虚为实,使枯燥的知识趣味化,抽象的语言形象化。使学生能积极主动地去“做”数学,分享 “做”数学的乐趣。

关键词:数学课堂模式、实验、多媒体、几何画板、3D Max、Excel

中图分类号:G633.6

数学新课标明确指出:现代信息技术的发展对数学教育的价值、目标、内容以及学与教的方式产生了重大的影响。数学课程的设计与实施应重视运用现代信息技术,要充分考虑多媒体、计算机软件对数学学习内容和方式的影响,大力开发并向学生提供更为丰富的学习资源,把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力工具,致力于改变学生的学习方式,使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探索性的数学活动中去。

一、辅助情景创设

扬·阿姆斯·夸美纽斯说过:“一切知识都是从感官开始的。”情境教学从教学的需要出发,依据教学目标创设以形象为主体、富有情感色彩的场景或氛围,吸引和激发学生主动学习热情,达到最佳教学效果。多媒体技术为情境的创设提供了广阔的空间,使知识不再以单一的文本形式来呈现,而是融入了声音、图片、影像的多种媒介,立体而生动。如实验1:《向量的加法运算及其几何意义》,笔者在课堂上先播放“马航MH370失联事件”新闻报道,机上100多同胞是生命牵动着亿万国人的心弦。配上声音、图片、动画模拟等立体化震撼的效果。学生立刻就被镇住,随后,老师从飞机模拟航线的几个节点引出向量加法及其意义:从A点出发到B点,再从B点突然掉头飞往C点,又由C点飞往最终失联的D点。用向量表示为加法: 。在信息技术的辅助下,迅速吸引学生,把向量加法及其意义形象地展示给学生,效果显著。这样的情境创设一定能进入到学生的心灵,体现情感教育目标。

二、辅助探究函数图像

函数图分析像是高中数学的一个重要的能力要求,对图像分析、处理能力直接影响着函数题的得分。掌握图像的作法及其变换规律是其中关键。几何画板的辅助有助于揭示变化过程。如实验2:《函数 的图像》,用一条线段长度来刻画数值A,通过伸缩线段长度得出不同的A值,观察对应函数 图像的变化,总结出振幅变换规律。(如图表1)

图表 1

同样方法总结出 、 引发的周期变换、相位变换。实验中整个变换过程由学生分组操作、探究总结、形成结论。实验效果:借助几何画板直观、动态地展示图像变换过程,通过探究过程体验,加深学生对图像变换规律的理解。创设一种 “做数学”的实验,使学生体验研究数学的方法,效果显著。

三、辅助剖析立体几何

立体几何旨在培养空间想象能力和空间思维、分析能力,向来都是高中数学的重难点。如何更形象、更全面的还原出立体几何模型,辅助学生观察分析,培养空间感和空间想象能力呢?信息技术为学生创建了友好的认知互动条件。如实验3:《三视图》中对于三棱锥ABCD,利用3D Max软件,引导学生从不同角度去观察几何体在各个平面上的投影,立体又形象。很容易得出答案。实验效果:相较于传统课堂,实验三借助3D Max建立了形象的立体模型,多元、动态的观察角度,显然更有助于培养空间感、激发学习热情。

四、輔助算法和统计分析

在概率、统计中,需要大量重复实验,统计、分析大量数据,总结规律。传统教学是直接给出数据和结论,学生被动接受。忽略了“实验—观察—总结”的体验过程。新课程作了明确调整,强调运用计算机软件辅助模拟实验和统计,给学生完整的过程体验。如实验4:《随机事件的概率》,抛骰子实验,用RANDBETWEEN(1,6)函数模拟随机出现的1至6内的整数,再FREQUENCY函数统计出现一点的次数,后算出频率。通过实验次数由5次逐渐增至2000次,得到模拟数据。最后统计出不同试验次数得出的频率散点图(如图表2),由学生观察表格和散点图可发现规律:随着实验次数的增加,频率逐渐趋向于某个常数(0.1666),进而得出概率。

图表 2

实验效果:1.模拟“2000次实验”是传统课堂所无法实现的;2.实验是学生在老师的指导下操作,既培养了动手探究能力又提高学习热情;3.实验使学生体验了严谨、完整的科学研究方法和过程,对培养科学态度和探究精神意义重大。

五、小结

新课程的背景下,信息技术辅助下的高中数学课堂展示了其强大的生命力与广阔的发展空间。有助于激发学生的学习兴趣,诱发学习动机,打破时间、空间限制,揭示研究的全过程,化静为动、化虚为实,使枯燥的知识趣味化,抽象的语言形象化,有利于学生加深对数学知识的理解和应用,使学生积极主动地去“做”数学,分享在“做”数学的乐趣。因此,促进信息技术“走进”高中数学课堂,对全面提高学生的学习能力,培养学生的综合素质,有着不可替代的作用。

参考文献:

[1]张思明 、王尚志.走进高中数学新课程[M]. 华东师范大学出版社. 2008-8

[2]阳靖然,董磊.信息技术环境下数学教学的几点看法.人教网http://www.pep.com.cn.

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个人简洁:罗祥沛,1981年8月出生,籍贯广西横县。广西防城港市实验高级中学,中学一级,科研处副主任endprint

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