摘 要:在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下,高中數(shù)學(xué)教育迎來全新的發(fā)展機(jī)遇,教育者可以通過運(yùn)用先進(jìn)的信息技術(shù),對(duì)課程教學(xué)效果實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的分析和評(píng)估,以促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容與學(xué)習(xí)方式的創(chuàng)新。這種轉(zhuǎn)型不僅能夠?yàn)閷W(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑,還能有效提升教學(xué)的互動(dòng)性和趣味性,在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上提升學(xué)生核心素養(yǎng)。文章以教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型視域下的高中數(shù)學(xué)教學(xué)路徑為主題展開探究,分析教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型對(duì)高中數(shù)學(xué)教學(xué)改革實(shí)施的意義,結(jié)合實(shí)踐案例提出具體的實(shí)施路徑,并從預(yù)習(xí)、導(dǎo)入、教學(xué)、拓展、評(píng)價(jià)五個(gè)方面展開詳細(xì)探究,旨在探討高中數(shù)學(xué)教學(xué)在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的新路徑,以期為適應(yīng)未來教育需求提供切實(shí)可行的解決方案,推動(dòng)高中數(shù)學(xué)教育質(zhì)量的整體提升。
關(guān)鍵詞:教育數(shù)字化;高中數(shù)學(xué);教學(xué)路徑
在數(shù)字化浪潮推動(dòng)下,教育領(lǐng)域正在經(jīng)歷著前所未有的變革。《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》將教育數(shù)字化作為構(gòu)建教育強(qiáng)國(guó)的核心內(nèi)容,強(qiáng)調(diào)了教育體系與數(shù)字技術(shù)深度融合的重要性。高中教育作為培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的關(guān)鍵階段,更需利用數(shù)字化手段加強(qiáng)課程教學(xué)改革,實(shí)現(xiàn)教學(xué)理念和教學(xué)方法的全面革新,以適應(yīng)快速變化的社會(huì)需求和技術(shù)進(jìn)步。在此背景下,課堂作為教育的核心,更應(yīng)主動(dòng)適應(yīng)數(shù)字化的趨勢(shì),教育者應(yīng)當(dāng)結(jié)合教學(xué)實(shí)踐深度研究如何將先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)融入課堂教學(xué)的各個(gè)方面。因此,深入探索和理解數(shù)字化轉(zhuǎn)型下高中數(shù)學(xué)教學(xué)路徑是實(shí)現(xiàn)課程改革的重要途徑,能夠持續(xù)提升數(shù)學(xué)課程教育質(zhì)量,促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。
一、教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型對(duì)高中數(shù)學(xué)教學(xué)改革實(shí)施的意義
信息化技術(shù)的快速發(fā)展,不斷推動(dòng)我國(guó)教育信息化的發(fā)展,如今已從1.0時(shí)代成功過渡到2.0時(shí)代,開啟了教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新篇章。教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型代表了教育領(lǐng)域一場(chǎng)全面而深刻的變革,涵蓋了教育體系、教育方法及教育資源等各個(gè)方面的全面數(shù)字化升級(jí),其主要目標(biāo)是充分利用信息技術(shù)和數(shù)字工具,顯著提高教育的質(zhì)量、效率和覆蓋度,以適應(yīng)不斷增長(zhǎng)和變化的教育需求[1]。教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的推進(jìn),不僅是技術(shù)的應(yīng)用,更是對(duì)教育理念和實(shí)踐的一次重大革新,對(duì)于高中數(shù)學(xué)教學(xué)改革的實(shí)施具有重要意義。
(一)有利于凸顯學(xué)生主體地位
在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮中,高中數(shù)學(xué)教學(xué)改革獲得了新的動(dòng)力和方向,這一轉(zhuǎn)型對(duì)于高中數(shù)學(xué)教學(xué)的意義深遠(yuǎn),尤其是在凸顯學(xué)生的主體地位方面表現(xiàn)尤為突出[2]。一方面,數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用極大地豐富了教學(xué)手段和形式,為學(xué)生提供了更多參與和探索的機(jī)會(huì)。通過互動(dòng)式學(xué)習(xí)工具、在線教育平臺(tái)和虛擬實(shí)驗(yàn)室等,學(xué)生可以根據(jù)個(gè)人的興趣和需求,選擇適合自己的學(xué)習(xí)路徑,不僅增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力,也提高他們的參與度。例如:通過虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行數(shù)學(xué)問題的模擬解決,學(xué)生可以在探索中學(xué)習(xí)和實(shí)踐,更加深入地理解數(shù)學(xué)概念和原理。另一方面,在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型中,教師還可為學(xué)生提供多樣化的教學(xué)資源和環(huán)境,學(xué)生被賦予更多的選擇權(quán)和自主權(quán),能夠主動(dòng)探索和構(gòu)建知識(shí)體系,而不是被動(dòng)接受知識(shí),進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的主體地位[3]。通過多媒體演示、互動(dòng)式教學(xué)軟件和模擬實(shí)驗(yàn)等手段,學(xué)生能夠直觀地理解和掌握抽象的數(shù)學(xué)概念,比如幾何形狀的變換、函數(shù)圖像的演變等,直觀性和互動(dòng)性的展示方式可以極大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率。另外,在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中,教師還可以通過綜合運(yùn)用先進(jìn)的教育技術(shù)和方法,根據(jù)學(xué)生的具體需求調(diào)整教學(xué)策略,為學(xué)生推薦適合其學(xué)習(xí)風(fēng)格和能力水平的練習(xí)題和學(xué)習(xí)材料,學(xué)生也可以根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇最適合自己的學(xué)習(xí)路徑和速度,極大增強(qiáng)教學(xué)的個(gè)性化和精準(zhǔn)性。
(二)有利于提升學(xué)生核心素養(yǎng)
教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型對(duì)于提升高中學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)具有極為重要的意義,教育者可以通過多方面的技術(shù)應(yīng)用,有效促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)能力的全面發(fā)展。一方面,數(shù)字化教育工具和平臺(tái)能夠加強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)抽象概念的理解和邏輯推理能力的鍛煉。通過交互式軟件和在線模擬,學(xué)生可以直觀地觀察數(shù)學(xué)概念如何在不同條件下變化,例如利用圖形計(jì)算器和動(dòng)態(tài)幾何軟件來探索幾何問題,不僅可以幫助學(xué)生形成直觀的數(shù)學(xué)想象,同時(shí)還可強(qiáng)化他們的邏輯推理過程,使抽象的數(shù)學(xué)理論變得具體和可視,更易于學(xué)生理解和掌握[4]。另一方面,在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型中,教師可以通過大數(shù)據(jù)分析和數(shù)學(xué)建模工具,增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力和建模技能。在處理真實(shí)世界的數(shù)據(jù)時(shí),學(xué)生能使用這些工具進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集、分析和解釋,從而在實(shí)際應(yīng)用中提升其數(shù)學(xué)運(yùn)算能力。例如:通過軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建,學(xué)生不僅能夠掌握數(shù)學(xué)知識(shí),還能學(xué)會(huì)如何將這些知識(shí)應(yīng)用于解決現(xiàn)實(shí)問題[5]。由此可見,在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中,教師可以為學(xué)生提供一個(gè)更加豐富多彩的學(xué)習(xí)環(huán)境,學(xué)生可以在數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺(tái)上得到綜合鍛煉,不斷豐富學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn),促進(jìn)數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、直觀想象、數(shù)學(xué)運(yùn)算和數(shù)據(jù)分析核心素養(yǎng)的同步發(fā)展。
二、教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型視域下高中數(shù)學(xué)教學(xué)的具體路徑
(一)預(yù)習(xí):利用微課視頻,培養(yǎng)自學(xué)能力
在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的推動(dòng)下,高中數(shù)學(xué)教學(xué)正在經(jīng)歷從傳統(tǒng)課堂教學(xué)向線上自學(xué)與線下教學(xué)相結(jié)合的模式轉(zhuǎn)變。這種新的教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)了數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用,教育者可以將學(xué)習(xí)活動(dòng)從傳統(tǒng)的教室環(huán)境擴(kuò)展到虛擬和線上平臺(tái)。具體來說,教育者可以利用數(shù)字化平臺(tái)獲取豐富的教學(xué)資源,并基于即將講授的教學(xué)內(nèi)容預(yù)先制作相關(guān)的微課視頻,不僅可以涵蓋基礎(chǔ)知識(shí)和核心概念,同時(shí)還能包括解題示例和概念應(yīng)用等內(nèi)容,學(xué)生可以通過在線平臺(tái)隨時(shí)訪問這些教學(xué)視頻,結(jié)合自己的實(shí)際情況開展自主學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)自學(xué)能力的培養(yǎng)。通過這種方式,學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和興趣自由選擇學(xué)習(xí)時(shí)間和內(nèi)容,在課前就已對(duì)新知識(shí)形成一定的了解和準(zhǔn)備,為課堂上的深度學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
以人教A版(2019)高中數(shù)學(xué)必修第二冊(cè)中的《復(fù)數(shù)》單元為例,教師可以創(chuàng)建一系列微課視頻,詳細(xì)介紹復(fù)數(shù)的定義、性質(zhì)、運(yùn)算規(guī)則及其在復(fù)平面上的表示方法。在這些視頻中,教師不僅講解理論,還可能介紹包括復(fù)數(shù)的加減乘除運(yùn)算的步驟解析和復(fù)平面的繪制技巧等內(nèi)容。學(xué)生在課前通過觀看視頻,初步掌握復(fù)數(shù)的基本操作和理解復(fù)數(shù)的幾何意義,從而在理解上建立初步的框架。同時(shí),教師還可以在視頻中引入一些常見問題或易錯(cuò)點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生注意這些問題,預(yù)先思考可能的解決方案。通過自主預(yù)習(xí)活動(dòng),學(xué)生在進(jìn)入課堂之前已經(jīng)對(duì)復(fù)數(shù)有了基本的理解和應(yīng)用能力,課堂時(shí)間可以更多地用于深入討論、解決具體疑難問題和進(jìn)行數(shù)學(xué)思維的訓(xùn)練,進(jìn)而在課堂上實(shí)現(xiàn)更有效的互動(dòng)學(xué)習(xí),一起探討復(fù)數(shù)的深層次問題,提高學(xué)習(xí)效率。
(二)導(dǎo)入:創(chuàng)設(shè)生動(dòng)情境,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
為提高課程教學(xué)效率,在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下,教師可以在課程導(dǎo)入階段利用數(shù)字技術(shù)創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的學(xué)習(xí)情境,以此激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的興趣。首先,教師可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)等技術(shù),將抽象的數(shù)學(xué)概念具象化,從而把具體的數(shù)學(xué)問題設(shè)置在學(xué)生熟悉或吸引人的環(huán)境中。例如:利用AR技術(shù)將數(shù)學(xué)圖形與現(xiàn)實(shí)環(huán)境結(jié)合,創(chuàng)建三維的、互動(dòng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。同時(shí),教師還可以通過模擬軟件或數(shù)學(xué)游戲,將數(shù)學(xué)問題融入游戲情境,讓學(xué)生在解決問題的同時(shí)體驗(yàn)樂趣,從而自然而然地吸引學(xué)生參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中。
以人教A版(2019)高中數(shù)學(xué)必修第二冊(cè)中“立體圖形的直觀圖”的教學(xué)為例。一方面,教師可以使用AR技術(shù)在智慧教室設(shè)備上展示立體圖形的各種投影,學(xué)生可以通過智慧設(shè)備觀看和操作這些立體圖形,比如:在虛擬環(huán)境中旋轉(zhuǎn)、縮放和拆解圖形,從而觀察圖形的不同視角和屬性。通過這種方式,學(xué)生不僅能夠直觀地理解立體圖形的幾何特性,還能夠?qū)嶋H操作和測(cè)量,加深對(duì)形狀和空間關(guān)系的理解。另一方面,教師還可以在課程導(dǎo)入時(shí)設(shè)計(jì)一系列與日常生活相關(guān)的問題或挑戰(zhàn),引導(dǎo)學(xué)生在探索立體圖形的過程中,思考如何將這些圖形應(yīng)用到實(shí)際問題中,比如:建筑設(shè)計(jì)、工程建模等。通過這種互動(dòng)和沉浸式的學(xué)習(xí)環(huán)境,學(xué)生能夠在探索和實(shí)踐中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)變得更加具體和易于理解,不僅提升數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的趣味性,還增強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念的理解和應(yīng)用能力。
(三)教學(xué):設(shè)計(jì)交互活動(dòng),促進(jìn)知識(shí)體驗(yàn)
在課堂教學(xué)實(shí)施過程中,為進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)感,教師還可利用數(shù)字化技術(shù)設(shè)計(jì)豐富的交互活動(dòng),以促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)體驗(yàn)。為此,教師可以利用互動(dòng)式白板、觸摸屏等設(shè)備等,即時(shí)展示數(shù)學(xué)問題和解題步驟,學(xué)生可以直接參與解題過程,且可上臺(tái)繪制圖形或演示解題方法。同時(shí),教師還可以運(yùn)用在線互動(dòng)工具,比如:課堂投票、實(shí)時(shí)問答及小組討論等,引導(dǎo)學(xué)生通過智能設(shè)備參與,積極回答問題和分享觀點(diǎn),增加學(xué)生之間的互動(dòng)和協(xié)作。
以人教A版(2019)高中數(shù)學(xué)必修第二冊(cè)中“平面向量的運(yùn)算”為例,數(shù)字化教學(xué)活動(dòng)可從以下幾方面著手。首先,教師在互動(dòng)式白板上繪制一個(gè)坐標(biāo)系,然后引入向量加法的基本概念。其次,教師可以提出一個(gè)具體的向量加法問題,比如:計(jì)算向量(2,3)和向量(-1,4)的和。學(xué)生上臺(tái),在互動(dòng)白板上操作,使用觸摸屏設(shè)備直觀展示兩個(gè)向量的加法過程,通過拖動(dòng)向量A和向量B直觀看到向量相加后的結(jié)果。在這個(gè)過程中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生探討向量加法的幾何意義和應(yīng)用,讓學(xué)生通過實(shí)際操作來深入理解向量運(yùn)算的法則。通過這種方式,學(xué)生不僅能夠在互動(dòng)中實(shí)際操作和驗(yàn)證數(shù)學(xué)理論,還能夠加深對(duì)向量概念及其運(yùn)算規(guī)則的理解,通過實(shí)踐活動(dòng)體驗(yàn)和掌握數(shù)學(xué)
知識(shí)。
(四)拓展:補(bǔ)充豐富材料,拓寬學(xué)習(xí)視野
課后拓展學(xué)習(xí)是提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要步驟。在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的背景下,教師可以利用網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)資源不斷豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容,在個(gè)性化資料的學(xué)習(xí)中拓寬學(xué)習(xí)視野。為此,教師可以通過智慧課堂的網(wǎng)絡(luò)功能,連接廣泛的在線資源庫(kù),從而為學(xué)生提供包括數(shù)學(xué)課程擴(kuò)展內(nèi)容、高難度挑戰(zhàn)題目和數(shù)學(xué)競(jìng)賽資料等豐富的教育資源。專題學(xué)習(xí)完成后,學(xué)生可在課堂之外自主學(xué)習(xí),深入探索他們感興趣的數(shù)學(xué)領(lǐng)域,不斷擴(kuò)展自己的數(shù)學(xué)知識(shí)。
以人教A版(2019)高中數(shù)學(xué)必修第二冊(cè)中“隨機(jī)抽樣”這一主題為例,教師可以利用智慧課堂的資源搜索功能,指導(dǎo)學(xué)生查找和學(xué)習(xí)隨機(jī)抽樣在不同領(lǐng)域,如統(tǒng)計(jì)學(xué)、市場(chǎng)調(diào)查和科學(xué)研究中的實(shí)際應(yīng)用案例。具體實(shí)施中,教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)具體的項(xiàng)目,例如:區(qū)域性市場(chǎng)調(diào)查,讓學(xué)生分組進(jìn)行。在這個(gè)項(xiàng)目中,學(xué)生需要共同設(shè)計(jì)調(diào)查問卷,選擇合適的樣本,收集和分析數(shù)據(jù)。實(shí)踐中,學(xué)生可以通過智慧課堂平臺(tái)與其他學(xué)校的學(xué)生合作,分享數(shù)據(jù)和研究結(jié)果,這種實(shí)踐不僅使他們能夠?qū)嶋H應(yīng)用隨機(jī)抽樣的理論知識(shí),還能促進(jìn)他們的協(xié)作和交流,在實(shí)踐中深化對(duì)隨機(jī)抽樣理論的理解,體驗(yàn)該知識(shí)點(diǎn)在現(xiàn)實(shí)世界中的應(yīng)用。
(五)評(píng)價(jià):重視數(shù)據(jù)分析,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)評(píng)測(cè)
在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中,高中數(shù)學(xué)教學(xué)的評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)需要充分利用數(shù)據(jù)分析工具,以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成效的精準(zhǔn)評(píng)測(cè)。首先,教師應(yīng)通過智慧評(píng)測(cè)系統(tǒng),實(shí)時(shí)收集和分析學(xué)生在課堂上的各種表現(xiàn)數(shù)據(jù),如:答題正確率、參與度和互動(dòng)記錄,從而獲取學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的詳細(xì)信息,了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和需求。其次,教師應(yīng)基于這些數(shù)據(jù),為不同學(xué)生制訂個(gè)性化的學(xué)習(xí)計(jì)劃,并根據(jù)其實(shí)際情況提供針對(duì)性的指導(dǎo)和幫助,使教學(xué)活動(dòng)更具針對(duì)性,且可根據(jù)不同學(xué)生的具體情況調(diào)整教學(xué)策略和內(nèi)容。
以人教A版(2019)高中數(shù)學(xué)必修第二冊(cè)中的“向量的運(yùn)算”這一知識(shí)點(diǎn)為例,教師可以利用智慧課堂的功能收集學(xué)生在此單元的答題數(shù)據(jù),包括在線練習(xí)和測(cè)驗(yàn)的結(jié)果,解題速度,以及課堂互動(dòng)的活躍度。教師通過數(shù)據(jù)分析工具對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析,識(shí)別學(xué)生在向量加法、減法、數(shù)量積和向量積等不同運(yùn)算中的掌握程度。例如:如果數(shù)據(jù)顯示一部分學(xué)生在向量減法的題目中錯(cuò)誤率較高,教師可以進(jìn)一步提供針對(duì)性的輔導(dǎo)材料,如:視頻講解、額外的練習(xí)題和一對(duì)一的輔導(dǎo)會(huì)話,幫助學(xué)生克服困難。通過這種方式,教師不僅能夠精確地評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,還能及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,確保每個(gè)學(xué)生都能在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)上取得進(jìn)步。
結(jié)束語
綜上所述,隨著教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型在教育領(lǐng)域的逐漸深入,各種交互式學(xué)習(xí)工具和在線資源得到廣泛應(yīng)用,為高中數(shù)學(xué)教育開辟了更豐富的教學(xué)途徑,不僅增強(qiáng)教學(xué)效果,還可實(shí)現(xiàn)教學(xué)個(gè)性化,在凸顯學(xué)生主體地位的同時(shí)滿足學(xué)生個(gè)性學(xué)習(xí)需求,全面提升學(xué)生的參與感和理解力,實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培育。鑒于此,為進(jìn)一步促進(jìn)高中數(shù)學(xué)教育改革的實(shí)施,教育者應(yīng)當(dāng)重視數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用,全面分析數(shù)字化教育環(huán)境下的教學(xué)挑戰(zhàn)與機(jī)遇,能從預(yù)習(xí)、導(dǎo)入、教學(xué)、拓展和評(píng)價(jià)五個(gè)方面展開深度研究和實(shí)踐,結(jié)合一線教學(xué)特點(diǎn)提出有效的教學(xué)策略,不斷促進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)模式的創(chuàng)新與變革,促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、直觀想象、數(shù)學(xué)運(yùn)算和數(shù)據(jù)分析核心素養(yǎng)的同步發(fā)展。
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