中小学数学教学数字模拟化研究

张泉杰+房亮

摘 要 目前，信息教育技术的广泛应用在小学教育教学中已发挥着越来越重要的作用，越来越深刻地影响和促进着教育教学改革，同时也为教育教学改革提供了丰富的信息化资源。中小学数学教学数字模拟化研究拟通过大数据，在线学习以及优化遗传算法，为中小学生提供个性化在线数学感知学习接触体验。实现个性化互动的数学在线学习。因此， 中小学数学教学数字模拟化研究在中小学数学教学中的应用与实践，不仅有利于提高数学教学效率，也有助于提高学生的数学信息素养和综合能力。

关键词 数字模拟化 数学教学 互联网思维 中小学数学

0引言

数学教学素来以思维的抽象性在课堂教学中显示着其独特的魅力，但是在教学过程中如何把较为抽象的逻辑理念深入浅出地转化为学生形象的理解，是每个数学教师必须破解的教学难点，也是数学教学的魅力所在。本文章的选题源自2015年全国大学生创新创业计划项目“中小学数学教学数字模拟化研究”（项目编号：201510453006）。在该项目的研究过程中，项目组成员对中小学数学教学的现状和存在的问题等做充分的前期调研，搜集并整理大量数学知识的相关数据与书籍，项目组成员定期深入学习虚拟化应用技术，为创建基于互联网思维的新兴在线个性化教育平台提供完善的基础理论支持。

在对中小学3269名学生的问卷调查中发现，大部分学生在对待学习、教学秩序、考试的态度基本上是积极的，对校规班级规定，基本上是服从的，对自己上学的目的是无私的。但是大量调查数据表明中小学生在学习数学过程中存在诸多共性问题，现状不乐观：有67.8%的学生认为教师教学方法传统呆板。大部分学生对新知识新技能的掌握，实际上是学生在已有旧知识、旧经验等的基础上自我构建，这就决定了教师必须了解学生已有的基础层次，创设生动的教学情景，让学生加入到学习中来，引导学生自己去获得知识。还有许多教师不能合理地使用多媒体教学资源，所以课堂上教师讲得多、演得多，看得是结果是否正确，听得是是否有大呼隆地齐声回答，一节课下来很难见到生动有趣的体验场景，新课程倡导的教师应指导学生开展主动地、富有个性地学习，在教师包办包揽中失去了应有的光泽。因此，在数学教学中，教师必须深入研究教材的知识结构和纵横关系，同时对学生发散思维能力的培养。

中小学数学教学数字模拟化研究拟通过大数据，在线学习以及优化遗传算法，为中小学生提供个性化在线数学感知学习接触体验。网络技术具备丰富的信息资源共享、网状的信息呈现方式、开放的时空范围和强大的交互功能等优势，这些都为教师实施新课程提供了理想的条件。创建基于互联网思维的新兴在线个性化教育平台。运用先进的计算机软件与网络技术，结合严密和精心设计的数学数字化教学平台，全面模拟数学在真实生活中的应用，脱去传统教学的乏味与枯燥，提升中小学生对数学综合素质和理性思维，增强学生把数学与现实生活相结合的实际化能力。本模拟平台借助现代化管理学的知识和技术战略规划、市场研究、生产计划、研发投入、市场拓展和样表分析等，壮大本模拟平台的自身实力。

1中小学数学教学数字模拟化研究进程及结果

中小学数学教学数字模拟化研究通过大数据，在线学习以及优化遗传算法，为中小学生提供个性化在线数学感知学习接触体验。创建基于互联网思维的新兴在线个性化教育平台。运用先进的计算机软件与网络技术，结合严密和精心设计的数学数字化教学平台，全面模拟数学在真实生活中的应用，脱去传统教学的乏味与枯燥，提升中小学生对数学综合素质和理性思维，增强学生把数学与现实生活相结合的实际化能力。本模拟平台借助现代化管理学的知识和技术战略规划、市场研究、生产计划、研发投入、市场拓展和样表分析等，壮大本模拟平台的自身实力。

本研究项目在前期准备中进行了如下工作：深入了解国家科学技术等有关政策和法律、法规；了解数学科学的某些新发展和应用前景，尤其是对中小学数学教学的现状和存在的问题等已做了充分的前期调研，为本项目的开展奠定了基础；项目组成员已查阅了大量相关文献资料，已经深入了解现代化管理学的知识和技术战略规划等，已搜索大量数学知识相关的数据且在不断完善，深入学习了虚拟化应用技术；具有虚拟化的相关知识，并能结合数学加以应用。

由于本项目前期较为充沛的准备工作以及本项目组成员的较为专业的理论知识应用，另外本项目指导老师房亮教授运用其丰富的教学实践经验为本项目各项工作的开展与顺利进行提供了智力支持和指导。

根据中小学生对数学学习的自信心程度调查分析中，统计结果为：“自信心强”的学生占9.3%，“自信心较强”的学生占38.8%，“自信心一般”的学生占40.7%，“自信心不足”的学生占11.2%。因此，在教学过程中因过分强调以提高教学成绩为前提，免不了会产生教学的“应试”现象，忽视了学生对学习的情感体验，通过大量的训练来提高学习成绩，片面地追求教学成绩；因过分强调张扬学生个性，而忽视了学生基本学习习惯的培养，导致学生学习缺乏勤奋刻苦、静心思考等良好的意志品质；因过分强调探究创新，忽视了对学生基础知识和基本技能的训练，导致学生产生浮躁、华而不实的心理，引起教学质量整体下滑的趋势。本项目为中小学生提供全新的个性化在线数学感知学习接触体验，创建基于互联网思维的新兴在线个性化教育平台，从而促进学生对数学的进一步学习兴趣以及对个人自信心的重新建立。

在数学教学实践中，数学教师应把对学生学习能力的培养、开发学生智力以及使教学更好地适应学生的心理发展作为重要的教学内容。本项目运用先进的计算机软件与网络技术，结合严密和精心设计的数学数字化教学平台，全面模拟数学在真实生活中的应用，脱去传统教学的乏味与枯燥，提升中小学生对数学综合素质和理性思维，增强学生把数学与现实生活相结合的实际化能力。本项目运用3D化的关键技术已初步有了图像模型：

（1）通过定义和调整参数，在3D模型生成过程中直接对应于一个具体的行为改变。

（2）利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理。

（3）建立基于互联网思维的中小学数学教学的3D数据库系统为目标，对分布式处理系统的设计，数学教学的3D大数据的录入、查询和统计。

2结语

中学教学学是研究现实世界数量关系和空间形式的一门科学，是辩证法的辅助工具和表达方式。中小学数学教学数字虚拟化研究使学习该领域数学的学生可以很容易从中获益，它将中小学数学大数据通过存储资源以及其他资源提供了一个逻辑或者立体视图。学生可以从原始配置（数学数据库）中获益的方式访问它们，这种资源新的数学虚拟视图并不受地理位置或底层资源的物理配置的限制。根据项目内容，项目组成员齐心协力完成各项工作，讨论交流，共同促使项目的顺利进行。但由于经费及项目成员3D知识方面欠缺，项目仍需后续更新改进。

参考文献

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