疫情下信息技术在数学教学中的应用与思考

西安交通大学附属中学分校(710048) 曹 艳

前言

“数学的触角几乎遍及人类社会的每一个角落,以及历史和生命的每一个瞬间.”[1]

人类在和大自然和谐相处过程中总会遇到这样那样的困难,经过共同的努力,这些困难都被逐一克服.而数学,在人们战胜困难的时候发挥了重要的推动作用,它与人类生活和社会发展密切相关.在2020年这个特殊的年份,数学在人类生活中的应用生动而形象.有学者用数学模型分析预测了新冠肺炎疫情的发展趋势,并针对性的提出应对策略,这些都成为了我们在数学课堂上值得一讲的鲜活素材.数学,并不是繁难的计算和无尽的逻辑推理以及漫天的数学公式和做不完的习题集,它来自人类对生活和世界的观察,以及对现实事物和问题的思考,因此它不仅仅是计算方法,更重要的是思维方式.数学“是人类思考中的最高成就”,是“一切知识中的最高形式”.所以说,模糊的哲学与精确的数学是人类的望远镜与显微镜[2].

受新冠肺炎疫情的影响,2020年春季学期前半段,教学从传统课堂转到了网络课堂,在新技术的推动下,课堂教学焕发出不一样的色彩.作为中学阶段非常重要的数学学科,其网络课堂教学自然引起了广泛的关注.本文将从四个方面分析论述信息技术在数学教学过程中的应用和启示.

1 教学软件的选择——科学性和有效性

科学技术日新月异,教学App 也各式各样,选择恰当的教学软件进行教学,无疑是网络课堂顺利开展的技术前提.

目前,网络授课的App 五花八门,有MindManager 思维导图、GeoGebra、Maple、好视通、钉钉课堂、腾讯课堂、云朵课堂、CCtalk 课堂、Classin 在线课堂等,有界面简单易操作的,有功能强大画面感生动形象的,每个软件各有特点,需要老师结合学科特点和展示要求进行选择.

在碎片化时代的今天,我们常常会利用微视频进行教学,所以录制微课也是辅助教学的重要手段.常用的录制软件有手机直接录制、汗微微课宝、剪辑师、轻课堂、万彩录屏大师、Focusky、Video Scribe、Axslide、Camtasia Studio、Storyline 等,结合PPT 或者几何画板的功能即可实现微视频录制.

这么多的新媒体手段,什么样的教学内容使用何种软件及其功能,要达到什么样的效果,教师们对哪个软件使用比较熟练,都需要提前做好设计和规划,这是网络教学顺利开展的技术保障.但我们无需因为眼花缭乱的软件而感到困惑,因为这些都只是工具而已,只有好的设计和选题才能使得这些工具发挥自己的价值,从而更好的促进教学.同时,线上课堂与线下课堂不同的是,我们无法看到每个学生实时听课的情况.广播电台主持人的主持艺术或许能给我们带来一定的启发,尽可能地使教学语言生动而有趣,切忌演讲式教学.因为在线教学不等于“视频直播”,我们要做到“精讲、精炼”,正所谓教学有法,教无定法.

2 教学设计的调整——合理性和多样性

无论是哪个学科,无论是网络课堂还是传统课堂,教学设计是整个教学活动的灵魂.在以学生为主体的教学活动中,教师必须巧妙设计教学环节,如概念如何生成、实验探究活动怎么开展等,才能使得课堂教学更好地达到预期.

传统课堂教学,以老师讲、学生听为主线.随着课改的不断深入发展,我们的课堂正在演变成为以学生探究为主、老师引导为辅的课堂,变“一言堂”为“众言堂”,把求知的主动权交给学生,注重培养学生的思维能力.鉴于网络课堂缺乏面对面的实时交流,我们更需要注意教学设计的合理性与多样性.以数学学科为例,我们可以尝试利用MKT 的理论框架来进行某些数学内容的教学,如花拉子米如何用几何图形表示方程x2+4x=12 的解,进而教学生如何通过配方来解二次方程[3](将方程中的术语可视化为面积),再如分式方程的教学也可以从MKT 视角下进行分析与教学[4].

在教学设计中除了编排课本基本知识,还可以设置环节渗透学科文化.例如给学生恰当呈现不同时期、不同国家的数学家对本节知识的研究和运用,突显数学文化的多元性,既揭示了数学的本质,展示出数学的独特魅力,又丰富了课堂,加深学生对数学的理解,吸引学生,激发学生的学习兴趣.《数学史与初中数学教学——理论、实践与案例》[5]中呈现的14 个初中数学HPM 案例给我们提供了非常好的值得借鉴的方式和方法.正如Ball and Bass 提到的,“当教师能够从数学的角度来看待学生时,教学就会变得更有技巧”[6].

网络课堂和传统课堂的显著差别还体现在课堂互动方面.传统教学中,我们可以通过问题串引入、师生讨论、生生讨论、合作探究、学生展示等进行互动,老师可以通过学生的反应了解学生的接受情况.但由于网络课堂隔着电脑屏幕,实时互动略显不足.学生的练习不能及时点评,学生的笔记不能实时查看,老师不能很好的了解学生对知识的掌握情况,某种程度上课堂效率打了折扣.因此这里教学设计的多样性,不仅仅指教学内容与环节,还包括师生互动与生生互动的方式.学生连麦回答、讨论区讨论交流、实时竞答、实时上传优秀笔记等等.每个学生的特点不尽相同,完全依靠学生的主动性去学习并不现实.所以,在课堂互动方面,老师要尽可能想办法,变换方式,让学生时刻有新鲜感,不确定性,让课堂活跃起来.平时害羞不怎么表现自己的学生,在网络课堂中反而会很活跃.不断地在线互动,既提高了听课效率,又拉近了师生之间的距离.这是网络课堂的一大亮点和一大发现.总之,老师的“隔空喊话”一定要有良好的回应,教学才能达到应有的效果.

3 教学内容的优化——广泛性和整体性

无论是线上还是线下,教师的专业知识是必不可少的.但在网络课堂中,对老师的要求只会更高.要使课堂丰富有趣,就必须有广泛的知识储备和积累,不仅仅是数学专业知识,还包括文学专业知识.文学素养是一种底蕴,它能表现一个人的人格魅力.文理相通,融合共生.文理相融的教师能带给学生更开阔的视野,从而更好的提升学生的思维能力.针对毕业年级的复习课、探究课、习题课的课程,如何把“旧知识”讲出新意,把数学知识讲的生动,这也很大程度上考验了老师的知识积累.老师较好的文学素养和知识积淀可以使数学课堂生动有趣,在培养学生学科素养的同时提高学生的人文素养.因此,学识水平的高低直接体现着教师的影响力,制约着教育的效果.只有教师拥有较高的知识水平,教育目标才能得以更好的实现.此外,在课堂中加入丰富的生活素材(如数学工具在抗击疫情中的应用、逆行者的故事、数学文化与数学史相关知识等),既切合实际,又渗透了人文色彩,使得课堂更接地气,更具时代特色,在拓宽学生视野的同时启发了学生的思维.

有人这样形容函数图象:“枯色中见丰润,疏荡中见遒劲”,在图1[7]中将诗歌和函数图象巧妙地联系起来.如若我们在教学中能有更多这样智慧的结合,试问哪个学生不惊叹,哪个学生不难忘? 函数图象竟然能如此生动! 数学原来可以如此之美! 所以,老师需要尽可能地优化课堂内容,提高人文素养,在给课堂插上翅膀的同时,也给学生的思维插上翅膀!

图1

陶行知先生说:“我们要把育才办成一个诗的学校”.那么,我们的课堂,也要办成诗意的课堂,去影响和感染学生,让他们感悟数学,体会生活.“不能平行,亦无法相交;甚至,不能仰望同一片蓝天;无论如何努力地伸长臂膀;也无法交握我们的双手……”,这是一位数学教授在给学生讲解不在同一平面内的两条直线的位置关系时作的一首数学诗[8].多么唯美的诗句啊! 数学世界中绚丽多姿的符号、简洁明快的公式以及完美对称的图象给我们呈现出了一幅幅美轮美奂的画面.而我们要做的,就是让它以最迷人的方式展现在学生面前.数学不仅是提高人们思维能力的有效手段,更是一种文化的积淀.不论是教数学还是学数学,都可以感受到数学中充满诗情画意的美! 教师应该在打造高效课堂的同时,提升数学自身吸引力!

4 教学评价的改进——针对性和发展性

作业是常规教学中反映学生学习状况的一个有力工具,以学定教,才能因材施教,达到更好的教学效果.作业是对课堂内容的巩固与拓展,因此作业的设置、批改、讲评和反思既要有针对性,又要具备发展性.

传统课堂受到时间和空间的制约,而网络课堂就不存在这样的问题,一台电脑、一根网线、一个电源足够.网上提交、批改作业方便师生,学生做完就提交,老师随时批改点评,查看未提交学生以及学生题目的完成情况.同时,可以利用现代技术手段将作业录制成小视频供学生反复观看学习.这些优点都是传统教学所不能比的.所以要充分利用好网络这个优点,分层分类布置限时完成的作业.名师专题“疫情下在线教学设计与实施策略”中提到的,要让“优质学生有对手,薄弱学生有帮手”,这也是我们的目标.

结束语

前苏联教育家赞可夫说:“没有个人的思考,没有对自己经验寻根究底的精神,提高教学水平是不可思议的.”经过“停课不停学”这段时间的磨炼,很多老师的现代化教学手段水平直线上升,也有了很多的感想和思考,这恰恰补充了传统课堂教学的不足.

网络教学和传统教学各具特色,相得益彰,它们共同促进了教育教学发展.将二者有效结合起来,根据学生的特点有针对性的补充完善,才能将教学提升到一个新的高度.同时,这也是时代发展的必然趋势.

中国科学院数学与系统科学研究院周川认为:数学的本质就在于数学思维,它是一种能力而非知识.而我们数学教育的终极目标则是:会用数学的眼光观察现实世界,会用数学的思维思考现实世界,会用数学的语言表达现实世界.而学生数学思维的养成,恰恰就在于我们日常教学中的每一天,每一节课.科学技术发展日新月异,线上教学与线下教学有效结合已然成为未来教学的一大趋势,老师需要不断的学习新本领、更新知识体系,丰富课堂教学,才能适应时代的发展.同时,我们不能因为信息技术的发展和使用,就将专业技能丢掉,因为数学课堂的本质是不变的,在增加新本领的同时,研读史料,增加自身知识积累和沉淀,用深厚的文学素养、丰富的专业知识以及便捷的信息技术来装扮我们的课堂.无论是线上,还是线下,让课堂焕发出迷人的魅力,让学生迷上数学,爱上数学,既教书又育人.