信息技术在高中数学教学中的应用研究

王静

【摘要】信息技术在高中数学教学中具有积极的应用价值，能够在全面提升教学效果的基础上激发学生主动学习的兴趣，引导学生在课内课外自主学习过程中掌握自主学习的方法，并根据自身的学习特点总结适合自己的学习策略，在提高学习效率的基础上培养数学核心素养.信息技术为数学教学提供了丰富的教学资源和工具，可以帮助学生更好地理解和掌握数学知识，理解抽象知识的本质和内涵，并根据自己的理解提出创新性见解.因此，信息技术是一种有价值的教育手段.在高中数学教学中应用信息技术已经逐渐成为教学改革的热点.本文以潇湘版高中数学教材为例，探讨了信息技术在高中数学课程教学中的具体应用方法，在分析其应用价值的基础上结合案例提出方法和策略，以期为一线教学提供参考.

【关键词】信息技术；高中数学；教学应用

信息技术的发展推动教育信息化，高中数学越来越多地引入各类信息化技术开展教学，从教学素材的准备到教学方式的优化，信息技术不仅为教学提供了新的工具和资源，还为教师和学生带来了全新的学习方式和体验.传统的数学教学往往注重对知识点的讲解和练习，缺乏足够的实际操作和应用环境，学生以被动学习为主，不利于激发内在学习动机，难以培养浓厚的学习兴趣，而信息技术在课程教学中的合理应用可以通过丰富的多媒体资源、在线学习平台和工具、虚拟实验和模拟以及编程和数据分析等方式，为高中数学教学注入新元素.

1 信息技术在高中数学教学中的应用价值

1.1 增强教学效果

信息技术可以丰富数学教学内容，通过多媒体、互联网等方式，使抽象的数学概念变得更加直观、生动.许多数学软件如GeoGebra，Mathematica，Matlab等，被广泛应用于高中数学教学中.这些软件为课堂教学和课后实践提供了多样化的工具和手段，还根据教学要求配备了丰富的数学资源，比如借助于图形绘制功能、数据分析功能以及数学计算等，从而将抽象概念转变成直观呈现，有利于学生的深入理解，增强对知识的掌握程度.利用GeoGebra可以绘制几何图形、展示函数图像、进行动态几何探究等，Mathematica和Matlab可以用于高级的数学计算和数据分析，从而丰富了数学教学的内容和方式.通过使用数学绘图软件、动态数学软件等工具，可以帮助学生更好地理解和掌握数学中的几何、代数等知识.此外，信息技术还可以为教师提供更丰富的教学资源和教学工具，提高教学的灵活性和针对性，从而提升教学效果.

1.2 激发学习兴趣

信息技术能够为数学教学提供丰富的教学素材，并围绕教学要求实现师生互动，在更具交互性的教学情境中激发学生的学习兴趣.利用数学教学软件、在线学习平台等工具，可以为学生提供更具趣味性和互动性的学习体验，从而激发学生对数学的兴趣.此外，信息技术也可借助于多样化技术手段为学生创造虚拟的、逼真的学习环境，比如基于教学要求而开发的虚拟实验室、在线学习社区等平台，均能帮助学生开展多种形式的自主学习，指导学生探究学习的乐趣.

1.3 提升学习效率

信息技术可以帮助学生更加高效地学习数学知识.通过在线作业系统、自适应学习系统等工具，可以为学生提供个性化的学习方案和学习资源，根据不同班级学生的具体情况以及教学进度实现动态化调整，帮助学生改善学习方法和策略，从被动转变为主动，不断促进学习效率的提升.在课外学习中，信息技术与数学课程的融合，还可以为学生创设更多自主性更强的学习机会，如在线学习平台、移动学习应用等，方便学生根据自己的学习需求进行自主学习和复习.尤其是随着在线学习和远程教育的普及，许多高中数学教学平台应运而生，可为学习提供丰富的数学学习资源，如在线教材、习题（作业）、测试等，可以帮助学生进行自主学习和自我评估.

2 信息技术在高中数学教学中的应用方法

信息技术在高中数学教学中的应用可以让学生开展多样化的实践操作，加强理论知识与实践操作的关联，在学以致用中促进学生数学核心素养的形成及发展.为此，教师应合理选择工具和资源，确保教学内容和方法与课程标准相一致，避免简单引入教学技术而忽视了教学的教育目标和学科特性.同时，应关注学生的学习兴趣与实际需求，结合信息化技术创新设计教学活动，激发学生的积极性和创造性思维，推动学生全面发展.

2.1 使用数学软件和应用，展示丰富的数学示例和案例

数学软件和应用是信息技术在高中数学教学中的一种常见应用方式.GeoGebra是一款常用的数学绘图软件，可以用于几何、代数等数学内容的可视化展示和探究；Desmos是一款在线数学工具，可以用于数学函数的图象绘制和函数关系的探究；Mathematica、Matlab等数学计算软件可以用于解决复杂的数学问题和进行数学建模等.通过使用这些数学软件和应用，教师可以展示丰富的数学示例和案例，激发学生的兴趣，帮助学生更好地理解数学概念，进行数学探究和解决实际问题.

例如在潇湘版教材“复数的概念”教学中，教师可以利用虚拟实验软件让学生通过实践探究复数的概念和性质.使用虚拟实验软件来展示复数在复平面上的表示方式，让学生通过拖动复数点的位置，观察实数部分和虚数部分的变化，从而深入理解复数的实际意义和运算规则.为强化学生对知识的理解，教师可以利用数学绘图工具GeoGebra展开实践，让学生通过绘制复数在复平面上的图形，观察复数之间的关系和性质.例如绘制复数的加法、减法、乘法和除法的图形，帮助学生直观地理解复数运算的几何意义和规律.在计算和验证过程中可使用Matlab、Mathematica等，通过数学计算工具进行复数的加法、减法、乘法和除法的计算，并验证计算结果是否符合复数运算的性质和规则.通过以上方法可以帮助学生打开思维，从多个角度展开思考，深入理解复数的概念，系统分析复数的性质，并在广泛实践中形成创新思维.同时，学生在自主学习中可以使用数学软件等工具进行探究，加深对复数的理解，并能够将复数的概念和性质与实际问题相联系，培养数学建模和解决问題的能力.

2.2 开展虚拟实验和模拟，提高学生数学实际应用能力

信息技术还可以通过虚拟实验和模拟的方式，帮助学生进行数学探究和实践.使用数学模拟软件可以模拟实际问题的情境，让学生在虚拟环境中进行数学实验和探究；利用虚拟学习环境可以创建数学建模的实际场景，让学生在虚拟世界中进行数学建模和问题求解.通过这种方式，学生可以在信息技术构建的虚拟环境中结合相关要求进行实际操作，提高解决问题的能力.

例如在关于“概率”知识的教学过程中可应用虚拟实验和模拟的方法展开教学，教师可以引导学生使用R语言、Python等概率模拟软件进行概率实验的模拟，学生可以通过设置实验条件、运行模拟程序、观察和记录实验结果，从而深入理解概率的基本概念，如样本空间、事件、频率等.在学习硬币投掷的概率时，学生可以使用概率模拟软件模拟大量的硬币投掷实验，统计正面朝上和反面朝上的次数，计算频率，并与理论概率进行比较，从而验证和巩固概率的理论知识.同时，教师可以利用在线虚拟实验平台，进行概率实验的模拟.在学习随机事件的概率时，教师可以引导学生在虚拟实验平台上进行掷骰子、抽卡片等随机事件的模拟实验，观察实验结果的规律，推断概率的性质和特点.学生可以通过实际操作和观察，深入理解概率的随机性和不确定性，提高对概率概念的实际应用能力.为增强课程趣味性，教师可以设计概率模拟游戏，让学生通过游戏进行实际操作和体验概率的随机性和不确定性.如在学习生日悖论时设计一个在线概率模拟游戏，让学生在游戏中猜测其他玩家的生日，根据统计数据和概率计算，探讨生日悖论的原因和解释.通过参与概率模拟游戏，学生可以在游戏中亲身体验概率的随机性，加深对概率概念理解和应用.通过概率模拟软件、在线虚拟实验平台以及概率模拟游戏等，学生可以通过信息技术来实际操作，从多个角度深入探讨知识点“概率”，掌握其性质和特点，不断促进学生对知识点的掌握，从而促进数学学科知识的掌握和应用水平的提升.

2.3 进行编程和数据分析，使用數学知识解决实际问题

编程和数据分析是信息技术在高中数学教学中的另一种应用方式.使用编程语言，如Python、R语言等进行数学计算和数据分析，可以帮助学生进行实际问题的求解和实践探究；利用数据分析工具和方法，可以引导学生进行实际数据的收集、整理、分析和解释，培养学生的数据处理和分析能力.通过编程和数据分析，可增强书本知识点与生活实践的关联性，让学生在知识的实践应用中提高数学建模和解决问题的综合能力，促进数学核心素养发展.

例如在关于“抽样”知识的教学过程中教师可以引导学生使用编程工具（如Python、R语言等）来实现抽样过程.设计一个简单的程序，通过随机生成数字来模拟抽取样本的过程，从而让学生通过编程实践掌握随机抽样的概念和方法.学生可以调整程序中的参数，通过样本容量、抽样方式等，来观察样本的变化情况，进而深入理解抽样方法对样本结果的影响.同时，教师可以引导学生利用信息技术工具进行数据分析，从而深入了解抽样的应用和统计推断的方法.如使用数据分析软件（如Excel、SPSS等）导入真实的数据，通过抽样方法得到样本数据，并进行统计分析，计算样本均值、样本标准差、样本比例等.学生可以通过实际数据的处理和分析，深入理解抽样的概念、方法和应用，以及掌握统计推断的过程和思路.为提高教学过程的直观性，教师可借助信息技术实现可视化展示抽样结果，帮助学生更加直观地理解抽样的过程和结果.可以使用图表工具（如折线图、柱状图、饼图等）将抽样得到的样本数据进行可视化展示，以便于学生观察样本的分布情况、对比不同样本的差异等，从而进一步加深对抽样和统计推断的理解.为提高学生的参与感，教师可以引导学生使用信息技术工具，自制抽样模拟工具，从而让学生在实际操作中深入探讨抽样的概念和应用.引导学生使用在线制图工具、自制的抽样模拟软件等，通过自主设计抽样方式、调整样本容量等参数，进行多次抽样模拟，并观察抽样结果的变化.这样，学生可以通过自主设计和操作抽样模拟工具，加深对抽样方法和统计推断的理解.总之，信息技术是一种能够推动课程改革有效实施的技术和方法，可以丰富高中数学课程的教学内容和方法，以新颖的形式提高学生的自主学习兴趣，促进学生数学学科核心素养的发展.

3 结语

综上所述，数学软件和在线学习平台及资源在高中数学教学中发挥着重要作用.在现代教育中，信息技术在高中数学教学中得到广泛应用，为教师和学生提供了许多有益的工具和教学资源，能在激发学生学习兴趣的基础上培养其自主学习力.随着科技的不断发展，数学软件和在线学习平台及资源的应用将会在高中数学教学中得到更加广泛和深入的应用，为培养高素质的数学人才奠定坚实基础.

【本文系甘肃省教育科学“十四五”规划2022年一般课题，课题名称，（新高考背景下信息技术在高中数学教学中的应用与研究）课题立项号GS（2022）GHB0263.】

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