数字化高质量融入数学课堂的特点与策略研究——以“希沃软件”为例

高 铭，高 翔，袁诗琪，杭星辰

（南京信息工程大学教师教育学院，江苏南京 210044）

一、问题提出

2018 年，教育部印发《教育信息化2.0 行动计划》，明确提出：“积极推进‘互联网+教育’，坚持信息技术与教育教学深度融合”的核心理念；2022 年教育部颁布《教师数字素养》，对提升教师利用数字技术优化、创新和变革教育教学活动提出更高要求；2023 年，教育部办公厅印发《基础教育课程教学改革深化行动方案》，再一次强调推进教育数字化的发展，促进信息技术与教育教学的深度融合。

数学区别于其他学科，具有高度抽象、严密逻辑、广泛应用三大特征。如何针对数学学科的特征将数字化高质量融入成为亟待解决的问题。相关研究表明，目前许多数学教师面临着信息化储备不足［1］、数字化教学重设备而轻运营［2］、数字化教学重视程度不足［3］等问题，这些问题放缓了数学课堂数字化转型的脚步，直接阻碍了数字化高质量融入数学教学。

基于以上背景和现状分析，本文着重探讨如下问题：第一，数字化高质量融入数学课堂教学具有怎样的特点？第二，数字化融入数学课堂的策略有哪些？

二、数字化高质量融入数学课堂教学的特点

结合国家在数字化教学方面出台的相关政策、教育数字化的相关研究论文、教育部最新颁布的《义务教育数学课程标准（2022 年版）》和《普通高中数学课程标准（2017 年版2020年修订）》以及数字化融入数学课堂教学的案例，本文总结了“数字化高质量融入数学课堂教学”的四个特点，并以中小学教师熟知的“希沃”系列软件为例，论证这些特点的数字化可实现性。

（一）多样化的情境创设

新课程改革背景下的数学教学强调情境的创设，即学生能在具体的情境中体会数学问题，促进对于数学知识的理解［4］。传统数学教学中，教师往往简单运用PPT 或视频等呈现教学情境［5］，数字化应用水平较低，仅停留在将情境“显示”在学生面前，而希沃白板为教师与学生设置了多种不同的课堂活动（如图1）［6］，便于教师进行多样化的课堂情境创设。教师可以通过丰富有趣的课堂活动、多媒体的视频动画资源，甚至是身临其境的体验来创设与课堂内容息息相关的问题情境或知识情境，通过提升学生的“视觉体验”，用学生更为熟知的生活化、趣味化的形式“点燃”学生的数学学习热情。

图1 希沃白板提供的课堂活动

（二）直观化的思路探索

“直观化”是数字化教学的一大特点，新课程改革中强调信息技术融入教学，要帮助学生进行思路的探索，在实践与探究中掌握知识的本质［7］。

在希沃白板中，其自带的“数学画板”和“思维导图”功能就很好地实现了这一要求。希沃白板中的数学画板具有简洁、方便、操作简单等特点，这些特点为学生的自主探索提供了可能，学生可以通过个人移动终端或者讲台操作，在不断的尝试中逐步厘清数学概念，直观化地生成数学概念，探寻知识的内在规律。数学画板搭配上希沃自带的思维导图功能，使得教师在课堂上能很好地梳理学生的思维，直观地将知识的内在逻辑框架呈现在眼前，激发学生新的想法，探索新的问题解决思路（如图2）。

图2 数学画板与思维导图功能帮助学生探索思路

（三）精准化的问题解决

新课程改革强调数学核心素养的生成，而学生问题解决能力是数学核心素养的外在行为表现，当学生遇到难以理解的问题时，部分教师联想到的数字化手段是选择“动态几何软件”，这样容易将动态几何软件“沦为”替代学生深度思考和问题解决的工具［8］。

希沃白板中与数学学科有关的工具非常齐全（如表1 所示）［9］，教师可以鼓励学生根据遇到的数学问题，自主选择数学学科工具进行初步探索，通过手写、绘图、标注、拍照等形式尽情展现解题过程，大胆想象，发散思维，实现问题的精准化解决。除此之外，希沃白板自带的海量题库更是帮助学生在课后针对自己学习上的问题，找到相应的知识点，精准地解决自己在学习上的困惑。

表1 希沃白板中与数学相关的学科工具汇总

（四）个性化的资源获取

后疫情时代，许多教师开始尝试线上线下混合的教学方式，即保留线下传统教学的主要模式，通过线上的资源共享，让学生根据自己的需要获取相关的学习资源［10］。这样的教学方式在调动学生积极性的同时，给了学生很大的调整空间，体现了数字化教学个性化、自主化的特点。

从希沃软件的角度来看，除了本身带有的题库以外，希沃软件还有一大功能便是“知识胶囊”。这一功能本质上就是微课的录制，教师通过录制不同类型的微课，如导入型、探究型、总结型微课，实现学生课前预习、课堂作业指导、课后巩固提升的个性化需求。

三、数字化高质量融入数学课堂的策略探索

（一）创设多样情境：找准“切入点”

在教学过程中，教师合理创设课堂情境是激发学生学习兴趣、唤起学生探究欲望、搭建新旧知识桥梁的重要方式。教师需要寻找一个合适的“切入点”，以此为基础设计问题情境引发学生的思考，从而引入新的知识。

例如，在《反比例函数》这一节课的情境引入部分，教师可以依托希沃白板的“知识配对”“分组竞争”等活动创设现实情境。在速度与时间变化关系的探索中，可以假设路程为100km不变，运用“知识配对”功能，给出不同的速度与时间，让学生进行配对，初步感受反比例函数关系；或者运用“分组竞争”功能，将学生随机分成不同小组，快速找出不同问题情境下正确的反比例关系。学生能在这些活动中发现反比例函数与一次函数有很大的不同，从而最大化地激发学生的学习兴趣。在《探索三角形全等的条件》这一节课中，教师通过制作学生熟知的《熊出没》精美动画视频，利用希沃白板中的“多媒体”功能随时插入到课件中，以熊大熊二拿着玻璃碎片配玻璃这一故事作为引入，带领学生身临其境，鼓励引导学生尝试着探索和解决问题。

（二）直观探索思路：寻找“契合点”

数字化教学的一大特点便是人机之间的交互，而教师需要利用好这一点，帮助学生进行思路的探索。教师可以通过数字化平台直观化呈现需要研究的问题，引导学生探究问题的答案。在这个过程中，教师可以鼓励引导学生自己动手操作尝试，顺着学生的思路往下探索。而教师在此过程中可以找到与学生思路的“契合点”，从而以学生更容易接受的方式讲授知识。

例如，在初中数学的函数部分，二次函数的图像类型多而烦琐，很难通过传统的板书完成高质量的教学。教师可以引导学生自主使用希沃自带的数学学科工具“函数”让学生亲自动手去探究这些函数的图像，通过参数的变化感受到函数图像的形成，学生在实践与探索过程中能够自主地找到有关图像性质的思路，实现数学知识的“直观化”呈现。又或者在高中数学中，数形结合是一种重要的思想，但如果要探索函数y=ax与函数y=logax 的交点情况时，学生仅通过对a 进行分类讨论手画草图无法得到问题的答案，此时教师可以鼓励学生使用数学学科工具“数学画板”直观化探索问题的解决思路（如图3）。

图3 希沃白板的数学工具探索指数函数与对数函数的交点情况

（三）深度问题解决：攻坚“突破点”

数字化教学能够极大地赋能学生的问题解决，而希沃白板的许多应用给教师提供了寻求问题解决突破点的途径。教师可以通过课堂活动、随机点名、随机调查等方式在课前和预习中定位到学生的疑难点，对于学生在做题中可能遇到的问题，教师也可以通过希沃白板中的多种数学学科工具，帮助学生精准地定位问题，攻坚问题的“突破点”。

例如，教师在讲授平行四边形、菱形、矩形这部分内容时，可以利用希沃白板中的“几何”工具，直观地展示这几种图形之间的异同，帮助学生厘清纷繁复杂的概念关系；在“尺规作图”教学中，仅凭教师的演示，学生在初次接触时很难接受这一类方法，而希沃白板中提供的“尺规”这一数学工具给学生提供了一个自主探索解决的平台，通过将作图步骤逐个分解，揭示尺规作图背后的原理。除此之外，希沃白板自带的海量题库更是帮助学生在课后针对自己学习上的问题，找到相应的知识点，进行深度的问题解决。

（四）知识运用创新：打通“衔接点”

知识的运用与知识的创新是新课改对学生提出的新要求。教师可以充分利用手头的数字化资源，鼓励学生自主获取相关的学习资源，通过发挥学生的主观能动性去探索更深奥的知识体系。教师可以通过希沃白板的“知识胶囊”功能，录制与课程内容相关的微课供学生自主学习；也可以搜集一些名师视频资料，帮助学生深度地理解课堂知识，从而达到知识运用与创新的效果，完成数学教学“课前—课中—课后”的完美“衔接”。

例如，在学习了向量的相关知识后，教师可以通过微课录制的方式，向学生拓展讲解向量在几何、代数中的不同运用，并通过向量去证明一些重要的定理结论。感兴趣的学生可以通过视频的学习体会到向量的强大功能。或者在学习《相似三角形》这一类难度比较大的章节时，教师同样可以通过希沃白板的题库挑选难度不同的题目，让学生根据自己的需求选择练习题，从而强化对新知识的运用。

四、结语

习近平总书记在中共中央政治局第五次集体学习时强调，教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口。但数字化进一步赋能高质量数学课堂仍有很长的路要走。首先，当下很火爆的Chatgpt 和人工智能被认为有着极高的教育价值，它可以改善教育教学方式和提高学生学习的积极性，但又因为容易被用于不良渠道而被诟病，处理好人工智能与数学教育之间的关系也是新时代教育的主题［11］；其次，如何在教育数字化的大背景下，探索在线教育的新模式也是一大挑战。这需要学校与平台、企业等建立合作关系，加快数学教育教学智慧平台和资源库的开发，更需要各方面人才的积极实践［12］；最后，教师如何积极应对数字化转型背景下的各种挑战，如数学教师角色的转变、数字化教学工具与资源升级后的专业发展、数学教学活动的深刻变化等，都是亟待解决的实际问题。