信息技术在初中数学图形教学中的应用策略探究

【摘要】信息技术在初中数学图形教学中的应用，可以拓展教学内容.深化学生对图形知识的理解，提高学生的思维品质.因此，教师应积极探究信息技术在初中数学图形教学中的应用.文章以人教版九年级上册“圆”为例，分析了信息技术融入数学图形教学的意义，提出了具体的融入策略，并通过案例分析验证了其可行性和有效性，旨在通过信息技术与数学教学的深度融合，优化教学方式，提高教学质量.

【关键词】圆；信息技术；初中数学；应用

引 言

随着信息技术的飞速发展，将其融入数学教学已成为教育领域的重要趋势.传统的数学教学模式难以满足学生的学习需求，尤其是在图形教学方面，静态的教学方式无法充分展示图形的动态特性和内在规律.如何将信息技术有效融入数学图形教学，优化教学方式，提高教学质量，已成为当前数学教育改革的重要课题.

一、信息技术融入数学图形教学的意义

（一）拓展图形教学内容

信息技术融入数学图形教学不仅拓展了教学内容的广度和深度，而且提升了学生对图形理论的理解和应用能力.传统的数学教学，尤其是图形教学，往往受限于黑板和教科书的静态展示，难以深入展现图形变化的动态过程和内在规律.信息技术的引入，通过动态软件和虚拟仿真等手段，使得学生能够直观地观察到图形的生成、变化及其数学属性的变化，极大地丰富了教学内容.以“圆”为例，利用信息技术，教师可以直观展示圆的性质、圆与直线的位置关系等，这些都是传统教学难以做到的.信息技术还能提供大量的实践操作机会，学生可以通过模拟实验探索数学问题，加深对数学概念和定理的理解.

（二）深化学生图形知识理解

通过信息技术的融入，深化学生对图形知识的理解.信息技术为数学图形教学提供的动态可视化工具和互动平台，使得抽象的数学图形理论变得直观易懂，从而深化学生的知识理解.尤其是对复杂的图形概念和定理，通过动态展示其形成过程和变化规律，学生能够更加深刻地把握其数学本质和内在联系，从而建立起更加系统和全面的数学知识结构.在探究“圆”的性质时，通过信息技术手段展示圆的标准方程是如何导出的，以及圆周上任一点到圆心的距离恒等这一性质，可以帮助学生深入理解圆的定义和性质.此外，信息技术还能够提供丰富的实践操作，使学生在探索和解决问题的过程中深化对图形知识的理解和应用.

（三）提高学生思维品质

信息技术的应用，不仅丰富了教学手段，拓宽了学生的知识视野，更重要的是，促进了学生批判性思维、创新思维和解决问题能力的发展.通过与动态图形交互，学生被激励去提问、去探究、去解决问题，这个过程本质上是一个提高思维品质的过程.在利用信息技术探索圆的性质和应用时，学生需要运用逻辑思维去理解圆的基本定理，应用创新思维去探索圆在实际中的应用，如同步多媒体在教学中的运用，这不仅促使学生在认知上达到新的高度，还在思维上实现了质的飞跃.信息技术在数学教学中的应用还促进了学生自主学习和合作学习的能力，这对于提高学生的思维品质尤为重要.在探究数学图形的过程中，学生不仅要独立思考，还要与同伴交流和合作，共同解决问题.

二、信息技术在数学图形“圆”教学中的融入策略

（一）利用信息技术，优化教学方式

在信息技术与数学图形“圆”教学的融合过程中，优化教学方式是提高教学效率和学生学习效果的关键.通过精心设计的策略，信息技术可以有效地被集成进教学流程中，为学生提供一个更加互动、直观和深刻的学习体验，以下是具体的融入策略：（1）引入动态几何软件作为教学的辅助工具.动态几何软件能够帮助学生直观地观察圆的性质，如圆的中心和半径的关系，圆周角的定理等.通过操作软件，学生可以自主地改变图形的大小和位置，实时观察到这些变化对圆的性质所产生的影响，这种直观的体验有助于深化学生对圆的理解.（2）利用多媒体演示工具展示圆的应用场景.通过视频、动画或模拟实验展示圆在现实生活中的应用，如天体运动、工程设计中的圆形结构等，可以激发学生的学习兴趣，使他们认识到学习圆的性质不仅是为了解决数学问题，更是为了应对实际问题.（3）采用在线协作平台促进学生间的交流与合作.在这个平台上，学生可以共享他们的发现和创意，进行小组讨论，甚至可以在线上合作解决数学问题.这种协作学习不仅可以提高学生的社交技能，还能促进思维的碰撞，引发更深层次的理解和创新.（4）开展虚拟实验和模拟建模活动，使学生能够在虚拟环境中探索圆的性质.通过构建模型，学生可以模拟圆的实际应用，比如设计一个简单的圆形轨道模型，研究物体在圆形轨道上的运动规律.

（二）依托信息技术，改进教学评价

依托信息技术改进教学评价，可以更准确、全面地反映学生对数学图形“圆”的理解和应用能力.构建基于信息技术的自动化测试系统，这一系统能够提供包括选择题、填空题及简答题在内的多样化题型，特别是可以设计一些开放性问题，让学生运用圆的性质解决实际问题，从而评估学生的知识理解和应用能力.系统自动记录学生的答题情况和时间，便于教师迅速、准确地进行成绩分析，及时了解学生的学习状况.利用电子作业和在线评价平台进行动态评估，教师可以通过这些平台布置作业，并提供即时反馈.

学生在完成作业时，不仅能够立即获得系统反馈，还能根据反馈进行自我修正，这种即时的互动和反馈机制对于学生的学习改进极为有利.平台还能够记录学生的学习轨迹，帮助教师跟踪学生的学习进展，实现个性化教学.采用项目式学习和评价方法，通过信息技术支持的项目式学习，学生可以在教师的指导下，选择一个与圆相关的实际问题进行探究.在项目完成后，通过展示自己的研究成果，包括问题分析、解决方案的设计和实现过程，学生不仅能够展现他们的理解和应用能力，还能展示他们的创新能力和团队合作能力.这种评价方式更加注重过程和能力的展示，有助于全面评价学生的综合素质.在教师评价的基础上，引入同伴之间的互评及学生的自评，可以增加评价的多元性和主观性.这不仅能够促使学生更加主动地参与学习过程，还能够培养他们的批判性思维能力和自我反思能力.

（三）整合信息技术，创新作业设计

整合信息技术，创新作业设计，旨在通过信息技术的应用，使数学作业不仅仅局限于传统的纸笔作业形式，而变得更加互动、有趣且能够切实提高学生的学习动力和实践能力.通过动态几何软件，教师可以设计一系列探究圆的性质的任务，如探究圆的周长与直径的比值、圆的标准方程的推导过程等.学生需要利用软件工具进行实际操作，通过观察、操作和推理，深入理解圆的性质和定理.这种作业方式不仅增强了学生的操作能力和逻辑思维能力，还能够让学生在探索过程中发现数学之美.采用多媒体工具进行创意作业的提交，学生可以使用视频、动画或演示文稿等多媒体形式，展示他们对圆的性质的理解或圆在实际生活中应用的研究.

学生可以制作一个关于如何利用圆的性质来设计一个公园的视频.这种作业方式不仅能够激发学生的创造力和表达能力，还可以加深他们对数学知识的理解和应用.开展在线协作项目，鼓励学生以小组形式在线上合作解决问题.通过设置与圆相关的实际问题，要求学生小组在线上协作，利用信息技术资源共同探讨解决方案，并最终提交项目报告或展示.这种作业形式不仅促进了学生之间的交流和合作，还锻炼了他们的信息技术应用能力和团队协作能力.通过在线作业平台，教师可以为学生提供即时的反馈和指导，帮助学生及时了解自己的学习情况并进行调整.学生也可以通过平台提出疑问，与教师或同学进行互动，从而实现学习过程的即时调整和优化.

三、信息技术融入数学图形“圆”教学的案例分析

（一）整合圆专题信息化教学资源

在单元教学开始时，教师使用动态几何软件演示了圆的基本性质，如圆的定义、圆周率的概念、圆的直径与半径的关系等.通过软件的动态展示功能，学生可以亲自操作，改变圆的半径大小，观察圆周率的变化，这种互动性极大地提升了学生的学习兴趣和理解深度.教师引入了一个多媒体教学视频，该视频通过实际案例，如天文学中的行星轨道、工程设计中的圆形结构，展示了圆形在现实世界中的广泛应用.这不仅将抽象的数学概念与学生的日常生活联系起来，增加了学习的现实意义，还拓宽了学生的知识视野.在作业设计方面，教师采用了创新性的方法，要求学生使用动态几何软件完成一个小项目，要求设计一个简单的圆形花园，并计算围栏的长度和花园的面积.学生需要将自己的设计过程和结果通过电子邮件提交，包括圆的设计图、计算过程和最终的解答.教师根据学生提交的内容进行个性化反馈，指导学生改进他们的设计和计算方法.为了促进学生间的互动和合作，教师还设置了一个在线论坛，学生可以在论坛上分享自己的项目设计，讨论圆的性质和应用，并互相提供建议.这种在线协作活动不仅加深了学生对圆专题的理解，还培养了他们的团队合作能力和沟通技巧.

（二）利用几何画板探究圆的性质

教师首先向学生介绍几何画板软件的基本操作，随后布置了一个以“探索圆的性质”为主题的任务.要求学生利用几何画板构造圆，并通过软件的功能，探究和验证圆的各种性质，如圆的中心角与周角的关系、切线的性质、圆内接四边形的性质等.教师指导学生在几何画板中绘制圆，标记圆心，拉动圆周上的点来改变圆的大小，观察这些操作对圆的性质的影响.接下来，学生被引导发现圆周角定理———圆周上任意一点的周角是对应圆心角的一半.学生利用几何画板动态改变圆周角的位置和大小，实时观察圆心角的变化，从而直观地验证了圆周角定理的正确性.教师还设计了关于圆的切线性质的探究活动.学生使用几何画板绘制圆和圆外一点，然后尝试画出从该点到圆的切线，并测量切线段的长度.通过操作，学生发现无论如何改变切线的位置，从圆外一点到圆的切点的切线段长度是恒定的.这一发现加深了学生对圆的切线性质的理解.在整个探究过程中，学生不仅动手操作了几何画板软件，亲身体验了圆的性质，还通过小组讨论和汇报，加深了对圆性质的认识和理解.这种基于信息技术的探究活动，使得抽象的数学理论变得直观和易于理解，极大地提升了学生的学习兴趣和探究能力.

（三）开展圆周率测量、圆的应用探究活动

该项目的起点是一个简单却具有挑战性的问题：如何测量圆周率π？首先，教师通过动态几何软件演示圆周率的定义和基本计算方法，如使用圆的直径与周长的比值来近似求π的值.接下来，学生被分配到小组，每组利用信息技术工具———包括计算机、动态几何软件以及在线协作平台———进行实际的圆周率测量实验.学生们首先在软件中构造一个标准圆，然后使用不同的方法计算周长，如直接测量、利用圆的标准方程等，每组需尝试至少两种不同的方法并记录结果.项目转向圆的应用探究.每个小组选择一个圆在实际中的应用场景进行深入研究，如探究圆形轨道在天体物理学中的应用、圆形设计在建筑学中的运用或者圆周率在计算科学中的重要性.学生需要通过网络搜索、学术数据库查询等方式收集相关信息，并利用已学的数学知识和信息技术工具，分析圆的应用原理和实际效益.此过程要求学生不仅进行数学计算和逻辑推理，还要学会将理论知识应用到解决实际问题中.每组需整合所学知识和研究成果，制作一个多媒体展示，包括视频、PPT演示文稿或互动软件模型，详细介绍他们的测量方法、计算结果及圆的应用探究过程和发现.展示环节设置在班级会议上，每组向全班展示他们的项目，分享学习心得，并接受同学和老师的提问与反馈.

结 语

综上，信息技术与数学图形教学的深度融合不仅优化了教学方式，还提高了教学评价的科学性，创新了作业设计形式，在深化学生图形知识理解、提高学生思维品质等方面有重要作用，对于未来数学教育教学改革具有重要的理论意义和实践价值.未来信息技术与数学教学的融合还需进一步拓展到更广泛的数学分支和更高的教育阶段，以适应新时代教育发展的需求.

【参考文献】

[1]邓莉莉.关注几何通性实现教法迁移落实整体教学：以“圆的基本性质”为例[J].中学教研（数学），2024（3）：9-13.

[2]孙其奉.对初中数学教学融入信息技术的本质思考[J].数学教学通讯，2023（20）：77-79.

[3]吴周红，冯雪花.“新课标”下将信息技术融入数学广角教学的研究[J].小学生（上旬刊），2023（7）：19-21.

[4]曾一英.信息技术2.0融入数学课堂教学有效策略初探[J].成才之路，2023（18）：117-120.

[5]张永峰.初中数学教科书中中华优秀传统文化比较研究：以人教版与浙教版为例[D].金华：浙江师范大学，2023.