?西華師范大學數(shù)學與信息學院

王肖楠

?四川省南充高級中學

魏 揚

1 引言

直觀想象素養(yǎng)是一種借助幾何直觀和空間想象，從而感知事物形態(tài)變化的一種能力[1].在直觀想象核心素養(yǎng)的形成過程中，學生能夠進一步發(fā)展幾何直觀和空間想象能力，增強運用圖形和空間想象思考問題的意識，提升數(shù)形結合的能力，然而在實際教學中發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)教學對學生直觀想象核心素養(yǎng)能力形成和提升極其有限.技術教學在不斷突破著傳統(tǒng)課堂的局限性，促進學生對數(shù)學知識的感悟和理解，給數(shù)學教學帶來了無限的可能性.信息技術與學科教學的“深度融合”是技術變革教育的學科實踐，已經(jīng)成為各國教育政策關注的重點.現(xiàn)代信息技術與數(shù)學學科的“深度融合”極大地促進了對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)[2].

2 信息技術變革教師的“教”，助力學生直觀想象素養(yǎng)的培養(yǎng)

2.1 改變教師的教學方式，創(chuàng)設新穎數(shù)學課堂

新課改強調(diào)學生是課堂的主體.但課堂的教學始終離不開教師的“教”，教師依然是課堂教學的主導者.學生的學習方式受教師教學方式的影響，班集體的學習風格主要源于教師的教學風格.所以教師怎樣教，教得怎么樣直接影響學生怎樣學，學得如何.傳統(tǒng)的數(shù)學課堂具有一定的局限性，教師的教學方式單調(diào)且缺乏創(chuàng)新.因此改變教學方式是創(chuàng)新數(shù)學課堂的首要任務.《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》指出，要強化教育信息化的應用，提高教師應用信息技術水平，更新教學觀念，改進教學方法，提高教學效果.

數(shù)學課堂以培養(yǎng)學生數(shù)學核心素養(yǎng)為導向開展數(shù)學教學活動.相比于傳統(tǒng)的數(shù)學課堂，信息化教學更多是由“教師、學生、教材、媒體”共同完成.多媒體的應用為教師的教學帶來了新的變革，教師可以充分利用這些先進的技術打造“新穎”的教學過程，轉(zhuǎn)變知識的呈現(xiàn)方式，讓數(shù)學知識變得更加“通俗易懂”.首先，教師可以充分利用多媒體等信息技術給學生創(chuàng)造生動有趣的教學情境，提升學生理解和感知的能力，激發(fā)學生對抽象的數(shù)學知識的探索欲望.其次，教師有效利用多媒體技術引導學生探討數(shù)與形之間的關系，利用數(shù)形結合思想促使學生了解知識的深層表象，在減少記憶負荷的基礎上促進知識的遷移.通過信息技術，構建知識之間的聯(lián)系，促使學生建立起問題與問題之間的聯(lián)系，擴展問題解決的思維.技術助力教師開展教學活動，有效地促使學生多角度的思考問題以至解決困難繁雜問題.

例如在“組合體的三視圖”的教學過程中，按照以往傳統(tǒng)的教學方法，通常使用教具來展示圖形的組合過程以及它的三視圖.而信息技術的介入讓學生對幾何體的學習變得更加清晰.教師可以利用《幾何畫板》(如圖1、圖2、圖3)所示演示幾何體三視圖的生成過程，還可以調(diào)節(jié)速度重復展示，為學生的空間想象能力搭建了橋梁.從粉筆、黑板到《幾何畫板》等，技術的革新不斷地激發(fā)出學生的想象力，助力著直觀想象素養(yǎng)的提升.

圖1

圖2

圖3

2.2 豐富教師的教學內(nèi)容，營造趣味數(shù)學課堂

數(shù)學課堂要敢于創(chuàng)新.敢于質(zhì)疑是創(chuàng)新思維的起點，是培養(yǎng)遷移能力的基礎.而數(shù)學直觀想象素養(yǎng)的提升過程就是創(chuàng)造遷移能力提升的過程.在傳統(tǒng)的數(shù)學教學中，受到課時的影響，大多數(shù)教師只是按部就班地教授書本上的知識點以及例題、習題等，很少有更多的拓展內(nèi)容.由于時間的限制，教師們認為拓展知識比較浪費時間，可有可無.但信息化課堂與傳統(tǒng)課堂相比，本身就節(jié)省了不少的教學時間，比如PPT課件省去了大量的板書時間，動畫展示過程相比與教師實物展示加黑板畫圖更是節(jié)省大量時間，所以信息技術融入數(shù)學課堂有效地加大了課堂容量，節(jié)約了教學時間.教師可以充分利用時間開展探究活動，創(chuàng)新數(shù)學課堂，豐富學生思維，讓學生積極主動地參與到課堂，有效地培養(yǎng)學生的遷移能力，讓知識變得更直觀，更有利于激發(fā)學生的想象力，進一步提升數(shù)學直觀想象素養(yǎng).

3 信息技術改變學生的“學”，搭建直觀與想象的橋梁

3.1 改變學生學習方法，創(chuàng)造新的數(shù)學思維

數(shù)學是一門研究數(shù)量關系和空間形式的科學.傳統(tǒng)的數(shù)學課堂基于行為主義和認知主義的學習理論，更多強調(diào)知識的傳授，往往很少考慮到學生“如何學”的問題.建構主義認為，學習應該是學生積極主動建構的過程，對于數(shù)學學科的學習更是如此.數(shù)學課堂需要學生參與，需要學生積極建構，需要學生不斷思考與提問.而傳統(tǒng)的教學手段很難引起學生對正在學習的數(shù)學知識的思考和對將要學習的知識的向往，學生缺少學習數(shù)學的積極性，很難全身心投入課堂.信息技術的出現(xiàn)有效地打破了教師的“一言堂”，改變了學生的學習方法，讓學生親身經(jīng)歷感知問題的本質(zhì).利用信息技術可以從更廣闊的視野來理解知識，探究數(shù)學知識的形成過程.信息技術的不斷革新，網(wǎng)絡時代的不斷變革成功地激發(fā)了學生探索的欲望以及獲取知識的主動性.學生改變了以往教師教啥是啥的學習方式，變得更加敢于提問，敢于質(zhì)疑，敢于動手操作，敢于探索，敢于想象，真真切切地融入數(shù)學課堂，充分發(fā)揮數(shù)學課堂的主體作用.

3.2 充分展示數(shù)學直觀，拓展學生想象空間

從建構主義理論的角度出發(fā)，人在建構知識體系方面可以發(fā)揮主體作用.數(shù)學學習是學生積極主動建構的過程.但數(shù)學知識的抽象性往往難以激發(fā)學生的想象思維.信息技術教學為學生的思維發(fā)展提供了創(chuàng)新點，還可以有效避免一些復雜情境中與本質(zhì)問題無關的因素帶給學生不必要的麻煩與思考，減少學生的認知負荷，有利于學生對知識的遷移，激發(fā)學生的想象力與創(chuàng)造力，有效培養(yǎng)學生的直觀想象素養(yǎng).

例如在“雙曲線及其標準方程”這一節(jié)課中，教師可以利用《GeoGebra》動態(tài)教學軟件向?qū)W生直觀地展示雙曲線的制圖(如圖4所示)過程.其次教師還可以利用多媒體向?qū)W生展示更多的雙曲線實物模型.在整個學習過程中，學生還可以自己動手借助信息技術探究雙曲線標準方程.學生借助動態(tài)圖形，在“變”中知“不變”，可以更加清晰地認識到問題的本質(zhì).

圖4

4 信息技術還原數(shù)學本質(zhì)，“簡潔美”助力直觀，激發(fā)想象

數(shù)學是一門充滿美的學科，一雙發(fā)現(xiàn)美的眼睛和一顆善于探索美的真心會讓你發(fā)現(xiàn)數(shù)學的美魅力無限.法國著名數(shù)學家笛卡兒僅用r=a(1-sinθ)這一簡單的公式就表達了他對公主深深的愛意.可想而知，數(shù)學可以讓萬物皆美.

然而如此美妙的數(shù)學在一群被題海淹沒的孩子心中，卻是如此的枯燥、無味甚至有些“丑陋”.數(shù)學一直以來作為一門令不少學生“頭疼”的學科，抽象深奧的數(shù)學知識，“繁、難、偏、怪”的數(shù)學題目早已成為它標志性的特征.這也讓數(shù)學的簡潔美逐漸被遺忘，甚至孩子們對數(shù)學的評價更多的是與簡潔對立的繁雜.在大多數(shù)學生眼里，他們感受不到數(shù)學的簡潔，更感受不到數(shù)學的“美”.雖然數(shù)學可以用精簡的公式等來表示一些生活中繁雜的事物，但有些數(shù)學知識即使是一個簡單的公式在學生眼里都是難以理解的.要想真正感受到數(shù)學的“簡潔美”，還需要真正地把數(shù)學學懂.但是，在傳統(tǒng)的課堂教學中，教師僅憑一塊黑板、一支粉筆很難說清楚、講明白數(shù)學知識.如今，多媒體等現(xiàn)代信息技術實現(xiàn)了可視化教學，實現(xiàn)了人機結合，讓一個個數(shù)學知識在大屏幕上大放異彩，學生從學習數(shù)學的過程中真正體會到數(shù)學的“簡潔美”.數(shù)學課堂處處都是“簡潔美”，正是“美”的數(shù)學讓學生對數(shù)學知識無限暢想.信息技術還原了數(shù)學“簡潔美”的實質(zhì)，從簡潔到直觀，助力學生直觀想象素養(yǎng)的提升.

5 結論

在這個科技飛速發(fā)展的社會，信息技術已有效地融合到各個領域.教育信息化更是大家熱議的話題之一.教育強國勢在必行.教育推動社會的進步，促進科技的發(fā)展；同時科技在不斷助力教育，為教育教學提供強大的技術支撐.信息技術與數(shù)學教學的深度融合為數(shù)學課堂帶來了極大便利，現(xiàn)代信息技術走進數(shù)學課堂助力數(shù)學學科核心素養(yǎng)的提升.