疫情下信息技術在數學教學中的應用與思考

西安交通大學附屬中學分校(710048) 曹 艷

前言

“數學的觸角幾乎遍及人類社會的每一個角落,以及歷史和生命的每一個瞬間.”[1]

人類在和大自然和諧相處過程中總會遇到這樣那樣的困難,經過共同的努力,這些困難都被逐一克服.而數學,在人們戰勝困難的時候發揮了重要的推動作用,它與人類生活和社會發展密切相關.在2020年這個特殊的年份,數學在人類生活中的應用生動而形象.有學者用數學模型分析預測了新冠肺炎疫情的發展趨勢,并針對性的提出應對策略,這些都成為了我們在數學課堂上值得一講的鮮活素材.數學,并不是繁難的計算和無盡的邏輯推理以及漫天的數學公式和做不完的習題集,它來自人類對生活和世界的觀察,以及對現實事物和問題的思考,因此它不僅僅是計算方法,更重要的是思維方式.數學“是人類思考中的最高成就”,是“一切知識中的最高形式”.所以說,模糊的哲學與精確的數學是人類的望遠鏡與顯微鏡[2].

受新冠肺炎疫情的影響,2020年春季學期前半段,教學從傳統課堂轉到了網絡課堂,在新技術的推動下,課堂教學煥發出不一樣的色彩.作為中學階段非常重要的數學學科,其網絡課堂教學自然引起了廣泛的關注.本文將從四個方面分析論述信息技術在數學教學過程中的應用和啟示.

1 教學軟件的選擇——科學性和有效性

科學技術日新月異,教學App 也各式各樣,選擇恰當的教學軟件進行教學,無疑是網絡課堂順利開展的技術前提.

目前,網絡授課的App 五花八門,有MindManager 思維導圖、GeoGebra、Maple、好視通、釘釘課堂、騰訊課堂、云朵課堂、CCtalk 課堂、Classin 在線課堂等,有界面簡單易操作的,有功能強大畫面感生動形象的,每個軟件各有特點,需要老師結合學科特點和展示要求進行選擇.

在碎片化時代的今天,我們常常會利用微視頻進行教學,所以錄制微課也是輔助教學的重要手段.常用的錄制軟件有手機直接錄制、汗微微課寶、剪輯師、輕課堂、萬彩錄屏大師、Focusky、Video Scribe、Axslide、Camtasia Studio、Storyline 等,結合PPT 或者幾何畫板的功能即可實現微視頻錄制.

這么多的新媒體手段,什么樣的教學內容使用何種軟件及其功能,要達到什么樣的效果,教師們對哪個軟件使用比較熟練,都需要提前做好設計和規劃,這是網絡教學順利開展的技術保障.但我們無需因為眼花繚亂的軟件而感到困惑,因為這些都只是工具而已,只有好的設計和選題才能使得這些工具發揮自己的價值,從而更好的促進教學.同時,線上課堂與線下課堂不同的是,我們無法看到每個學生實時聽課的情況.廣播電臺主持人的主持藝術或許能給我們帶來一定的啟發,盡可能地使教學語言生動而有趣,切忌演講式教學.因為在線教學不等于“視頻直播”,我們要做到“精講、精煉”,正所謂教學有法,教無定法.

2 教學設計的調整——合理性和多樣性

無論是哪個學科,無論是網絡課堂還是傳統課堂,教學設計是整個教學活動的靈魂.在以學生為主體的教學活動中,教師必須巧妙設計教學環節,如概念如何生成、實驗探究活動怎么開展等,才能使得課堂教學更好地達到預期.

傳統課堂教學,以老師講、學生聽為主線.隨著課改的不斷深入發展,我們的課堂正在演變成為以學生探究為主、老師引導為輔的課堂,變“一言堂”為“眾言堂”,把求知的主動權交給學生,注重培養學生的思維能力.鑒于網絡課堂缺乏面對面的實時交流,我們更需要注意教學設計的合理性與多樣性.以數學學科為例,我們可以嘗試利用MKT 的理論框架來進行某些數學內容的教學,如花拉子米如何用幾何圖形表示方程x2+4x=12 的解,進而教學生如何通過配方來解二次方程[3](將方程中的術語可視化為面積),再如分式方程的教學也可以從MKT 視角下進行分析與教學[4].

在教學設計中除了編排課本基本知識,還可以設置環節滲透學科文化.例如給學生恰當呈現不同時期、不同國家的數學家對本節知識的研究和運用,突顯數學文化的多元性,既揭示了數學的本質,展示出數學的獨特魅力,又豐富了課堂,加深學生對數學的理解,吸引學生,激發學生的學習興趣.《數學史與初中數學教學——理論、實踐與案例》[5]中呈現的14 個初中數學HPM 案例給我們提供了非常好的值得借鑒的方式和方法.正如Ball and Bass 提到的,“當教師能夠從數學的角度來看待學生時,教學就會變得更有技巧”[6].

網絡課堂和傳統課堂的顯著差別還體現在課堂互動方面.傳統教學中,我們可以通過問題串引入、師生討論、生生討論、合作探究、學生展示等進行互動,老師可以通過學生的反應了解學生的接受情況.但由于網絡課堂隔著電腦屏幕,實時互動略顯不足.學生的練習不能及時點評,學生的筆記不能實時查看,老師不能很好的了解學生對知識的掌握情況,某種程度上課堂效率打了折扣.因此這里教學設計的多樣性,不僅僅指教學內容與環節,還包括師生互動與生生互動的方式.學生連麥回答、討論區討論交流、實時競答、實時上傳優秀筆記等等.每個學生的特點不盡相同,完全依靠學生的主動性去學習并不現實.所以,在課堂互動方面,老師要盡可能想辦法,變換方式,讓學生時刻有新鮮感,不確定性,讓課堂活躍起來.平時害羞不怎么表現自己的學生,在網絡課堂中反而會很活躍.不斷地在線互動,既提高了聽課效率,又拉近了師生之間的距離.這是網絡課堂的一大亮點和一大發現.總之,老師的“隔空喊話”一定要有良好的回應,教學才能達到應有的效果.

3 教學內容的優化——廣泛性和整體性

無論是線上還是線下,教師的專業知識是必不可少的.但在網絡課堂中,對老師的要求只會更高.要使課堂豐富有趣,就必須有廣泛的知識儲備和積累,不僅僅是數學專業知識,還包括文學專業知識.文學素養是一種底蘊,它能表現一個人的人格魅力.文理相通,融合共生.文理相融的教師能帶給學生更開闊的視野,從而更好的提升學生的思維能力.針對畢業年級的復習課、探究課、習題課的課程,如何把“舊知識”講出新意,把數學知識講的生動,這也很大程度上考驗了老師的知識積累.老師較好的文學素養和知識積淀可以使數學課堂生動有趣,在培養學生學科素養的同時提高學生的人文素養.因此,學識水平的高低直接體現著教師的影響力,制約著教育的效果.只有教師擁有較高的知識水平,教育目標才能得以更好的實現.此外,在課堂中加入豐富的生活素材(如數學工具在抗擊疫情中的應用、逆行者的故事、數學文化與數學史相關知識等),既切合實際,又滲透了人文色彩,使得課堂更接地氣,更具時代特色,在拓寬學生視野的同時啟發了學生的思維.

有人這樣形容函數圖象:“枯色中見豐潤,疏蕩中見遒勁”,在圖1[7]中將詩歌和函數圖象巧妙地聯系起來.如若我們在教學中能有更多這樣智慧的結合,試問哪個學生不驚嘆,哪個學生不難忘? 函數圖象竟然能如此生動! 數學原來可以如此之美! 所以,老師需要盡可能地優化課堂內容,提高人文素養,在給課堂插上翅膀的同時,也給學生的思維插上翅膀!

圖1

陶行知先生說:“我們要把育才辦成一個詩的學?！?那么,我們的課堂,也要辦成詩意的課堂,去影響和感染學生,讓他們感悟數學,體會生活.“不能平行,亦無法相交;甚至,不能仰望同一片藍天;無論如何努力地伸長臂膀;也無法交握我們的雙手……”,這是一位數學教授在給學生講解不在同一平面內的兩條直線的位置關系時作的一首數學詩[8].多么唯美的詩句啊! 數學世界中絢麗多姿的符號、簡潔明快的公式以及完美對稱的圖象給我們呈現出了一幅幅美輪美奐的畫面.而我們要做的,就是讓它以最迷人的方式展現在學生面前.數學不僅是提高人們思維能力的有效手段,更是一種文化的積淀.不論是教數學還是學數學,都可以感受到數學中充滿詩情畫意的美! 教師應該在打造高效課堂的同時,提升數學自身吸引力!

4 教學評價的改進——針對性和發展性

作業是常規教學中反映學生學習狀況的一個有力工具,以學定教,才能因材施教,達到更好的教學效果.作業是對課堂內容的鞏固與拓展,因此作業的設置、批改、講評和反思既要有針對性,又要具備發展性.

傳統課堂受到時間和空間的制約,而網絡課堂就不存在這樣的問題,一臺電腦、一根網線、一個電源足夠.網上提交、批改作業方便師生,學生做完就提交,老師隨時批改點評,查看未提交學生以及學生題目的完成情況.同時,可以利用現代技術手段將作業錄制成小視頻供學生反復觀看學習.這些優點都是傳統教學所不能比的.所以要充分利用好網絡這個優點,分層分類布置限時完成的作業.名師專題“疫情下在線教學設計與實施策略”中提到的,要讓“優質學生有對手,薄弱學生有幫手”,這也是我們的目標.

結束語

前蘇聯教育家贊可夫說:“沒有個人的思考,沒有對自己經驗尋根究底的精神,提高教學水平是不可思議的.”經過“停課不停學”這段時間的磨煉,很多老師的現代化教學手段水平直線上升,也有了很多的感想和思考,這恰恰補充了傳統課堂教學的不足.

網絡教學和傳統教學各具特色,相得益彰,它們共同促進了教育教學發展.將二者有效結合起來,根據學生的特點有針對性的補充完善,才能將教學提升到一個新的高度.同時,這也是時代發展的必然趨勢.

中國科學院數學與系統科學研究院周川認為:數學的本質就在于數學思維,它是一種能力而非知識.而我們數學教育的終極目標則是:會用數學的眼光觀察現實世界,會用數學的思維思考現實世界,會用數學的語言表達現實世界.而學生數學思維的養成,恰恰就在于我們日常教學中的每一天,每一節課.科學技術發展日新月異,線上教學與線下教學有效結合已然成為未來教學的一大趨勢,老師需要不斷的學習新本領、更新知識體系,豐富課堂教學,才能適應時代的發展.同時,我們不能因為信息技術的發展和使用,就將專業技能丟掉,因為數學課堂的本質是不變的,在增加新本領的同時,研讀史料,增加自身知識積累和沉淀,用深厚的文學素養、豐富的專業知識以及便捷的信息技術來裝扮我們的課堂.無論是線上,還是線下,讓課堂煥發出迷人的魅力,讓學生迷上數學,愛上數學,既教書又育人.