信息技术与高中数学教学深度融合的模式创新与效果评估

引言

在当今数字化时代，信息技术已深度融入教育各环节。高中数学教学的革新需从资源、过程与动机三方面切入：在资源层面，信息技术突破教材局限，整合优质课件、微课与动态模型，实现知识的多维呈现；在过程层面，借助交互式电子白板与教学平台，支持动态演示、实时测验与学情追踪，提升教学精准性；在动机层面，通过游戏化学习、虚拟实验与协作探究，增强学生的参与感与自主性。三者协同，推动教与学方式的根本转变。因此，探索融合模式的创新路径并科学评估其效果，成为提升数学教学质量的关键所在。

一、信息技术在高中数学教学中的应用现状

（一）应用的积极方面

目前，许多高中学校已在数学教学中引入信息技术，主要体现在三个方面：其一，多媒体教学软件通过动态图像、函数动画与几何变换演示，将抽象概念如导数变化趋势或三角函数周期性直观呈现，降低理解门槛；其二，交互式课件支持学生自主拖动参数、观察图形变化，实现探究式学习，增强对概念本质的把握；其三，在线学习平台整合微课视频、分层练习与即时测评，支持课前预习、课中反馈与课后巩固的全流程学习，同时通过讨论区和协作任务促进师生、生生互动，拓展学习边界。这些技术手段共同构建了多维、互动、开放的教学环境，推动数学教学从单向讲授向以学生为中心的模式转变。

（二）存在的问题

部分教师信息技术应用能力不足，主要表现为软件操作不熟练、教学设计缺乏技术整合思维，难以将工具与教学目标有效衔接。教学资源虽数量丰富，但存在内容碎片化、难度不匹配、缺乏课程逻辑体系等问题，难以满足分层教学需求。融合层面多停留在用 PPT 替代板书、播放动画代替讲解，未将技术嵌入探究活动、思维训练与反馈机制中，缺乏对数学核心素养培养的深度支持，技术与教学仍处于简单叠加而非有机融合状态。

二、信息技术与高中数学教学深度融合的模式创

（一）基于虚拟现实的沉浸式教学模式

虚拟现实（VR）技术通过构建三维动态场景，将抽象的数学对象具象化，使学生在沉浸环境中直观感知几何形态。在立体几何教学中，学生不 正方体、 间图形，还可亲手拆解、拼接几何体，观察点、线、面之间的位置关 亲手操作”的转变。同时，系统可实时标注二面角、异面直线夹角 此外，VR 情境可模拟现实问题，如建筑结构建模或空间导航，帮助学 种多感官参与、交互性强的学习方式，不仅突破传统课堂的空间限制， 更激 探究动机， 促进空间想象与逻辑思维能力的协同发展。

（二）大数据驱动的个性化学习模式

利用大数据技术，可全面采集学生作业、测试、课堂互动等多维数据，精准识别知识盲区与学习难点。通过分析错题频率与学习路径，判断学生认知水平与学习风格，实现个体差异的可视化诊断。在此基础上，系统动态生成个性化学习图谱，智能匹配适切资源，如针对函数概念薄弱的学生推送微课视频、分层练习与即时反馈题组。同时，学习进度与难度自适应调整，避免“一刀切”教学。教师亦可依据数据报告，实施精准讲评与分层辅导，提升教学针对性，真正实现“因材施教”与“以学定教”的有机统一。

（三）人工智能辅助教学模式

人工智能技术可细分为智能答疑与自动批改两大功能。智能答疑系统基于自然语言处理与知识图谱，能识别学生提问的意图，精准推送解题思路、相似例题与概念解析，实现24 小时个性化辅导。系统还可记录常见问题，生成学习热点图谱，辅助教师优化教学重点。自动批改作业则依托图像识别与算法判断，不仅快速完成客观题批阅，还能对主观题的解题步骤进行分步评分，标记典型错误类型。批改结果即时生成学情报告，直观呈现班级整体掌握情况与个体薄弱环节，帮助教师动态调整教学节奏与内容，实现精准教学。

三、信息技术与高中数学教学深度融合的实施策略

（一）加强教师培训

学校应定期组织教师参加信息技术培训，系统提升其技术应用与教学创新能力。首先，开展多媒体教学软件专项培训，帮助教师熟练掌握课件制作、动画演示与交互设计，增强课堂表现力；其次，强化在线教学平台操作实训，使其能高效组织线上学习、布置智能作业并分析学情数据；再者，推进虚拟现实技术应用培训，指导教师在立体几何、空间向量等抽象内容中创设沉浸式教学情境；最后，引入人工智能教育工具培训，使教师理解智能诊断、个性化推荐与自动批改的原理与实践路径，真正实现数据驱动教学。

（二）整合教学资源

建立优质的数学教学资源库，需从系统性与针对性两方面入手。系统性要求资源按知识模块、教学进度和难易梯度科学分类，涵盖教材解析、课件设计、微课视频、分层练习与阶段测试，形成完整的教学支持链条。针对性则强调因材施教，根据学生认知水平差异配置基础巩固、能力提升与拓展拔高类资源，并结合常见错题与学习数据动态更新内容。同时，资源应支持多终端访问，便于教师调用与学生自主学习，实现教学资源的高效整合与精准供给。

（三）营造良好的教学环境

学校应加大信息技术设备投入，更新智能教学终端、交互式电子白板与高速网络设施，保障课堂教学的流畅性与互动性。同时，配齐虚拟现实设备、数学探究实验室等专用工具，支持抽象知识的直观呈现。建立健全管理制度，制定设备使用规范与维护机制，明确教师操作权限与责任分工。加强技术支持队伍建设，设立专职技术人员，及时解决教学中的技术故障。完善信息技术应用考核机制，将设备使用率、资源调用频次纳入教学常规检查，推动技术与教学常态化融合，保障信息技术在高中数学教学中稳定、高效、可持续地发挥作用。

四、信息技术与高中数学教学深度融合的效果评估指标体系

（一）学生学习效果指标

包括学生的数学成绩、学习兴趣、学习态度等多个维度。其中，数学成绩反映知识掌握程度，可通过单元测试、期中期末考试等量化数据进行追踪 通过课堂参与度、课外探究活动参与情况及定期问卷调查中的情感 习投入与坚持性，如作业完成质量、自主学习行为和面对困难的应对方式 过观察记录与 通过考试分析知识理解深度与应用能力，结合问卷调查了解学生在逻辑思维、问题解决能力及数学自信心方面的变化，全面把握学生在认知发展与情感体验两个层面的成长轨迹。

（二）教学过程指标

教学方法的创新性体现在教师能否灵 信息技术设计探究式、情境化和项目化教学活动；教学资源的利用效率关注课件、微视频、在线 学目标，避免形式化堆砌；师生互动的频率反映课堂中问答、协作与反馈的活跃 对话的深度与思维启发性。通过结构化课堂观察记录师生行为比例，结合教师课后教学反思日志，可系统评估信息技术支持下教学过程的实效性与改进空间。

（三）教师发展指标

考察教师的信息技术应用能力，可从其熟练使用教学软件、整合数字资源及运用数据分析学情等方面评估；教学创新能力体现于设计融合技术的探究活动、开发交互式教学工具和实施差异化教学策略的实践；专业素养的提升则反映在教师对数学核心素养的理解深化、教学反思能力增强及持续参与专业发展活动的主动性。通过教师的教学成果，如优质课、教学案例获奖情况，参加信息技术与学科融合专题培训的频次与成效，以及主持或参与相关课题研究、发表教研论文等科研活动情况，综合评判其在技术与教学深度融合背景下的专业成长水平。

五、信息技术与高中数学教学深度融合的效果评估方法

（一）定量评估

运用统计分析方法，可从多个维度评估教学效果的变化。首先，对比信息技术融合前后学生的考试成绩，如平均分、优秀率、及格率的差异，判断学业水平是否提升；其次，分析作业完成率、正确率及重复练习数据，评估学习投入与知识掌握情况；再次，借助标准差、差异显著性检验等统计工具，识别学生成绩分布的均衡性，判断教学是否促进整体发展；最后，结合随堂测验与阶段性测评的趋势数据，观察学习进步的持续性。通过细化数据来源与分析方法，使教学效果评估更具科学性与针对性。

（二）定性评估

采用问卷调查、访谈、课堂观察等方法， 从不同维度 教 的反馈意见。问卷调查聚焦学生对技术工具的接受度与学习体验的变化， 遇到的挑战，如技术操作障碍或课堂节奏把控问题。课堂观察重点记录 用时机是否恰当。通过拆解“融合教学感受”为情感体验、认知负担、 技术介入而减轻学习焦虑、提升理解效率或增强探究意愿。同时， 、教学目标偏离、资源使用低效等方面，识别融合过程中技术与教学内容脱节、过度追求形式等问题，从而为改进教学策略提供具体依据。

六、信息技术与高中数学教学深度融合的效果分析

（一）积极效果

通过对多个学校的实践研究发现，信息技术与高中数学教学深度融合取得了显著的积极效果。首先，动态几何软件与函数图像工具的引入，使抽象概念直观化，帮助学生在可视化环境中理解函数变换与空间关系，从而激发学习兴趣。其次，基于平台的个性化练习系统根据学生答题情况实时推送分层题目，提升学习针对性，增强学习主动性。再次，随堂反馈系统使教师能即时掌握学情，调整教学节奏，实现精准讲评，提高教学效率。此外，微课资源与翻转课堂模式的结合，拓展了学习时空，促进学生自主预习与复习。同时，教师借助数据分析优化教学设计，推动教学方法从讲授式向探究式、合作式多元转变。多校对比数据显示，实验班在数学成绩的平均分、优秀率及知识保持率方面均优于传统班级，验证了融合教学在提升学业表现方面的积极作用。

（二）存在的不足

然而，在融合过程中也暴露出一些问题。首先，技术适配性不足导致工具与教学内容脱节，如部分动态软件仅展示表层现象，未能揭示数学本 教学目标偏离引发形式化倾向，教师过度追求技术呈现效果，忽视思 再次，资源使用低效问题突出，重复建设微课、题库冗余却缺乏 因频繁使用智能反馈系统，习惯于即时提示与答案推送，逐渐丧 术的路径依赖。同时，设备投入、平台维护与教师培训带来较高教学成本 理因技术操 杂性 难度增加，影响实际教学节奏与效果。

七、改进措施与建议

（一）培养学生的自主学习能力

在教学中，应引导学生正确使用信息技术，培养自主学习能力与独立思考能力。首先，明确技术工具的辅助定位，避免学生依赖系统提示完成解题，应鼓励其先独立分析、试错反思。其次，设计开放性任务，如基于真实情境的数学建模或探究性课题，促使学生运用数字资源自主搜集信息、提出假设并验证结论。再次，推动合作学习，利用在线协作平台组织小组讨论与成果共享，在交流中深化思维。最后，教师应设置阶段性目标与自我评估机制，帮助学生监控学习过程，提升元认知能力。

（二）优化信息技术应用策略

应依据教学目标与内容特点，分层次选用信息技术：概念引入可借助动态演示增强直观感知，逻辑推导则应以板书引导思维递进，避免技术干扰认知连贯性；习题教学中，精准投放智能反馈系统，仅在学生独立尝试后提供错因分析，防止即时提示削弱思考深度。同时，整合碎片化资源，建立结构化数字资源库，实现微课、题库与教学进度的有机匹配。教学方法上，推行“技术辅助—自主探究—反思交流”的融合模式，确保技术服务于思维发展而非替代思维过程，真正提升融合教学的科学性与实效性。

（三）加强教育管理

学校和教育部门应从制度建设、资源配置与专业支持三方面加强管理。首先，制定明确的融合教学政策，规范技术使用范围与教学实施标准，避免盲目依赖或形式化应用。其次，统筹硬件设施与数字平台建设，确保城乡、校际资源均衡配置，为教师提供稳定、高效的技术环境。再次，建立常态化教师培训机制，提升教师的信息素养与融合教学设计能力，推动技术与数学学科特点深度融合。最后，完善监督与评价体系，将信息技术应用成效纳入教学评估，激励教师实践创新，保障融合教学科学、有序、可持续推进。

信息技术与高中数学教学的深度融合需从三方面推进：一是教学模式创新，构建“技术辅助—自主探究—反思交流”流程，强化思维训练；二是优化技术应用，依教学目标分层使用动态演示、智能反馈与结构化资源，避免干扰认知连贯性；三是加强教育管理，完善政策规范、资源配置、教师培训与评价机制，保障融合科学性与可持续性。通过系统化实践，提升教学实效与学生数学素养。

参考文献：

[1] 张小瑜. 信息技术与高中数学解题教学深度融合模式的构建策略研究[J]. 高考,2025,(12):78-8

[3] 程慧 .“智慧课堂”信息技术与教育的深度融合——基于“平板电脑”的高中数学智慧课堂教学模式研究 [J]. 试题与研究 ,2020,(29):133-134.