数智化数学探究：传统节日中函数动态模型与可视化教学路径研究

1. 明确数学教学目标

数学教师为确保传统节日中函数动态模型与可视化教学路径研究效果，可基于传统节日，在数学教学优化中设定具体和可操作以及可衡量的函数教学目标，明确教学方向，让教育教学有序且高效开展。以春节放烟花情境为例，教师可在数学教学中借助烟花上升与下落轨迹构建二次函数模型，让学生在数学学习中理解二次函数的性质，在此基础之上，培养学生数学建模与问题解决能力，与此同时，增强学生对传统节日文化的认同感[1]。

教师可依据课程标准与教学大纲明确教学目标，深入研究国家或地方制定的数学课程标准以及教学大纲，明确不同阶段在函数知识方面的要求。教师可基于初中阶段要求学生理解一次函数和反比例函数的概念及图像，以春节期间家庭消费随时间的变化为例，在初中数学教学中构建简单的一次函数模型，确保教学目标与课程标准具有一定的契合度，提高学生学习效率和质量。教师也可结合传统节日特点，明确数学教学目标。教师可通过分析传统节日蕴含的数学元素和情境，将其与函数知识相联系，如元宵节花灯展览中花灯的排列规律和数量变化等，构建数列函数模型。如重阳节登高活动中，将登山的高度与时间的关系，用一次函数或者分段函数进行描述。根据节日情境确定具体函数教学目标，让学生理解函数的实际应用背景，让学生学会用函数模型解决实际问题[2]。

2. 挖掘节日资源

数学教师可通过深入剖析传统节日，在传统节日中提取函数相关元素，加强传统节日和数学教学的融合，给予学生学习充分的支持。以中秋节节日为例，数学教师可基于月亮的阴晴圆缺变化周期构建三角函数模型。以重阳节节日为例，教师可在重阳节登高活动中，基于爬山的时间与高度关系建立一次函数模型。充分发挥节日资源作用，确保教学成效。

初中数学教师可进行文献资料查阅，挖掘节日资源。教师可深入研究与传统节日相关的民俗学和历史学等文献。在多样可用性较强的文件中了解节日的起源和发展等内容，寻找可能蕴含的数学元素。教师可曾记载古代节日庆典活动规模和参与人数变化的文献中挖掘与函数相关的信息，如人数随时间增长或减少，可能呈现出一定函数规律。教师也可通过查阅数学史资料，了解古代数学家对节日中数学问题的研究，如古人对节气变化中天文数据的记录和分析，不仅可以将有关传统节日的内容融入于数学教学中，还可以将数据用三角函数等模型进行描述。此外，数学教师还可通过加强数据分析挖掘，进一步挖掘节日资源。数学教师可收集与传统教师相关的现代数据，如节日期间的旅游人数和商品销售额等，利用先进技术对数据进行分析，寻找其中的函数关系。教师可分析春节期间某景区旅游游客数量随日期的变化，构建函数模型，预测未来旅游游客量。教师还可利用互联网上的社交媒体数据分析群众对传统节日的关注度和讨论热度随时间的变化，引领学生在数学学习中建立相应的函数模型，让学生研究群众对节日文化的认知和传播规律，促进学生全面发展。

3. 利用数智化工具

数学教师也可在数学教学中利用数学软件构建函数动态模型，直观展示函数的变化。具体实践中，教师可通过合理应用GeoGebra 数学软件绘制出春节期间温度随时间变化的折线函数图，让学生可拖动时间轴观察温度变化趋势。此外，教师还可通过合理运用虚拟现实和增强现实等先进技术，让学生身临其境感受函数模型在节日场景中的应用，如通过增强现实技术扫描元宵节花灯，呈现花灯旋转过程中光影变化的函数动态效果。

教师可在数智化教学探究中应用编程工具，如 Python 的Matplotlib、Seaborn 等库，以及 Scratch 等图形化编程工具，实现函数模型的创建和可视化。以中秋节为例，教师可引领学生用Python 绘制月亮在天空中位置随时间变化的轨迹函数图，通过编程设置不同参数，模拟不同年份、不同时刻月亮的位置变化，加深学生对三角函数周期性的理解。另外，教师可应用交互式白板和教学平台，利用交互式白板展示函数动态模型，让学生能直接在白板上操作、标注。利用雨课堂、智慧树等发布函数探究任务和相关资源，让学生上传作品并交流讨论。以端午节为例，节日前，教师可在平台上布置探究龙舟速度与时间函数关系的任务，让学生通过观看比赛视频获取数据用数智化工具建模并上传结果，锻炼学生数学能力，强化学生文化认知。

结语

初中数学教师在探索如何利用传统技术中的数学元素构建函数动态模型的过程中，可通过明确数学教学目标和挖掘节日元素以及利用数智化工具等，从多方面出发，利用可视化教学路径提高学生数学学习效果，强化学生的文化素养。

参考文献

[1] 周统生 , 练倩姬 , 苏国胜 . 聚焦思维可视化 , 促进思维进阶—–素养教学导向下初中数学概念新授课思维可视化教学策略 [J]. 中学数学研究 ( 华南师范大学版 ),2024,(24):9-13.

[2] 杨文静 . 指向数学核心素养的初中几何教学策略——以沪教版“四边形”单元为例 [J]. 浦东教育 ,2023,(10):55-59.