数字素养视角下初中数学教育资源平台的应用策略研究

引言：

在《教育信息化 2.0 行动计划》与《义务教育数学课程标准（2022年版）》的双重驱动下，数字素养已从“可选技能”升维为“核心素养”。据《中国数字素养发展报告（2025）》显示，我国初中生数字素养达标率仅为 41.3% ，其中“数据分析与解释”“跨学科工具应用”两项能力缺口尤为突出。与此同时，数学教育正面临“抽象概念具象化”“知识应用场景化”的双重挑战。

一、‌数字素养视角下初中数学教育资源平台的特点

（一）资源动态整合与智能适配

平台突破传统资源库的静态堆砌模式，通过 AI 算法构建“学生数字素养画像”，实时追踪其在 GeoGebra 动态几何操作、Python 数据分析、Excel 统计建模等工具使用中的行为数据（如操作频次、错误类型、任务完成时长），结合数学学业成绩与课堂表现，智能推荐个性化资源。例如，对“函数图像平移”理解困难的学生，系统自动推送“动态坐标系交互模拟器”及配套微课；对建模能力突出的学生，则推荐社区真实数据项目（如“校园用电量预测”）。

（二）跨学科工具与真实情境深度融合

平台以数学学科为核心，无缝对接科学、技术、工程、艺术等领域资源，形成“数学工具—学科知识—社会问题”的闭环。例如，在“几何图形”单元中，学生使用 AR 技术扫描校园建筑，识别三角形、四边形结构，结合社区工程师讲解建筑力学原理，完成《校园安全结构改造方案》；在“统计与概率”单元，学生调用气象局开放 API 获取本地十年降雨数据，用Python 绘制频数分布直方图并预测次年降雨趋势。

（三）社区资源数字化接入与协同共创

平台打破学校围墙，将社区科技馆、企业数据库、非遗工坊等资源转化为数字化学习场景。例如，与当地图书馆合作开发“借阅数据统计”项目，学生分析不同年龄段读者的借阅偏好，构建“阅读兴趣与年龄的函数模型”；联合环保组织发起“河流污染监测”行动，学生使用传感器采集水质数据，运用统计方法评估污染程度并提出治理建议。

二、数字素养视角下初中数学教育资源平台的应用策略

（一）资源智能适配策略：构建动态学习路径

平台依托 AI 算法构建“学生数字素养画像”，实时追踪学生在GeoGebra 动态几何操作、Python 数据分析、Excel 统计建模等工具使用中的行为数据，结合学业成绩与课堂表现，生成个性化资源推荐路径。例如，在“二次函数图像平移”学习中，系统通过分析某学生的操作日志，发现其频繁在顶点坐标计算环节出错（如混淆 h 与 k 的符号、忽略 a 值对开口方向的影响），自动推送“动态坐标系交互模拟器”。该工具支持学生拖拽参数实时观察图像变化，配套微课则以“参数变化三步法”（先定a、再调h、最后调k）拆解难点，帮助学生直观理解“a 决定开口、h 控制左右平移、k 控制上下平移”的数学本质。

（二）跨学科融合策略：打造“数学 +X^′ ”认知生态

平台以数学学科为核心，深度对接科学、技术、工程、艺术等领域资源，构建“数学工具—学科知识—社会问题”的闭环学习场景。例如，在“几何图形”单元中，学生使用AR 技术扫描校园建筑，识别三角形、四边形结构，系统自动标注各结构在建筑力学中的作用（如三角形稳定性、四边形易变形性），并链接社区工程师录制的讲解视频，说明“为什么图书馆书架采用三角形支撑”“体育馆屋顶为何设计为四边形网格”。学生需结合数学知识完成《校园安全结构改造方案》，如为老旧教学楼设计抗震加固结构，需计算三角形支撑的受力分布，用几何证明验证方案可行性。在“统计与概率”单元，平台调用气象局开放API 获取本地十年降雨数据，学生用 Python 的 matplotlib 库绘制频数分布直方图，通过计算均值、方差分析降雨规律，并构建线性回归模型预测次年降雨趋势。

（三）社区资源协同策略：拓展“课堂—社会”学习边界

平台通过数字化技术打通学校与社区的资源壁垒，将科技馆的互动展项、企业的实时数据、非遗工坊的传统技艺转化为可参与的学习场景。例如，与当地图书馆合作开发“借阅数据统计”项目，学生登录平台即可调取图书馆近五年借阅记录，按年龄、书籍类型、借阅时段等维度分析数据，运用Excel 或 Python 绘制折线图、饼图，构建“阅读兴趣与年龄的二次函数模型”，发现“12-15 岁学生科幻类书籍借阅量随年龄增长呈指数上升趋势”。联合环保组织发起的“河流污染监测”行动中，学生使用平台提供的便携式传感器采集水质数据（如pH 值、溶解氧、重金属含量），通过统计方法计算污染指数，结合地理信息系统（GIS）标注污染源位置，最终形成《城市河流治理建议书》提交至环保部门。

（四）项目式驱动策略：强化数字素养实践落地

平台以真实社会问题为驱动，设计“数学建模—数据分析—成果展示”的全流程项目，将数字素养培养嵌入问题解决链条。例如，在“校园能耗监测与优化”项目中，学生分组安装智能电表，通过平台实时采集教室、图书馆的用电数据（如照明、空调、设备耗电），使用 Excel筛选异常值（如节假日空教室的高耗电记录），运用多元回归分析构建“用电量 σ=σ 时间 × 温度 × 人数”的预测模型，提出“夏季分时段调高空调温度”“教室无人时自动关闭设备”等优化方案。该项目获省级青少年科技创新大赛一等奖，学生不仅掌握统计软件操作，更理解“用数学语言描述现实世界”的核心素养。

结语：

项目式学习策略的实践表明，参与真实项目的学生，其数学建模能力得分较传统教学组高 51% ，但项目成果的社会价值常被忽视。例如，某校“超市利润最大化”项目虽获得省级科技创新奖，却因未考虑社区实际需求（如老年人购物习惯），导致方案难以落地。未来平台需引入企业导师评价机制，如佛山市禅城区的“项目路演制”，要求学生向社区超市经理、电力公司工程师展示方案，并依据“可行性”“创新性”“数学严谨性”三维标准评分，推动数学建模从“课堂练习”转向“社会服务”。

参考文献：

[1] 王林雄 . 基于数学核心素养的初中数学课堂教学实践 [J]. 甘肃教育研究 ,2025,(07):75-77.

[2] 罗静彦 . 新课标背景下初中数学教学中跨学科融合的实践研究[J]. 中关村 ,2025,(03):204-206.

本文为：2023 年泉州市教育信息技术研究课题，课题名称：基于教育资源应用平台教与学的应用研究；立项批准号：QZDJKT2356。