信息技术环境下初中数学可视化教学策略研究

引言：信息技术的融入，为数学教学带来了革命性的变化，特别是可视化教学策略的应用，能够将抽象的数学概念、复杂的关系和动态的过程以直观、生动、形象的方式呈现出来，有效降低了学生的认知负荷，激发了学习兴趣，促进了对数学本质的理解。将信息技术环境下初中数学可视化教学策略，对于优化教学过程、提高教学效率、培养学生核心素养具有重要的意义。

一、可视化教学在初中数学中的意义

（一）化抽象为具体

可视化教学策略的核心价值首先体现在其能够有效地“化抽象为具体”。通过运用信息技术构建图形、图像、动画等多维度的视觉模型，能够为那些本质上非实体存在的代数结构、函数关系、空间形式以及复杂的逻辑推理过程赋予直观可感的形态表现。这种转化将原本难以单凭语言或符号完全传递的数学概念和法则，转换成学生更易于接收、加工和内化的视觉信息流，从而显著降低了理解的初始难度和认知加工的负荷，为学生建立起对数学知识本质的初步理解和有效的心智表征奠定了坚实的基础。

（二）变静态为动态

可视化教学擅长于实现“变静态为动态”的教学革新。借助信息技术的强大模拟与演示功能，可以生动、连续地模拟数学对象的运动轨迹、几何形体的构造与变换过程、变量之间依存关系的变化趋势，以及数学结构在参数变动影响下的动态演化规律。这种动态化的呈现方式不仅使知识的内在逻辑联系和发展脉络得以清晰揭示，更能帮助学生超越对静态事实的表面记忆，深入把握数学概念的生成机理与动态本质，促进对数学规律的深度理解与灵活应用。

（四）提兴趣激思维

相较于传统以符号和文字为主的教学方式，生动、直观且富有交互性的视觉呈现天然具有更强的吸引力，有助于“提兴趣激思维”。可视化教学通过创设新颖、有趣、贴近学生认知特点的学习情境，能够有效捕获并维持学生的注意力，点燃其对数学学习的好奇心与热情，从而显著提升学习的参与度和愉悦感。

二、 信息技术环境下初中数学可视化教学策略

（一）利用动态几何软件

动态几何软件为几何教学提供了一个交互式的虚拟实验环境，极大地增强了几何概念与定理的可视化程度。通过该类软件，能够引导学生超越静态图形的局限，进行动态的几何构造、变换与测量。例如，在教学七年级上册《第四章 图形的认识》时，可以利用几何软件直观演示直线、射线、线段的定义特征。通过拖动端点，学生能清晰地观察到线段长度的变化、射线的单向延伸以及直线的无限延伸特性（尽管屏幕显示有限，但可结合缩放操作强调），深刻区分三者概念。对于“两点确定一条直线”的公理，学生可在软件中任意选取两点，观察系统自动生成且唯一的直线，并通过拖动点的位置验证其普适性。同样，对于“两点之间线段最短”的公理，可以通过绘制两点间的线段和其他曲线路径，利用软件的测量功能进行动态比较，让学生在操作中直观感受并认同该公理。这种基于操作和即时反馈的可视化探索，将抽象的几何定义和性质转化为学生可以亲手体验和验证的过程，极大地提高了学习的直观性和深刻性，有效培养学生的几何直观和初步的逻辑推理能力。

（二）借助函数图像工具

函数是初中数学的核心内容之一，其抽象性常使学生感到困惑，函数图像工具能够将代数表达式与其几何表征紧密联系起来，为理解函数概念、性质及其应用提供了直观通道。利用这些工具，可以快速、精确地绘制各种函数图像，使学生直观把握不同类型函数的形态特征、变化趋势以及定义域、值域等基本属性。例如，在教学九年级下册《二次函数的图像与性质》时二次函数的图像是一条抛物线，学生在学习过程中往往难以通过代数式直接理解函数图像的形态。利用函数图像工具，教师可以快速、精确地绘制不同形式的二次函数图像，让学生直观地看到参数变化对图像的影响。例如，通过调节二次函数的系数，学生可以观察到抛物线的开口方向、宽窄程度以及顶点位置的变化。这种直观展示有助于学生理解函数参数与图像特征之间的关系。

（三）运用数据处理工具

信息技术环境下的数据处理工具（如电子表格软件或专业统计软件）具备强大的数据整理、计算与图表生成功能，能将复杂的数据信息转化为清晰、直观的视觉形式。教师可利用这些工具引导学生对收集到的数据进行高效处理，并生成多样化的统计图表，从而直观地揭示数据的分布特征、集中趋势、离散程度以及变量间的潜在关系。学生通过观察、比较不同类型的图表，可以更深刻地理解各种统计量的意义及其适用情境，培养对数据的敏感性和解读能力。同时，某些工具的模拟功能还能可视化随机现象和抽样过程，帮助学生建立对概率统计基本思想的直观认识。

结束语：通过灵活运用动态几何软件探索几何世界、借助函数图像工具深化函数理解、运用数据处理工具呈现统计规律等具体策略，能够创设出更为生动、直观、交互性强的学习环境。这不仅有助于学生克服对数学抽象性的畏惧，激发学习兴趣，更能促进他们对数学概念本质的深度理解，有效培养几何直观、数形结合、数据分析等关键数学思维能力。

参考文献

[1] 陈春祝 . 例析几何画板在初中数学教学可视化中的应用 [J]. 福建教育学院学报 ， 2019， 20（12）：2.

[2] 王均伟 . 构建初中数学思维可视化课堂的实践探索 [J]. 数学学习与研究：初一版 ， 2021（22）：32-33.