信息技术支持下的高中数学可视化教学探析

信息技术与数学教学的融合推动了教学形态的转向，教师在教学过程中通过引入可视化手段，不仅拓宽了数学知识的呈现方式，也重构了学生对抽象概念的理解路径。当技术被嵌入教学设计之中，教师在组织教学内容时便能够对知识结构进行重组，使抽象符号脱离线性叙述的限制，在动态演示与图像引导中形成多维表达，此类融合策略不仅提升了课堂的表达效率，也强化了学生对知识网络的系统掌握；另外，通过对信息技术的把握，教师也能够实现教学节奏与内容重点的精准控制，使得学生数学思维的生成具有更高的方向性与层次性。由此，可视化教学在整体框架中所体现的价值，既来源于其结构清晰、路径明确的表现优势，也依赖于教师对于技术与内容关系的理性整合，而这种整合方式正为高中数学教学注入了新的活力。

一、利用技术手段呈现抽象内容

在数学教学中，概念的抽象性常常成为影响学生理解深度的关键障碍，而信息技术所提供的图像化、动态化表达方式，使得逻辑符号、函数关系与空间结构等得以具象化呈现，从而使得学生的理解过程在动态交互中持续推进，以便促使抽象内容的内在结构被清晰识别并有效吸收。

例如，在教学“复数的概念”这一课时，教师应先利用动态几何软件呈现复数在复平面上的位置关系，让学生看到“ a+bi^⋅ ”如何对应复平面中的点 (a,b)，为避免学生对虚数 i 产生抽象感，教师可以选择动态几何软件中的复平面工具，输入特定复数如 2+3i ，并允许学生拖动该点，观察其实部和虚部的实时变化，进而帮助他们理解复数与向量之间的对应关系。随后，教师可以操作该复数乘以 i，在图中演示其绕原点逆时针旋转 90 度的过程，通过对比旋转前后的图像位置，引导学生将复数乘法与平面旋转建立联系，从而突破“复数乘法没有几何意义”的认知障碍，使学生掌握对复数的代数形式与几何表示之间的联系。

二、借助教学平台优化课堂互动

课堂互动作为教学过程中促进认知转化的重要环节，常常受到时间分配、个体差异与反馈滞后等因素制约，而教学平台所承载的多元功能与即时反馈机制，使得互动过程得以实时调控与动态延展，从而增强了教学对话的针对性与深度。

例如，在教学“随机事件与概率”这一课时，如果教师只是通过口头讲解“频率随着试验次数增加而趋于稳定”，学生往往难以形成直观印象，也很难理解这一过程的数学意义。教师可以利用教学平台的模拟试验功能，组织学生进行一次“掷骰子”实验，每位学生在平台上完成 50 次虚拟掷骰，系统自动汇总全班数据并生成柱状图和频率折线图，促使学生可清晰观察每个点数频率的变化趋势。此时，教师可以引导学生思考：“为什么同一个骰子，频率还是有差异？”并进一步追问：“那再增加试验次数会有什么变化？”通过数据的动态可视化和学生间的结果对比，有效地提升课堂互动的效率，也让学生在参与中逐步建立起对“概率是长期稳定趋势”的理解。

三、结合可视化手段设计教学活动

教学活动的设计不仅关系到知识目标的达成效率，更在于学生在活动中形成的思维方式是否具有迁移性与延展性，而可视化手段的融入，使得教学任务的结构更具开放性与建构性，进而促使学生在操作与观察中形成更稳定的知识图式。

例如，在设计“立体图形的直观图”这一课的教学活动时，教师可以以一个具有视觉冲击力的问题作为导入：“你能根据一个展开图准确判断它折叠后的立体图形吗？”调动学生的空间想象力，也为后续操作埋下伏笔。教师接着可以安排学生使用三维建模平台中的“立体图形折叠”工具，在屏幕上选择不同的展开图，尝试将其通过拖拽、旋转等方式拼合成对应的立体图形，并观察哪些尝试失败，哪些成功组合出完整的图形。通过这一过程，学生不仅能加深对立体结构的理解，还能在错误尝试中发现图形面与面之间的连接规律，教师也可以借此引导学生总结：“哪些展开图看起来对，但拼不回去？为什么？”从而实现从感知到理解的过渡，使立体图形的空间关系从抽象构想转化为实际可感的学习内容。

总而言之，信息技术赋能下的可视化教学，正深刻重塑着传统高中数学教学的知识呈现方式。教师运用技术将高度抽象的数学概念转化为动态视觉模型，这种转变直接搭建起从符号表征到学生心智图像之间的认知桥梁，学生的学习过程由此转向了对知识生成脉络的主动探索，而这也有助于引导学生洞察数学对象的内在结构，最终催生出以培育学生高阶思维为目标的全新教学范式。

参考文献

[1]陈勇志.信息化技术支持下的高中数学教学探究[J].数学之友,2024,38(21):85-86.

[2] 齐娟 . 学科育人视域下高中数学可视化教学的实践研究 -- 以“用信息技术探究点的轨迹 : 椭圆”为例 [J]. 中学数学月刊 ,2024,(06):14-17.