图形计算器加快数学教学的步伐

2022-09-11

一、概述

在国家中长期教育改革和发展规划纲要中提到, 信息技术对教育发展具有革命性影响, 必修予以高度重视。信息技术应用, 要提高教师应用信息技术水平, 更新教学观念, 改进教学方法, 提高教学效果, 鼓励学生利用信息技术手段自主学习, 主动探索。在普通高中数学课程标准中也提到, 信息技术正在对数学教学产生深远的影响, 信息技术解决教学中难以呈现的课程内容, 加强数学教学与信息技术的结合, 鼓励学生运用模型和软件等进行探索和发现。

在数学课堂教学实践中, 几何画板, Mathematica, 超级画板等数学软件为教学和研究带来了很多方便, 尤其是图形计算器, 提供了一种直观教学的手段和一个实验研究的环境, 许多数学概念是可以用数字、图形和符号的方式来表示的, 一些数学问题也可以用以上三种方式加以解决。

在这个基于图形计算器的学习平台上, 教师的教可以更多地借助于便捷的计算、直观的图形和仿真的模拟, 引导学生进行数学的实验和探究, 帮助学生发现数学的结论和理解数学的本质, 并进行更加广泛的数学实践和应用。同时, 学生有更好的条件采用自主学习方式, 通过“动手实践、自主探索、发现创新”等方式获得更具个性的知识与能力。

二、作用

利用图形计算器, 教师可以随时随地指导学生学数学, 学生可以随时随地进行数学的实验、探索和研究。也就是说, 图形计算器使学生拥有了一个“移动的数学实验室”, 学生不仅能在课堂上用图形计算器学习数学, 而且可以携带图形计算器, 随时随地用来研究、解决数学问题, 可以在课外继续进行自身的体验、探究和实践, 因而有一个充分发挥自主性和创造力的空间。

图形计算器具有高中数学教学中常用的数值运算、数据处理和动态图像处理的功能, 具体包括至少17种功能 (并以中文菜单显示) , 有常规计算 (能进行过2、8、10、16四种进制转换运算, 可进行长度、面积、体积、时间、温度、速度、质量、力、压力、功、功率等单位转换计算) 、概率/统计、电子教案、数据表格、图像/表格、动态图、矩阵计算、数列/递归、二次方程作图、方程 (组) 求解、简单程序编制、金融、传感器、几何、数学探究 (可对一组连续动态的图片 (动画) 进行描点, 生成数值表格, 进行回归分析, 画出拟合图形) 、单位换算、理化, 全面覆盖高中数学教材, 强大功能满足各种数学需求。

图形计算器在使用上也体现了人性化的地方, 首先同步投影, 可以实现教师授课内容的即时投影, 让教学更高效, 学生也能自主展示探索结果;其次可以实现闪存式文件存储, 即插即用;最后在数据的采集上也有很强的优势, 在实验中, 可以通过与数据采集器及其探头连接, 轻松获得实验数据。

实例:在四川外国语学校附中的一堂《两个变量的线性回归分析》教学中, 我充分领悟到图形计算器在课堂中体现的美。本节课由同学们利用图形计算器亲自输入两组温度与奶茶的销量数据, 图形计算器立即得到如下散点图 (表1) 。

直观发现这两组数据的关系是正相关, 并且图形计算器可以帮助我们模拟一条直线, 使得这些点分布在这条直线的附近, 而我们又可以借助图形计算器计算出这条直线的线性回归系数, 从而得到回归方程, 当我们有了这个回归方程, 输入一个变量 (温度) 的值, 我们就可以得到另一个变量 (奶茶的销量) 的值。在此过程中, 大家感悟最深的是图形计算器给出散点图后立即模拟出的直线, 这条直线可以直观的告诉我们温度与奶茶的相关关系, 这是传统教学所不及的。在接下来的学习中, 同学们又共同研究了腐蚀的深度与腐蚀的时间之间的关系, 年龄与身高的关系, 以及中学校园里流行的“数学成绩好, 物理成绩也好”的这个问题。

从某种程度上来讲, 颠覆了我们传统教学的局限性, 传统教学一般本节学习均需大量计算, 一节课下来感觉常常在计算中度过, 往往没有抓住我们研究数据的方向, 而图形计算器却可以帮助我们快速而直观的研究实际生活中的变量, 极大地丰富了学习数学的方式, 为现行数学课程所涉及的主要领域充足有力地提供了所需技术方面的支持, 提高了学生学习数学的兴趣!

在现代教学中, 与时俱进的教学方式会取得更好的教学效果, 以现代技术实现创新数学教学、研究的独特方法, 兼有多媒体教室及传统数学教室的功能, 为学生提供实践探索、自主学习的平台, 完全符合教育部颁布的《高中理科教学仪器配备标准》要求, 满足新课改及新教材必修、必配的需求, 并通过与物理、化学、生物相关的探头实现数、理、化的学科交叉教学。图形计算器可以全面刺激学生的思维, 让现代科技成为学生学习的强有力工具, 快速的推动教学与科研的步伐, 引领学生学习新时代潮流。

摘要：在数学课堂教学中, 图形计算器提供了一种直观教学的手段和一个实验研究的环境, 许多数学概念是可以用数字、图形和符号的方式来表示的, 一些数学问题也可以用以上三种方式加以解决。

关键词：图形计算器,直观,数学实验和探究