计算机技术在中职数学函数教学中的应用研究.pdf

数学探究SHUXUE TANJIU 教师TEACHER 0482023 年 11 月Nov.2023一、引言随着科学技术的发展，在教学中引用先进科学技术已经成为新的发展趋势，当前绝大部分教师已经认识到了先进科学技术对教学的辅助作用，并在教学中积极应用计算机技术、大数据技术、人工智能技术等。随着时代的发展和学生心理的变化，传统的教学方式已经无法满足当代学生的学习需求，且不利于提升教学效率、实现减负增效目标和推动我国素质教育发展。多项教学实践研究表明，在教学中引入科学技术，可以有效提升教学过程的趣味性和激发学生的学习兴趣，所以教师应该积极应用计算机技术等先进科学技术，为学生创造科技化、智能化的学习环境，一方面在潜移默化中提升学生的信息化素养，另一方面减轻学生的学习负担，引导学生爱上学习，提升学生参与学习的积极性。二、计算机技术在中职数学函数教学中的应用意义（一）激发学生的学习兴趣在中职数学函数教学中应用计算机技术，有利于激发学生的学习兴趣。1一方面，中职学生处于青春期，具有好奇心强、对新事物接受程度高的心理特点，教师在函数教学中应用计算机技术，可以颠覆学生的传统学习体验，让学生耳目一新，从而调动学生的好奇心和求知欲，让学生在情感内驱力的驱使下较长时间集中注意力并以比较饱满的精神状态投身函数学习；另一方面，教师利用计算机技术设计可视化的函数教学课堂，帮助学生将抽象的函数解析式和具体的函数图像相对应，教师利用几何画板、GeoGebra 等为学生演示函数图像的变化过程，学生在此过程中可直观地感受函数解析式中各项系数对函数图像的影响，可以被有趣的函数知识所吸引，学习兴趣更加浓厚，学习效率显著提升。2（二）降低学生的学习难度在中职数学函数教学中应用计算机技术，有利于降低学生的学习难度。3相比于普通高中的学生，中职学生的平均学习能力较低，部分中职学生因此对自身学习能力产生怀疑，缺乏一定的学习信心，针对中职学生的这一心理特点，教师应该将激发学生的学习兴趣、培养学生的学习信心和帮助学生掌握正确的学习方法作为重要教学任务，即教师需要降低学生的学习难度来增强学生的信心。教师在函数教学中应用计算机技术，可以帮助学生将抽象的函数知识转化为具体的函数图像或函数图像变化过程，例如，教师在讲解二次函数图像的特点时，教师利用几何画板为学生展示多个二次函数图像，要求学生分析、比较不同函数图像之间的异同点，通过研究不同函数之间的共同点，得出二次函数图像的基本特点，通过研究不同函数之间的不同点，推测影响二次函数图像的具体因素。在此过程中，学生通过小组讨论或独立分析得出结论，可将函数相关理论知识记忆得更加深刻，可对函数图像的形成和变化规律有更透彻的理解。（三）提升教学效率和效果在中职函数教学中应用计算机技术，有利于提升教学效率和效果。一方面，教师可以利用计算机技术简化教学步骤，例如教师在开展函数教学时，应该指导学生利用“列表描点连线”的方式画出函数图像并通过分析多个函数图像之间的关系来分析函数图像特点，然计算机技术在中职数学函数教学中的应用研究汤琳瑜摘 要：文章以计算机技术在中职数学函数教学中的应用策略为研究主题，首先分析了计算机技术在中职数学函数教学中的应用意义，然后分析了计算机技术在中职函数教学中的应用现状，最后针对现状提出制作课前预习微课教学视频、创设更具沉浸性的教学情境、应用可视化工具降低理解难度、融合专业素材优化教学内容等几点应用策略，并结合高等教育出版社和教材发展研究所组编的“十四五”职业教育国家规划教材数学基础模块（上册）的相关内容给出教学案例，以期为中职数学教师提供参考。作者简介：汤琳瑜（1997），女，江苏吴江人，助理讲师，本科，研究方向：中高职数学教学，对口单招数学教学。中图分类号：G633.6 文献标识码：A 收稿日期：2023-07-04 文章编号：1674-120X（2023）32-0048-03关键词：计算机技术；中职；函数教学；教学策略（江苏省苏州丝绸中等专业学校，江苏苏州215200）数学探究0492023 年 11 月而绘制函数的过程是比较耗时的，以二次函数为例，学生利用“五点绘图法”时，绘制一个二次函数图像大概需要 35 分钟，如果令学生逐个画出所需要的函数图像，教学效率则会很低。教师可以先要求学生画出 12个简单的函数图像，帮助学生掌握绘图相关知识，然后利用几何画板、GeoGebra 等直接生成函数图像，并将函数图像提供给学生作为研究素材，这样能够有效提升教学效率。另一方面，教师可以利用计算机技术指导学生课前预习和课后复习，例如教师制作课前预习微课教学视频并上传至视频共享平台，指导学生高质量、高效率完成课前预习，从而详略得当地安排教学内容，即略讲学生在预习中已经掌握的内容，精讲学生在预习中感到疑惑的内容和重点、难点内容，进而提升教学的针对性，提升教学效率。4三、在中职数学函数教学中应用计算机技术面临的困境（一）应用计算机技术的意识不够强当前，部分教师应用计算机技术的意识不够强，一方面，小部分教师没有认识到计算机技术对提升中职数学教学效率的意义，从而在教学过程中缺乏应用计算机技术的主动性；另一方面，部分教师信息化素养不够高，应用计算机的水平比较低，很少在教学过程中创新计算机应用场景。部分教师应用计算机技术的意识不够强，导致函数教学过程缺乏先进科学技术的参与，这可能导致教学过程无法达到学生的心理预期和学习需求，不利于提升学生的学习积极性和教学效率。（二）应用计算机技术的方式不合理当前，很多教师已经具备在函数教学中应用计算机技术的意识，然而存在应用计算机技术方式不合理的问题，主要体现在以下两个方面，一是部分教师应用计算机技术的深度有待加深，例如教师将计算机技术片面理解为利用教学课件开展教学，在教学过程中利用教学课件代替板书，这虽然在一定程度上提升了教学效率，但教学效果还有进一步提升的空间；二是部分教师存在计算机技术利用不适度的问题，主要表现为忽略教学内容和教学目标而广泛应用计算机技术，这一方面会导致计算机技术吸引了学生比较多的注意力，存在教学效率降低的可能性；另一方面会导致计算机技术没有充分发挥促进教学、辅助教学的作用，存在教学资源应用不合理的问题。（三）函数教学的趣味性仍然有待提升当前，部分教师在开展函数教学时能合理应用计算机技术，关注如何利用计算机技术提升函数知识的直观性和提升教学效率，但却忽略了利用计算机技术教学的优势来提升教学趣味性和打造氛围轻松的课堂，这意味着函数教学趣味性仍然有待提升，学生的学习兴趣尚未被完全调动起来。教师应该了解中职学生的心理特点和学习需求，利用计算机技术提升教学趣味性，调动学生的学习积极性，以实现“教师主导，学生配合”的教学，提升教学效率。四、计算机技术在中职数学函数教学中的应用策略（一）制作课前预习微课教学视频为了提升课堂教学效率，教师通常要求学生课前利用教材展开预习，然而学生预习效果不佳，主要原因在于以下两方面，一是部分学生学习主动性不强，由于预习任务缺乏可量化的评价指标，所以学生将“预习任务”视为“没有任务”；二是部分学生学习能力欠佳，虽然认真完成教师布置的预习任务，但却无法识别预习重点和确定预习目标，导致预习效果不好。针对上述问题，教师可以利用计算机技术来改善，即教师制作课前预习微课教学视频，将教学视频上传至视频共享平台，利用后台数据判断学生的预习质量，要求学生以发表评论、发弹幕或发私信等多种方式提出问题，帮助教师了解学生的学习困惑。例如教师在开展“3.2函数的表示方法”的教学时，教师首先明确该章节的教学目标，该章节的教学目标为帮助学生了解函数的三种表示方法并能根据具体情景选择恰当的函数表示方法、掌握“描点法”这一函数图像绘制方法、通过学习函数表示方法提升学生的观察能力和数学思维能力；然后明确该章节的教学重难点，即利用“描点法”绘制函数图像；最后教师根据上述内容制作微课教学视频，教师可以制作三个微课教学视频，第一个微课教学视频命名为“函数表示方式”，教师通过为学生出示案例的方式展示各类函数表达方式；第二个微课教学视频命名为“绘制函数图像的方法”，教师为学生细致讲解函数图像绘制方法的背后逻辑和利用常用绘图软件绘制函数图像的方法；第三个微课教学视频命名为“函数三种表达方式的优缺点”，教师为学生展示同一函数的三种表达方式，要求学生独立思考不同函数表达方式的特点并联想不同函数表达方式的应用场景，并说明将在课上提问学生。（二）创设更具沉浸性的教学情境教学情境是指教师在教学过程中创设的情境，包括学生所处的物理环境和引导学生形成的心理环境，教师利用计算机技术创设更具沉浸性和感染力的教学情境，可以有效激发学生的学习积极性，从而引导学生积极配合教师开展各项教学工作，提升教学效率。在传统的教学过程中，教师通常利用言语讲解的方式创设教学情境，该方式一方面对教师个人能力的要求比较强，如果教师言语表达能力不强，则教学情境的感染力不足；另一方面由于语言内涵比较丰富，教师难以保证学生对教学情境的理解与预期目标完全一致。针对这一问题，教师可以利用计算机技术创设教学情境，综合利用文字、图片、视频、音乐和动画等多种素材，为学生提供视觉、听觉等多种感官体验。例如教师在开展“3.3.1函数的单调性”的教学时，教师为了激发学生的学习积极性和启发学生思维，可以创设以下问题情境，教师利用教学课件数学探究0502023 年 11 月为学生展示沙漠某天的气温变化趋势，要求学生利用自己的语言描述沙漠气温变化情况并思考以下问题：如果自己是沙漠中的研究人员，现需要将研究内容传递到沙漠之外，如何用尽量少的文字描述沙漠一天内的气温变化情况。学生在此过程中观察、分析和阐述沙漠气温变化并绘制折线图，在潜移默化中形成了与函数单调性有关的感性体验，教师引导学生逐渐缩短描述沙漠气温变化情况的字符数，从“00:00 到 06:00，沙漠气温一直降低”到“00:0006:00，沙漠气温随着时间推进而逐渐降低”，再到“0 t 6 时，T 随 t 的增大而减小”，最后待学生进一步了解函数单调性知识后，利用“T（t）0（0 t 6）”来表示该结论。（三）应用可视化工具降低理解难度在中职数学函数教学中，学生的学习难点主要在理解函数解析式和函数图像之间的关系，很多学生由于抽象思维和自主学习能力不强，不能很好理解函数图像如何随着函数解析式的变化而发生变化。针对这一问题，教师可以应用几何画板、GeoGebra、MATLAB 等可视化工具降低学生的理解难度。以 GeoGebra 为例，教师在开展“3.3.2函数的奇偶性”的教学时，教师首先制作教学课件为学生展示轴对称图形和中心对称图形，唤起学生对轴对称和中心对称这两个数学概念的印象，引导学生总结轴对称图形和中心对称图像的异同点；然后教师利用GeoGebra为学生绘制y=x2这一函数的图像，提问学生该函数图像是轴对称图形还是中心对称图像，如果是轴对称图像，则要求学生找出对称轴，如果是中心对称图像，则要求学生找出对称点。由于学生已经具备了区分轴对称图像和中心对称图形的能力，所以其可以很快回答出函数图像为轴对称图像并找出该图像的对称轴为 y 轴。教师在二次函数图像上随便找到一点记为A，关于 y 轴对称得到同样在函数图像上的点 A，要求学生分析 A 和 A坐标之间的关系，得出两点横坐标互为相反数，纵坐标相同的结论。教师利用 GeoGebra为学生绘制 y=x3这一三次函数的图像，提问学生同样的问题，引导学生认识到该函数图像为中心对称图形，中心对称点为原点，在函数图像上任选一点记为 B，关于原点对称得到同样在函数图像上的点 B，B 和 B的横坐标和纵坐标都为相反数。最后教师告知学生二次函数为典型的偶函数，三次函数为典型的奇函数，要求学生总结偶函数和奇函数的定义，通过前面的一系列铺垫，学生可以很轻松地总结出奇函数和偶函数的特点。教师为学生提供多种函数，利用 GeoGebra 绘制函数图像，要求学生通过观察函数图像判断该函数为奇函数还是偶函数，可检验学生学习效果并帮助学生巩固所学知识。5（四）融合专业素材优化教学内容教师应该认识到职业教育的特点，在利用计算机技术开展函数教学时，融合专业素材以优化教学内容，实现专业课程教学和数学教学的深度融合。以汽修类专业为例，在开展“4.6正弦函数的图像和形式”时，教师以汽车转速传感器作为素材案例引入教学内容，在学生把握相关专业知识和原理方法的基础上设置问题情境，引导学生利用教师提供的素材分析车轮转速与角速度以及旋转频率的关系。为了帮助学生更直观感受车轮转速与角速度以及旋转频率之间的关系，教师可以制作车轮转动动画和函数图像，实现数学知识和专业知识之间的衔接和跨越。需要注意的是，教师在融合专业素材优化教学内容时，应该避免本末倒置，即始终将数学知识学习作为教学目标，一方面，教师应在课前导学阶段需要为学生讲解汽车常见传感器和引导学生利用几何画板探究自变量参数 x 对函数 y=sinx 波形的影响，帮助学生提前储备相关基础知识，避免学生承担过大的学习压力；另一方面，教师应该兼顾理论知识和实践知识的讲解，即教师在为学生讲解汽车常见的传感器时，可以适当为学生讲解传感器的重要性和应用领域，让学生了解数学知识在防抱死系统中的应用，帮助学生认识到数学学习的重要性，从而激发学生的学习积极性。6五、结语教师在中职数学函数教学中应用计算机技术，具有激发学生的学习兴趣、降低学生的学习难度、有效增加教学内容量的重要意义，然而当前中职数学函数教学应用计算机技术存在教师应用意识不强、应用方式不合理和教学趣味性有待提升的问题。针对上述问题，教师应该深入了解计算机技术，挖掘可用于函数教学的计算机技术并利用计算机技术提升教学趣味性，兼顾数学学习的严谨性和中职教学的专业性特点，为中职学生提供高质量的函数教学，助力学生提升数学能力、实现高质量发展。参考文献：1 刘艳苗.数学函数在中职教学中的方法探究 J.数理天地（高中版），2022（16）：52-54.2 葛 辉.中职数学核心素养落实途径和策略以指数函数的教学设计为例 J.数学大世界（上旬），2022（5）：56-58.3 张 红.计算机技术在中职数学函数教学中的应用J.文理导航（中旬），2020（2）：12，19.4 李 祥.计算机多媒体技术在中职数学教学中的应用 J.计算机产品与流通，2020（5）：217.5 王荣亮.基于 GeoGebra 的中职数学教学可视化设计以函数章节为例 J.内江科技，2022，43（8）：56-57，107.6 林 毅.融合专业素材的中职正弦函数教学优化 J.福建教育学院学报，2022，23（9）：33-34.