巧用信息技術(shù)手段架設(shè)高中數(shù)學課程與信息技術(shù)課程之間的橋梁

巧用信息技術(shù)手段，架設(shè)高中數(shù)學課程與信息技術(shù)課程之間的橋梁摘要：高中數(shù)學和信息技術(shù)是兩門獨立的學科，如何將信息技術(shù)融入數(shù)學教學一直是新課程改革關(guān)注的問題，本文通過教學實例探索并展示了如何和構(gòu)建這兩門課程之間的橋梁。中圖分類號：G434

文獻標識碼：A

論文編號：1674-2117（2021）03-0000-02人工智能的核心是算法，因此對算法人才的大量需求深刻地沖擊和改變著整個數(shù)學世界。未來信息技術(shù)的發(fā)展使數(shù)學整個課程變得更加現(xiàn)實，使數(shù)學模型思想發(fā)展達到了前所未有的水平。在信息技術(shù)的輔助下，數(shù)學家把頭腦中的“數(shù)學實驗”變成現(xiàn)實，對精深的數(shù)學概念、過程進行模擬。一道非常復(fù)雜的計算題、一個超乎想象的函數(shù)圖像、一道難解的方程，甚至是一個無從下筆的幾何圖形等，如果能找到合適的軟件工具或者算法，就能通過信息技術(shù)得到完美的解決。由此可見，信息技術(shù)的發(fā)展使得數(shù)學思想容易表達了，數(shù)學方法容易實現(xiàn)了，數(shù)學課堂更生動了，數(shù)學與現(xiàn)實的聯(lián)系更加緊密了。利用信息技術(shù)，教師可以把書本上的數(shù)學運用到現(xiàn)實中，學數(shù)學的目的就是應(yīng)用數(shù)學，而不是為了單一的考試和應(yīng)付升學。新課程的改革目標也開始向此方向努力，學以致用才是最終的學習目標。在眾多的數(shù)學應(yīng)用題中，尤其是統(tǒng)計學，經(jīng)常要進行數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)錄入，數(shù)據(jù)分析，給出分析方程并提供決策模型等，在整個過程中，學生利用信息技術(shù)，能更加深刻地理解數(shù)學知識，體會數(shù)學知識的完整性，增強自我研究的能力。如何做到高中信息技術(shù)和數(shù)學課程的有機整合，搭建好兩者之間的橋梁呢？下面筆者就通過幾個教學實例來闡述整合的方向、策略以及目標?！窭枚鄻踊亩嗝襟w軟件，為學生呈現(xiàn)更直觀的數(shù)學人類是感官動物，人的大腦對視覺信息的處理優(yōu)于對文本和數(shù)據(jù)的處理。所以，同樣的信息內(nèi)容，使用圖像方式來呈現(xiàn)可以幫助信息接收者快速了解。在常規(guī)課堂中，一般是引導(dǎo)學生學會用圖形、動畫等方式更加直觀生動地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析結(jié)果，揭示數(shù)據(jù)之間的關(guān)系、趨勢和規(guī)律等。在中學信息技術(shù)課堂中，可視化表達的方法有兩種選擇。1.幾何畫板在高中數(shù)學中的應(yīng)用實例1：在《橢圓》的教學過程中，利用幾何畫板制作點的軌跡形成過程的演示動畫，雙擊動畫，可將點的軌跡的形成過程形象地展現(xiàn)出來，進而創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學生的興趣，并直觀地呈現(xiàn)橢圓是滿足什么樣的規(guī)律的動點的集合，進而理解橢圓的概念。2.電子表格（Excel）在高中數(shù)學中的應(yīng)用實例2：比較y=2^x與y=x^100的增長快慢。在Excel中分別輸入如圖1所示的數(shù)據(jù)，其中B2中輸入=2^A2，C2中輸入=A2^100，如圖1。利用幾何畫板、Excel等軟件與高中數(shù)學結(jié)合，能直觀高效地給學生呈現(xiàn)幾何概念，讓學生既動腦思考又動手操作，充分發(fā)揮了學生在自主學習、主動探究等方面的優(yōu)勢。構(gòu)建多媒體環(huán)境下學生自主學習的方式，正是數(shù)學課程和信息技術(shù)整合所追求的目標。●利用計算機編程語言Python，實現(xiàn)數(shù)學課程中的算法數(shù)學中的算法多是解決數(shù)學中的問題，和計算、討論有關(guān)，學生在寫出算法后，只是知道了問題的解決方法，至于這個算法能否實現(xiàn)，學生沒有感性認識。在信息技術(shù)課堂教學中，融入適當?shù)臄?shù)學題目，這些題目的算法可以簡略帶過，因為數(shù)學課上已解決，然后通過上機編程來實現(xiàn)這些題目的算法，這將是一件非常有成就感的事情，會進一步激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣。這樣，既改變了學生對信息技術(shù)課不夠重視的態(tài)度，又能促進學生對數(shù)學算法的學習和吸收。實例3：有一段樓梯有10個臺階，規(guī)定每一步只能跨一級或者兩級，要登上第10級臺階有幾種不同的走法？拓展思考1：如果為n級臺階又有多少種走法？即求解f（n）。拓展思考2：求解f（n）/f（n-1）的近似值，當n=2，3…100時。這是一道簡單的應(yīng)用題，學生很容易運用列表法，通過觀察規(guī)律得到10級臺階的走法。筆者進一步引導(dǎo)學生思考當臺階數(shù)為n時，歸納出一般性的規(guī)律，模型是怎樣的？首先思考n規(guī)模很小的時候，可以通過觀察和列表得出，如果假設(shè)n變小，那么n一次性可以變小幾個呢？按照規(guī)則可以變小1或者2，如圖2所示，根據(jù)上圖2，歸納出一般模型f（n）=f（n-1）+f（n-2）。要解決第二個問題，就只能用計算機程序去實現(xiàn)求f（n），然后求f（n）/f（n-1）的比值，學生會發(fā)現(xiàn)，隨著n的增加，這個比值越來越接近f（n）/f（n-1）→0.618（黃金分割點），這就是斐波那契數(shù)列的一個至美之處。這也是利用程序設(shè)計驗證結(jié)果、發(fā)現(xiàn)問題的美妙之處。其簡短的Python程序代碼如圖3所示。總之，學生通過編程實現(xiàn)得到其近似結(jié)果，數(shù)學課和信息技術(shù)可以相輔相成，讓計算機成為實現(xiàn)數(shù)學實驗的一種工具，讓算法成為有軀干