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数学可视化:几何探究与思维生长的创新实践
常州市高中数学可视化教学展示活动纪实
发布时间:2025-05-18   点击:   来源:原创   作者:周奕

2025年5月15日下午,常州市高中数学可视化教学展示活动在我校成功举办。此次活动以“数学可视化”为核心主题,由常州市教育科学研究院主办,武进区洛阳高级中学、常州市张加红名教师工作室常州市吴莉娜名教师工作室共同承办,特邀常州五中张志勇、省常中吴莉娜两位老师现场指导,通过课堂实践、专家引领与总结展望三大环节,探索数学教学的创新路径。

一、课堂实践:问题驱动与可视化探索

课堂实践模块以“空间几何体的体积”为主题,由洛阳高中的冯齐菲老师和工作室成员、礼嘉高中的夏彬老师开设同题异构研究课。两位老师不约而同都以“猜想—验证—应用”为主线,在可视化技术支持下构建了探究式学习路径。

冯齐菲老师的课堂教学,围绕祖暅原理在柱锥台球体积推导中的应用逐层展开,从一摞书的探究实验到等高锥球柱体积公式的猜想发现,从可视化教学资源的具象呈现到体积公式的数理推验,既有(数学史)抖音视频的巧妙融入,也有柱体分割锥体的可视化视角的精彩呈现,还有半球与圆柱、圆锥体积间的动态关联,教学资源的充分开发挖掘,让整节数学课变得灵动鲜活、生动有趣。

夏彬老师的课堂教学,凸显化归的独特魅力,特别体现在从已知到未知的思维进阶、从直观到抽象的方法渗透上。如以正方体、长方体体积公式为认知起点,通过“一摞书改变摆放形状体积是否变化”的生活情境,引导学生归纳出祖暅原理(“幂势既同,则积不容异”),直观理解“等高几何体在等高处截面面积相等则体积相等”的核心规律。又借助割补法及祖暅原理推导锥体、台体体积公式,并借助几何结构特征来揭示它们的内在联系,让学生在“柱体分割为锥体”“锥体叠加为台体”的操作想象中,感受转化思想的魅力;对球体积公式的探究则深度融合数形结合思想,通过“以形助数、以数解形”的双向思维训练,提升学生的空间想象与逻辑推理能力。

二、专家引领:理论赋能与实践优化

(一)课堂点评:精准建议促提升

张志勇老师对两老师课前的精心准备和潜心研究给予了充分的肯定,特别是课堂设计的创新性,建议优化教学节奏,确保探究教学的流畅自然,因为教学逻辑顺序安排影响教学效果与认知。如锥体体积的探究可借助Geogebra软件进行可视化教学,帮助学生更直观的去突破难点,避免知识传授的突兀感;又球体体积公式推导作为课堂亮点,应合理把控时间分配,确保整体教学流程的流畅性。

吴莉娜老师则聚焦“学生主体参与”,提倡分层设问与即时反馈,通过可视化工具降低抽象概念门槛,激发探究热情。探究过程中需强化教师的引导艺术,通过分层设问、即时反馈等策略,充分激发学生的探究热情;突出教学重点的同时,还要思考教学内容的取舍和逻辑顺序的安排,应巧妙设计突破难点的可视化工具,降低抽象概念的理解门槛。

(二)专题报告:解构可视化教学范式

吴莉娜老师以“数学可视化:让思维在探索中拨节生长”为主题,提出“明道—优术—取势” 三维框架:数学思维层的明道,重在梳理教材逻辑,实现数学思维可视化;教学方法层的优术,则立足典型案例分析,构建“观察—猜想—验证—应用”的解题路径,实现解题过程可视化;而高考导向层的取势,则是结合高考真题,剖析数形结合在空间几何中的综合应用,让核心素养培养可视化。她特别强调,追求数学理解的课堂离不开教学设计的逻辑性、知识呈现的直观性、思维过程的外显化。

张志勇老师的报告“技术赋能·思维可见——高中数学可视化教学融合创新之路”,从两个数学可视化的教学案例的剖析入手,让老师们认识数学可视化教学的意蕴价值,他特别提醒生成式人工智能在几何方面的问题短板,恰是可视化教学的优势所在。在报告中,张老师从何为、如何、为何三个层面,阐述项目组在高中数学可视化教学方面的融合创新之路:首先,从数学可视化与数形结合的关联比较的视角,指出数形结合是一种思想方法,而可视化则是一种融合现代教育技术的数学教学新样态,是数形结合的进阶诠释;其次,从可视化的实践推进角度,阐述“看见不可见”的教学主张,通过具体案例凸显可视化教学从技术应用走向融合赋能的理路意蕴;再次,通过项目组在生成式人工智能的学科实践展示,提出“当教学资源唾手可得时,对于教育而言最重要的是什么?”,从而点明可视化的目标定位于平易近人的数学教育,从数学教学转向学科育人,重要的是行稳唯致远,构筑学生生命成长与学科之间的生动关联。

三、总结展望:凝聚共识,共绘教学新蓝图

常州市名师工作室领衔人张加红校长在总结中高度评价本次活动成果:两位老师的课堂教学将可视化理念融入日常教学,专家报告点明了数学可视化的意蕴价值和实践路径。她呼吁老师们以可视化教学为支点,持续探索教学新路径,在融合集体智慧推动创新的过程中,助力数学教育高质量发展。

本次活动以“可视化”为纽带,为教师拓宽教学视野,点燃创新热情,更为学生思维生长开辟新路径。未来,我校数学组每一位教师在校领导为我们创设的各界专家引领下,深耕教学、携手同行,以务实态度与饱满热情,共同绘就数学教育的宏伟蓝图。  

独行者速,众行者远。每一次研讨都是智慧的碰撞与成长的基石,洛高数学教育教学的新篇章,正于此悄然书写。  


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