浅析GGB助力初中生数学核心素养培养的实践与思考

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李尤新

百色市右江区第五初级中学533000

摘要

本文系统探讨了动态数学软件 GeoGebra(简称 GGB)在培养初中生数学核心素养中的重要作用。通过剖析 GGB 的功能特性,结合二次函数、最短路径等典型教学案例,深入阐述其在提升学生几何直观、空间观念、模型观念及抽象能力等核心素养方面的实践路径。同时,针对应用过程中存在的软件普及不足、过度依赖等问题,提出针对性的解决策略,以期为数学教学改革提供参考。


关键词

GGB;初中生;数学核心素养;培养

正文


一、引言

初中数学核心素养的培育是当前教育的重要目标。GGB 作为一种动态数学软件,能在这一过程中发挥积极作用。运用GGB,充分发挥它的特点与优势并结合其它教学方法,对培养学生的核心素养具有重要的应用价值。但是要实现其最佳效果,需要教师不断探索和创新,结合教学实际情况进行有效的应用,努力做到“该用才用,用了有用”。

 

二、GGB 的特点及其对初中生数学核心素养培养的重要性

    随着数学教育改革的推进,初中生数学核心素养的培育已成为教学的核心目标。GGB作为集几何绘图、函数模拟、动态演示于一体的交互式数学软件,能够将抽象的数学概念转化为可视化动态模型,为核心素养培养提供了创新路径。然而,如何将 GGB 的技术优势与教学实际深度融合,实现 “精准赋能、高效应用”,仍需教育工作者持续探索与实践。

三、GGB 在初中数学教学中的应用实践

(一)利用 GGB 进行动态演示实现可视化教学

案例:二次函数的图像与性质探究

二次函数的参数变化与图像形态的关联是教学难点。传统教学中,教师通过列表描点绘制图像,难以直观展现参数a、b、c对抛物线开口方向、对称轴、顶点位置的动态影响。

设计意图:突破传统教学中静态图像的局限性,通过动态演示揭示函数性质的本质规律。

技术分析:在 GGB 输入区输入函数解析式y=ax2+bx+c

,利用滑动条控制a、b、c的数值变化,实时生成对应图像。学生可观察到:

a决定开口方向与宽窄,b影响对称轴位置,c控制与y轴交点。

案例点评:动态演示将抽象的代数关系转化为直观的图像变化,学生通过观察 “数” 与 “形” 的联动,深化了对函数模型的理解,有效培养了模型观念与几何直观能力

(二)开展基于 GGB 的探究式学习活动

案例 最短路径之“将军饮马”问题[2]

在解决两线段和最短问题时,传统教学难以动态呈现线段长度与位置变化的关系。设计意图:通过交互式操作,引导学生自主发现几何最值问题的内在规律。

技术分析:在 GGB 中构建河岸直线、定点A、B及动点P,利用滑动条控制P

点移动,同步显示AP+BP的数值变化。学生可直观观察到当A、P、B三点共线时,线段和取得最小值。

操作要点:结合轴对称变换,将问题转化为 “两点之间线段最短” 的基本模型,强化学生的转化思想。

案例点评:学生在探究过程中经历 “操作 — 观察 — 猜想 — 验证” 的完整思维链条,不仅掌握了几何最值问题的解法,更提升了抽象能力与逻辑推理素养。 案例:最短路径之 “将军饮马” 问题

(三)引导学生运用 GGB 进行数学实验

案例顺流逆流问题

    行程问题中速度公式 “顺流速度 = 船速 + 水速,逆流速度 = 船速 - 水速” 较为抽象,学生难以理解速度合成的动态过程。

设计意图:通过模拟航行场景,帮助学生直观理解速度合成原理。

技术分析:在 GGB 中设置船速、水速滑动条,创建船只航行的动态路径,实时显示合速度数值与航行轨迹。学生可通过改变参数,观察船只顺流加速、逆流减速的实际效果。

案例点评:数学实验将物理情境与数学模型相结合,学生在操作中深化了对公式的理解,培养了应用意识与模型观念。

(四)利用GGB构建模型

案例 行程问题中的环形跑道问题

环形跑道的同向追及与相向相遇问题涉及复杂的行程关系,传统教学依赖文字描述与静态示意图,学生理解困难。

设计意图:通过动态模拟运动过程,揭示行程问题的数量关系与几何特征。

技术分析:在 GGB 中创建环形跑道,设置甲乙两人的初始位置、速度参数,利用动画功能演示运动过程。学生可观察到:同向追及时,快者每次追上慢者需多跑一圈;相向相遇时,两人路程和等于跑道周长。

案例点评:动态模型将抽象的行程问题转化为直观的几何运动,学生通过分析运动轨迹与数量关系,提升了几何直观与模型构建能力。

四、GGB 应用中面临的挑战对策及注意事项

(一)面临的挑战与对策

1.普及程度不足GGB 在我国教育领域推广时间较短,教师培训体系尚未完善,导致部分教师对软件功能掌握不熟练。

对策:构建 “多元学习网络”,包括组织校内工作坊、推荐优质线上课程(如 GGB 官方教程)、鼓励教师研读《GeoGebra 与数学实验》等专业书籍,并通过区域教研活动分享实践经验。

2.应用深度有限:部分教师仅将 GGB 作为简单的演示工具,未能充分发挥其交互性与探究性功能。

对策:开展专题培训,聚焦 GGB 在探究式学习、数学实验等场景的深度应用;鼓励教师参与跨校协作,共同开发优质教学案例。

(二)注意事项

1.避免过度依赖GGB 仅是教学辅助工具,需根据教学目标合理选择使用时机。对于简单概念或逻辑清晰的知识点,可采用传统讲授法;对于抽象复杂的内容,再借助 GGB 突破难点。

2.强化融合创新:将 GGB 与项目式学习、小组合作等教学模式相结合,设计 软件操作 + 问题探究 + 成果展示的完整学习链条,实现技术与教学的深度融合。

五、结论

GeoGebra 为初中生数学核心素养培养提供了创新载体,其动态可视化、交互探究性等特性能够有效提升学生的几何直观、模型观念等关键能力。在实践中,教师需以教学目标为导向,克服应用挑战,创新融合方式,真正实现 “技术赋能教学,素养落地课堂”,为数学教育高质量发展注入新动能。

 

参考文献

 [1]赵胜男,GeoGebra在初中几何教学中的应用研究,哈尔滨师范大学,2022.5

[2]邓珍珍. GeoGebra 辅助初中数学教学的实践研究,合肥师范学院, 2018.2

 

 

    本文是广西教育科学“十四五”规划2023年度广西教育信息化教学应用实践共同体专项课题一般课题立项课题:信息技术赋能·核心素养落地:老区数学教师专业发展促教育质量提升的实践研究(2023ZJY592)部分成果。


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