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高中数学课堂有效教学创新策略研究
Research on Innovative Strategies for Effective Teaching in High School Mathematics Classroom

我国对于可视化的研究大部分是可视化在计算机软件及计算机应用、自动化
技术、临床医学、生物学等学科领域的应用研究。
可视化在我国数学教育领域内的研究，主要是数学可视化软件应用于高等

数学中的研究，其中涉及最多的软件有三种，分别是 Matlab、Mathematica、
Maple。如 2003 年，张志强、姚海元在《一元微积分的可视化设计》一文中针
对一元微积分，通过 Mathematica 软件设计出了用来可视化教学的课件，并指出
这些可视化的课件能够开阔学生的视野，提高学生的学习兴趣和创新能力。2006

年，李世贵在《可视化教学与数学能力培养》一文中对高等数学中借助数学软件
Mathematica 和 Maple 进行可视化教学研究。2011 年，刘艳兰在《基于 MatLab
环境的高等数学可视化》一文中将高等数学和 Matlab 结合起来，动态演示抽象

问题，实现了 Taylor 公式、函数极限定义、曲面及空间曲线的可视化。2019 年，
许超、童新安在《基于 Maple 的高等数学动态可视化辅助教学研究》一文中利用
Maple 对高等数学中的一些内容进行动态的可视化演示，并列举了一些 Maple 在
教学中的应用实例，同时给出了其对应的程序代码。此外，还有刘艳芹、孔祥强、
王洁、马小霞等人也对数学可视化软件应用于高等数学进行了相关研究。

可视化在中学数学教育方面的研究相对较少。通过查阅文献，最早的研究是
崔丽萍学者在 2006 年发表的《数学可视化教学及其若干范例》，文中界定了数
学可视化的概念，探讨了可视化教学的意义、特点和功能，并给出了算术、代数、

几何、统计、微积分等方面的若干范例，所涉及的范围比较大，不仅有高中的，
还有初中的、大学的。另外，2010 年唐慧荣在《中学数学可视化教学研究》一
文中借鉴认知负荷理论，提出了数学可视化教学的五大设计原则，并通过线性规
划可视化教学的实验研究和一次函数可视化教学的个案研究得出：可视化教学能
够降低学生学习数学的认知负荷，提高学习效果。2016 年，杨坤发表了《高中

代数可视化的教学研究与实践》，文中给出了可视化的定义、可视化教学的概念
及理论基础、可视化教学的优点，并针对当前高中代数中教与学存在的问题，利
用 Visual Basic 软件对高中代数可视化进行了系统的开发，为以后高中代数进行

可视化教学提供了参考依据。
近几年来，可视化在小学数学中的研究也相应增多。例如，2017 年王英发
表了《思维可视化：让数学学习真正发生》，她认为在小学数学教学中，思维可
视化能够使隐性思维显性化、零散知识系统化、解题策略更优化、解题规律模式化。

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