刍议数学与信息技术的课程整合

刍议数学与信息技术的课程整合

彭泽二中   朱伟华
【内容摘要】信息技术与课程整合是现代教学发展的必然趋势。信息技术辅助教学为现代数学教学注入了新的活力。曾几何时，各种课型必用多媒体技术，以至于一时泛滥，很多教师为用而用，更有甚者一节课全用幻灯演示，学习的重难点如走马观花，与利用信息技术来辅助教学的本意相违。本文就运用信息技术优化数学课堂教学，以达到信息技术与数学教学实践整合提出了几点思考，从三个方面谈到自己实际应用中所遇到的几个问题，也在自己教学实践的探索中总结了几条信息技术与数学教学整合的策略。
【关键词】信息技术、课程整合、素质教育

提到信息技术,人们自然而然地联想到计算机。不错,网络计算机是信息技术的一个载体、一个操作平台。运用以网络计算机为核心的多媒体技术教学活动，正在成为我国现代课堂教学的发展趋势。多媒体教学备受青睐，公开课，评优课，观摩课等必须运用多媒体教学，否则就似乎缺少教学改革精神，就可能得不到好评。然而正是由于对信息技术与学科整合的不理解而造成的一哄而上，使教学中出现了一些令人忧虑的现象。我也曾观摩许多数学课堂教学，事实上有些多媒体的使用往往成了“幻灯机”和“电子黑板”的简单累加。教师成了机器操作员和画面讲解员,使用后的数学课件更是束之高阁。我自己也深有体会，为一堂公开课花几天时间精心制作的课件，用过后就放置一边，运用频率低，费时费力。针对这些情况，我就信息技术与数学教学的整合谈谈自己的三点看法。
一、整合是革新与继承，是承继性发展
新课标指出：数学课程的设计与实施应重视运用现代信息技术，特别要充分考虑计算器、计算机对数学学习内容和方式的影响，大力开发并向学生提供更为丰富的学习资源，把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力工具。由此可见，数学教学需要改革和创新，我们应该积极寻找信息技术和数学学科的整合点来优化课堂教学，转变学生的学习方式，提高学生的数学素养和信息素养。
一般地说，打破旧传统、实行革新，是积极的进步的。但优秀传统还是应该继承和发扬的。教学模式包括教学方法、技术手段等固然要革新，但更重要的是教学思想要更新。如果是思想观念陈旧，则无论运用多么先进的媒体和技术，恐怕也只能像是木乃伊披上现代化时装。在教学实践中,有些教师制作的数学课件，背景画面复杂，几何图形变幻莫测，按钮奇形怪状，并且使用大量的动画和音响。这些课件画蛇添足、喧宾夺主，分散了学生的注意力，冲淡了他们对学习重点、难点的关注。如一位教师教学生作长方体的直观图的作法时，整个过程都采用播放动画来示范。动画是好，但它会削弱学生对图形的直观图作法要点的注意力，其效果可能远不及教师在黑板上作图示范来得好。为什么呢？这就涉及到教师对利用信息技术教学的一个认识和观念问题了，信息技术为什么而用，如何成功运用之，还需要做深入地探讨。另一方面，一些成功的传统教法还应继承和发扬。比如：讲解，以往教师“满堂灌”，如今用了信息技术难道就可以忽视精彩讲解了吗？教师是主导，该直接告诉学生的就不要怕讲，而关键是讲多少、讲什么。总之，既要不断打破旧传统的束缚，又要结合现代科学技术传承优秀传统，二者并非水火不容，而是并行不悖的，是扬弃。
二、整合需要研究，更需要注重开发
近几年，在课堂教学中运用多媒体计算机辅助教学较为普遍。但多媒体辅助教学大多是教师单人单机操作，往往是以教师的演示为中心的教授式教学，在学习过程中学生一直处于被动接受状态，失去了与学生互动过程。这样的教学难以展现信息技术辅助教学深邃的内涵,其丰富的表现形式没有挖掘出来,学生仅仅停留在丰富新颖好看的媒体浅层上。信息技术与数学课程整合是一种有机的结合，是使学生在学习过程中真正的成为信息加工的主体和知识意义的主动建构者，而不仅仅是外部刺激的被动接受者和知识灌输的对象。所以对信息技术与数学课程的整合的研究非常重要。这种研究应用不是简单的把信息技术作为辅助教师的演示工具，而是实现信息技术与数学教学的融合，来促进数学教学方式的根本变革。
同时，教师自己制作课件不仅需要掌握专门的工具软件知识，还要花费大量的时间、精力和财力。而大多教师只学过用PowerPoint制作课件，对其他课件制作软件不了解，不会从中选择和整合使用，因而所制作的课件的实用性、交互性不够。 而开发一些交互式课件是非常必要的。当前的课件设计往往是教师和设计者采用个体式，作坊式操作，耗时多，规模小，效益低。这样的课件难以转化为日常的教学资源。再者就是大部分教师对计算机辅助教学知之甚少，不会分解出课件中有利于自己教学的“课件碎片”，进行加工整合，以至于校内课件开发时间长，运用频率低。所以开发一些交互式“课件碎片”的积件，具有刻不容缓的责任。这样,教师就能缩短上一节多媒体课的准备时间，提高课件的实用性。
三、整合只是手段，其真正目的是促进学生学习方法、学习策略转变
新课标的基本理念主要体现在关注学生的发展，其中把培养学生能够具有初步的创新精神和实践能力作为关注学生发展的重要目标。信息技术具有强大的信息加工能力，能在瞬间处理大量文字、图像、声音、动画等教学信息，使课堂教学突破时间和空间限制，提高了教学信息传递的质量、容量和速度，它的优点是显而易见的；而数学是一门抽象程度很高的学科。如果把信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力的工具，并致力于去改变学生的学习方式，使学生乐意而且有更多精力投入到现实探索性的数学活动中去，那么就可以在数学实践活动中化抽象为形象、化静为动，再现思维过程，丰富学生表象，促进学生对数学材料的理解，形成良好的空间观念等等。特别是那些具有互动性质的课件，让学生在动手的过程中了解知识、认识知识，从而构建知识体系，这对学生的学习方法、学习策略的转变无疑是有帮助的。把信息技术应用到数学教学过程中，使各种教学资源和数学教学内容相互融合，这就是整合。这种整合，如果运用恰当，既可以优化数学课堂教学，又可以促进学生转变，那么我们运用这种手段的目的就达到了。
我在教学中尝试运用信息技术辅助数学教学，除以上的种种困惑及思考外，我认为教师在这场改革中，更要认清自己所处的位置，明确自己肩负的责任，在教学中正确适时地应用信息技术，做教学改革的促进者。那么，又如何提高教师信息化素养，从而来提高课堂教学的服务质量，达到信息技术与数学教学更大程度上的整合呢？我认为有以下四点策略，仅供参考。
1、更新观念，强化素质。
信息技术在数学教学中的渗入对教师提出了新的挑战，教师的职能发生了深刻变化，由传统教育的“传道、授业、解惑”的主导者转化为学生学习活动的组织者与协调者、学生学习的引导者、学生中的首席。教师要改变教育观念，自觉顺应信息时代的需要，善于学习，勤于研究，勇于创新，不断提高自身素质。一方面，教师应冲出“以书本知识为本”的旧观念的束缚，深刻认识21世纪信息技术教育对传统教育带来的巨大冲击与挑战，树立“以学生发展为本”的教育新思想，积极学习新课改理论，树立正确的学习观、教学观、课程观。另一方面，教师要不断充实自己，不断提高自己的信息素养，掌握必要的计算机、网络操作知识和课件制作技术；要练就一双慧眼，能对网上信息进行选择和判断，以最快的速度搜罗自己需要的资料，要学会借鉴网上的名师教案、课件或科研成果，实现网上协同备课。华南师大曾做过一项权威性的问卷调查表明：学生在回答问题“跟平时相比，教师在用电脑上课时，你的注意力如何”时，有14.4%的人选“A.非常集中”，35.4%的人选“B.比较集中”,38.1%的人选“C.没什么两样”，而有12.1%的人选“D.我的注意力反而不能集中”。这说明用计算机辅助数学教学能使半数学生比平时更加集中精力，但同时也导致了12.1%的人注意力反而不能集中。究其原因，一是部分数学教师计算机水平不够高，导致在课堂上操作失误或课件设计中出现一些错误，影响了学生的注意力；另一方面是有些数学教师为了追求美观，在课件中设计了与教学内容无关的动画、声音或图片，干扰了学生的注意力。其实数学课件的设计不必片面追求华丽，这一点从学生回答“数学教师用电脑上课时，屏幕是否越漂亮越好”可以看出。选“A.对，越漂亮越好”的占30.7%,选“B.不，关键是能帮助我理解问题”的占45.7%,选“C.无所谓”的占18.8%,而选“D.其它”的占4.9%。在其它一项的回答中，绝大多数人要求课件的设计要“简洁，清晰，能帮助理解”。
2、把握重点，适度运用。
我认为，在高中数学中有如下四个方面的内容适合于进行多媒体教学：（1）函数图像问题，例如研究指数函数，对数函数的图像，对参数赋予不同的值就有不同的图像；（2）轨迹问题，如平面解析几何中有关圆、椭圆、双曲线、抛物线等问题；（3）空间图形问题，如截面问题，立体图的展开问题等；（4）对于一些比较复杂的图形或较难画出的图形可利用计算机作出来，也很有优势，例如，正、余弦函数的图像，圆的渐开线，等速螺线，欧拉公式的推导等。而对于可用可不用或根本就不适合用的内容，则没有必要强加使用计算机。例如，一堂课只是需要书写文字或公式，那就不如不用；又如讲授尺规作图时，如果用电脑演示则缺乏真实感，效果反而不好，倒不如直接在黑板上用直尺和圆规作图印象深刻；再如，用动画将一个容器中的液体倒入其它容器中探求两几何体的体积关系的方法，不如用实物演示直观可信。
调查表明，对于运用多媒体技术教学，高中生有70％以上的学生是喜欢的。54%的高中生认为“能帮助自己更好的思维，印象很深”。为什么呢？因为高中知识有较多抽象的内容，如立体几何中，一些空间图形的性质与关系较复杂。因此，有不少学生感觉数学内容过于严肃、枯燥，学习起来平淡无味，但是如果在展示问题时，适度运用课件，或把重点、难点的内容设置成醒目的颜色，或让“固定的”几何图形运动起来，提供丰富的感知信息，可以刺激学生的视觉和听觉，激起他们的学习兴趣，促进他们积极思考。如教学《圆柱、圆锥、圆台及它们的侧面积》一章时，可用《几何画板》制作分别以矩形的一边、直角三角形的直角边、直角梯形垂直于底边的腰所在的直线为旋转轴，其余各边旋转一周的动态过程，让学生观察这一过程以及这样旋转一周而成的面所围成的几何体，从中抽象出圆柱、圆锥、圆台的本质属性，形成概念。还可利用《几何画板》将几何体的切割、移动、重叠、翻转等形象生动地展示给学生，并辅之以必要的解说，帮助学生形成立体空间感。通过动画模拟，解除了传统教学中学生凭空想象、难以理解之苦，他们积极思维，寻找图形中的内在联系和进行公式推导的能力大为加强。 因此，在整合过程中要注意做到适度，把握重点。
3、挖掘资源，拓宽视野。
网络的广泛使用促使教学内容不再局限于书本知识。从目前绝大部分高中开设的研究性学习课程的实践表明，引导学生借助网络收集实际生活中的数学问题并进行研究，是学生最感兴趣的数学学习方式。如教学《统计表与统计图》时，引导学生上网收集近五年、十三年来的国民生产总值，每百人中电话、手机拥有量等数据，绘制统计表与统计图，学生不仅学到了统计表与统计图的绘制方法，而且形象直观地感受到改革开放取得的显著成就，体会到数学来自社会生产与生活、服务于社会生产与生活的道理。
另外，教材中的“阅读材料”也是可以使用信息技术的重点内容。阅读材料介绍了一些数学史和数学知识，这些内容注重数学与其他学科的渗透交融，不少是在数学下的问题。教师如果以这些内容为出发点，善于在网上收集数学应用范例、数学史料，开设第二课堂，借以扩大学生的知识面，激发学生学习兴趣，培养他们应用数学的意识，实在是贴切不过的。
4、自主探究，建构新知。
现代数学教学主张把学习的主动权交给学生，让学生在教师的监控和引导下自主探究中实现知识建构。教学中，我们要鼓励学生自主地操作、尝试、交流、讨论、质疑、解惑，把问的权利交给学生，把讲的机会让给学生，把做的过程放给学生，尽可能多地给予学生自主探究的时间和空间，彻底改变过去那种灌输注入式的教学模式。如在教学“三角函数图像”时，教师可以通过设置句柄控制三角函数图像，让学生上机操作,对于 自己输入不同的值，观察不同的 系数取值时，图像所发生的变化，探索系数对图像的影响，学生通过观察、讨论，在教师的点拨指导下，逐渐形成自己的知识体系，达到知识的重新建构。所以，整合要注意控制节奏，重视学生的思考与参与互动。
总之，信息技术与学科教学的整合势不可挡，我们只有迎难而上，不断探索、研究，注重实效，优化整合，更好地发挥信息技术辅助教学的优势，才能紧跟时代步伐，使素质教育真正落到实处。

【参考资料】
潘懋德主编：《计算机技术与中学数学教学》教育科学出版社
陶维林：《用几何画板教平面解析几何》清华大学出版社

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