浅谈中学数学课程教材与信息技术整合

浅谈中学数学课程教材与信息技术整合

浅谈中学数学课程教材与信息技术整合

兰州十一中  数学组  何惠萍（邮编：730030）

    摘要：信息技术的发展对数学的学习内容、学习方式及教学方式等产生了深刻影响。在数学课程中使用信息技术，应当贯彻“必要性”“平衡性”“广泛性”“实践性”“实用性”原则。整合的最终目标是通过信息技术在课堂教学中的使用而改变数学课堂教学结构，从而实现数学学习方式的转变。教师应发挥信息技术的力量，通过提供“多元联系表示”的学习环境，引导学生开展“数学实验”等，实现对数学知识意义的主动建构。
关键词：数学课程教材；结合点；互动；创新研究；信息技术；整合；平衡；多元联系表示

    随着多媒体技术为核心的信息技术的不断发展，以信息化推动教育现代化已经不再是一句口号，信息技术已被广泛应用到学科教学中去，对教师教学方式的改变、学生学习方式的改变，提高课堂教学效果，起到了有力的促进作用。事实上很多老师只是在对外公开课的教学中使用，在常态的课堂教学中很少用甚至不用。多数老师仅仅把现代教育手段用作电子黑板，给人以高投入低产出的感觉。为了加速数学教育改革的步伐，大力推进信息技术在数学教学中的普遍应用，并探索信息技术在改进学生数学学习方式和教师数学教学方式、培养学生创新精神和实践能力上的作用和途径以及在信息技术环境下的教师成长、学校建设和发展等的途径。      
一、探求信息技术与数学教学的最佳结合点
高新技术的发展和应用，使现代数学以技术化的方式迅速渗透到了人们的日常生活中。实践告诉我们，信息技术作为一种辅助教学手段，必须与传统教学的优势、数学课程的资源有机地整合起来，寻找出信息技术与数学教学的最佳结合点，教师、学生和现代信息技术环境才能和谐互动，教师才能愿用、乐用，用多、用好，充分发挥现代信息技术的优势。
    （一）．信息技术与教学难点相结合
　　1． 数学科学的另一特点是逻辑性强，抽象思维要求高，尤其是涉及三维空间问题，动态过程问题、复杂计算问题等，传统教学手段由于以静态为主，很难在课堂上利用黑板将这种复杂的情景展示出来，更不用说借助情景来分析。正是因为抽象的情景不能得到直观、有效的展示和分析，就进一步增加了学生理解和掌握的难度，为此长期成为教学中的难点。以网络技术和多媒体技术为核心的信息技术，恰恰在这一方面具有独到的优势，它能使这些复杂的问题转化为直观、形象、生动的感性情景，这样大大降低了学生理解和教师教学的难度。运用建构主义思想进行教学设计，通过课堂教学中学生、教师和媒体的互动，内化为学生自己的知识，使得教学难点得以化解。
　　2． 以数学教学为例，几何画板是数学教师最喜欢使用的教学软件，它操作简单，功能丰富，动感十足，能够满足数学教学中化抽象为形象直观的要求。教学实践中通过信息技术课的辅助教学，在学生初步掌握几何画板功能的基础上，开展数学实验研究，通过学生自主建构知识，能够有效地突破数学教学中平面几何的难点。以“椭圆的定义及其标准方程”一课为例，教师设计制作了多个椭圆的构造实验，利用网络教室的操作平台及校园网，以具体的数学问题结合“几何画板”有趣的数学实验引起学生的学习兴趣和探究欲望。教师让学生利用“几何画板”自己动手“做”，完成意义建构，探究椭圆构造的方法，以及和其他圆锥曲线（双曲线、抛物线）的联系。
　　 （二）．信息技术与仿真实验相结合
　　即使是数学教学，现在也十分重视数学实验的教学功能。作为实验必须有自变量和应变量，通过实验探究应变量和自变量之间的内在关系，从中发现规律性的东西即事物的本质。但是中学数学实验由于受到实际器材的限制，有些实验往往只能是纸上做实验，很难在真实的环境中展开。利用计算机虚拟现实的功能，能够弥补实验条件不足的限制。例如在数学教学中。利用几何画板软件的赋值和计算功能，可以开展数学实验，通过实验得出规律。　　
（三）．信息技术与创新研究相结合
　　培养学生的创新能力是时代赋予教学的重要任务，现代信息技术在培养学生创新能力有独到之处。在课题研究中，数学教学中开设数学建模的选修课，在中学生中开展数学建模的研究，通过数学建设模选修课的设立，借助网络工具，揭示数学与生活的联系，让学生用数学的眼光去看待身边的世界，从实际生活中发现问题，研究问题，通过跨学科的整合，利用信息技术解决问题，在设计方案、市场调查、查阅资料、加工信息等过程解决问题，在解决问题的过程中培养学生的创新意识和创新能力。一批优秀的数学建模案例获得社会较好的评介，如：微波炉运输包装优化设计，宿舍输水管道问题的研究，概率问题，出现“死亡小组”的可能有多大，跳水池深度的计算，关于公司建立地点选择的问题的研究，探讨红绿灯时间差问题，邮递员投递问题等。
    二、中学数学课程与信息技术整合的原则
    我认为，信息技术是一种能为学生提供“多元联系表示”(multiple linked expression)学习环境的认知工具。与熟悉的认知工具(纸笔、三角板、圆规等)相比，它在促进学生数学思维发展和数学能力培养上有着实质性的进步。
    在数学课程中使用信息技术，应当贯彻“必要性”“平衡性”“广泛性”“实践性”“实用性”原则。
    (一)必要性  信息技术是数学教学必不可少的，但应当被负责地使用，使它为数学的学与教服务。信息技术的使用不是要替代传统的教学工作，而是要发挥信息技术的力量，做过去不能做或做得不太好的工作，以更好地组织和管理教学资源，构建交互式、多样性的学习环境，更好地引导学生学习，加强数学的基本理解和直觉。
    (二)平衡性  信息技术的使用为学生学更多更深的数学提供了可能，也为学生更好地理解和应用数学开拓了广阔空间。但是，它不能被用来代替基本的数学活动如熟练的基本运算、基本的代数变换、解方程、逻辑推理、数学证明等。因此，应当使信息技术的应用与传统的纸笔运算、逻辑推理、画表作图等之间达到一种平衡。
    (三)实践性  信息技术为数学教学提供的学习环境，极大地拓展了师生的实践活动空间，它使学生通过丰富的活动而不仅仅是依赖语言来构建对知识的理解提供了可能，从而产生了更多的学习方式，加强、完善甚至改变了数学学习。它是一种产生数学问题、促进数学思考的“催化剂”。因此，信息技术的使用应当强调学生的实践活动，让他们在信息技术的帮助下，通过自己的亲身实践而获得对数学知识的深刻理解，体验数学思想方法的真谛，领悟数学的本质，使“学习方式的变革”落在实处。
    (四)实用性  信息技术为教学提供了一种可直接操作的环境，在这种环境里，抽象的数学概念和关系是“可视的”，并且可以被具体操作。但是，信息技术的这种优势常常因为技术本身的原因(很多人对计算机的软、硬件环境不熟悉)而得不到充分发挥。因此，信息技术应用于数学教学应当做到简单、方便、实用，在技术的设计、实现和操作上减少困难。
    (五)广泛性  数学课程与信息技术整合的主要目的是丰富学生的数学学习，促使学生利用信息技术进行主动、有效的数学学习。应当使所有学生都在自己的数学学习中使用信息技术。应当根据不同的教学任务选择适当的信息技术工具如计算器、计算机、多媒体实验室以及互联网等，以使学生充分发挥视觉、听觉、触觉等多种感官的协同作用而更有效地进行数学学习。
    三、中学数学课程与信息技术整合应注意的问题
    数学教育改革的核心是学生数学学习方式的变革，要变被动接受的学习为主动参与的学习，使学生有机会在一种真实的、体现数学发明与证明过程的环境中接受挑战性的学习任务，进行实验、研究和发现。整合的最终目标正是要通过信息技术在课堂教学中的使用而改变数学课堂教学结构，从而实现数学学习由被动式转变为主动式。
    在这样的目标下，需要重新认识数学教学过程涉及的各种因素的地位和相互关系。学生应当是数学学习的主体，是数学意义的主动建构者；教师是教学情境的设计者、教学活动的组织者、学生数学活动的指导者和数学思维的促进者；教材等学习资源不仅是教师教学的内容，而且也是学生建构数学意义的对象；以信息技术为代表的教学媒体是师生用来创设教学情境、组织学习材料，帮助数学思维、进行合作交流的认知工具。
    因此，为了实现“整合”的最终目标，教师应当非常重视学生对数学知识的意义建构，通过创造性的教学设计，向学生提出挑战性的学习任务，引导学生自己动手操作，在信息技术的帮助下，通过积极主动的思考、同学之间的协作而提出自己的假设和猜想，并用计算机等信息技术工具进行试验和验证，从而奠定对数学知识的认识基础，最后再通过逻辑推理论证而获得对知识本质的理解。教师还应当利用信息技术，为学生提供探索和学习新知识、应用数学知识解决各种问题的强有力的支持。例如，要使学生掌握利用信息技术收集和分析真实数据的方法(涉及数据采集工具和统计软件的使用等)，使学生体会统计与概率的基本思想；利用信息技术提供的计算环境以及作图技术，引导学生探究函数思想、变化率等概念、极大极小问题等；使学生学会使用符号操作工具解决代数问题(如解方程)。特别的，一定要使学生学会使用动态几何软件和包含作函数图像与符号操作的代数系统(如几何画板等)，以有效开展“观察—探究—发现—猜想—验证—证明—拓广”的教学。实际上，在信息技术支持下的教学设计中，探究和猜想可以成为几何学习的核心内容，学生可以验证自己的猜想，自己发现新命题，并在这个过程中获得逻辑证明的思路，从而丰富自己的几何经验，提高空间想象力；函数的各种表示(解析式、表格、图像等)之间的联系可以得到明确展现，像二次函数的系数、指数等如何影响函数图像、函数图像的平移变换与函数解析式变化之间的关系等等，都可以在信息技术的帮助下进行探索和研究。这是建立复杂的数学思想的直观基础，使抽象的数学概念形象化的有效途径。
    在数学课程教材与信息技术整合的过程中，利用信息技术的动态创设一种具有挑战性的学习情境，引发学生的数学思考，给学生提供探索数学规律、发现数学本质的机会。在信息技术环境中，“多元联系表示”的潜力之所以能得到充分发挥，重要原因是计算机使得功能强大的图形表示法成为可能，从而使抽象的符号、复杂而零散的数据得到直观表示，而且还可以对数学对象直接进行操作(如局部放大、变换研究对象的空间排列位置、重复引起变化的关键因素、动态显示等)，从而对其细节进行观察，这就会使学生发现数学对象不同方面的内在联系的机会大大增加，并为理解其本质特征奠定坚实基础。“多元联系表示”对于学生理解数学有重要影响，其实质是对同一数学对象(数学的概念、法则、表达式等)给出几种不同表示，从而使数学对象不同方面的特征得到显示。在信息技术的支持下，使学生的学和教师的教，使高水平的、深层次的数学思维活动获得有力的支持，使学生自主探究式学习成为可能并得到落实，并能有效地激发学生的数学学习兴趣，使学生学得更加生动活泼、更加富有成效。
    教师应当把握好以纸笔运算、推理、作图等为主要手段的数学学习与在信息技术支持下的数学学习之间的平衡，既使数学中的基础知识和基本技能得到落实(这里必须有学生亲自动手进行运算、推理、作图等的实践)，同时又要充分发挥信息技术的优势，让计算机完成那些繁琐的计算、复杂的作图等，并利用技术的放大、跟踪、近似等各种功能，为学生开拓观察、思考、归纳、猜想的空间，使学生有更多的时间和机会从事高水平数学思维、理解数学本质的活动。
      

【浅谈中学数学课程教材与信息技术整合】相关文章：

浅谈信息技术与英语学科的整合08-24

信息技术数学课程整合研究09-05

浅谈音乐与相关文化的整合教学08-24

浅谈信息技术课程整合下教师角色的转变08-22

浅谈如何把握与理解教材08-23

浅谈初中语文专题整合教学08-24

浅谈初中数学课程导入的方法08-25

信息技术与课程整合论文02-17

浅谈语文教材解读方式的转型08-20

信息技术与学科教学的整合08-22