信息技术教育与学科教学整合的教学设计.doc

信息技术与小学数学教学整合的设计 襄阳市襄城区康田小学 郭建华内容摘要：信息技术与课程整合是以建构主义为主要学习理论基础的，以创建主导主体相结合的新型教学结构为目标的，强调要把信息技术作为促进学生自主学习的认知工具和情感激励工具，而不是仅仅把信息技术作为辅助教或辅助学的工具，利用信息技术所提供的自主探索、多重交互、合作学习、资源共享等学习环境，把学生的主动性、积极性充分调动起来，使学生的创新思维与实践能力在整合过程中得到有效的锻炼这样的一种教学理论。信息化教学设计即运用系统方法，充分利用现代信息技术和信息资源，科学地安排教学过程的各个环节和要素，为学习者提供良好的信息化学习条件，实现教学过程的优化。信息化教学设计的基本教学模式：以学生为中心的问题解决+项目活动。关键词：信息技术 课程整合 计算机辅助教学 计算机辅助学习 信息技术与课程整合 Abstract： Information technology and curriculum integration is a major study constructivism a theoretical foundation of, To create an integrated with the new structure for the purpose of teaching, Of stress on the information technology as to promote the learning tools of cognition the morale of the tools and emotional. Information to the teaching method employed system design, Full use of modern information technology and Information resource, Science for the teaching process and the elements of, For learners the information to the study condition, The teaching process of optimization.Key Words： information technology; course integration; computer-assisted instruction；computer-assisted learning；Integrating Information Technology into the Curriculum一、引言 教育部在基础教育课程改革纲要(试行)中明确提出:大力推行信息技术在教学过程中的普遍应用,促进信息技术课程与学科课程的整合,逐步实现教学内容呈现方式,学生学习方式,教师的教学方式和师生的互动方式的变革,充分发挥信息技术的优势,为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。信息技术的发展及其在教育中的应用，为教育现代化提供了有力的支持，为我国基础教育实现跨越式发展提供了可靠的保障。二、信息技术的发展状况自1959年美国IBM公司研究出第一个计算机辅助教学系统以来，信息技术教育应用在发达国家大体经历了三个发展阶段：（一） CAI（computer-assisted instruction计算机辅助教学）阶段 主要是利用计算机的快速运算、图形动画和仿真等功能辅助教师解决教学中的某些重点、难点，这些CAI课件大多以演示为主。（二）CAL（computer-assisted learning计算机辅助学习）阶段此阶段逐步从辅助教为主转向辅助学为主。也就是强调如何利用计算机作为辅助学生学习的工具，例如用计算机帮助搜集资料、辅导答疑、自我测试、以及帮助安排学习计划等等。（三） IITC(Integrating Information Technology into the Curriculum信息技术与课程整合)阶段在进入这个阶段以后，实际上信息技术就不再仅仅是辅助教或辅助学的工具，而是要从根本上改变传统的教学结构和教学模式，达到培养创新精神、实践能力的要求，即与素质教育的目标结合在一起。三、信息技术与课程整合所谓信息技术与学科课程的整合，就是通过将信息技术有效地融合于各学科的教学过程来营造一种新型教学环境，实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的以自主、探究、合作为特征的教与学方式，从而把学生的主动性、积极性、创造性充分地发挥出来，使传统的以教师为中心的课堂教学结构发生根本性变革，从而使学生的创新精神与实践能力的培养真正落到实处。信息技术应用于教学的核心是构建图像和非语言形式的多媒体支持的学习环境和借助网络的交互环境，在此基础上设计一系列符合课程目标和学生特点的数字化教学活动，可以提高学生的学习效率。对于低年级学生来说，他们对学习的目的、任务尚未树立起明确的认识，学习欲望往往是从兴趣中产生的。在统计课上，我面对的是一年级学生，根据学生对新鲜、稀奇、美好的情景感兴趣的特点，我利用多媒体技术创设了小狗搬家请客的场景，光彩夺目的布景、形态各异的小动物，吸引了学生的注意力，引起了他们的兴趣。在学习统计的过程中，学生们通常要用笔在统计图的格子里涂色，这样完成一幅统计图需要花较多的时间。通过整合信息技术，运用动态网页等技术，学生只需用鼠标点击的方式就能很快地制作出一张美观、匀称的统计图，极大地提高了教学效率。在课堂上，我让学生们在电脑上用鼠标拖曳的方式给小动物们排队，然后进行分类，根据动物分类，统计出只数，在电脑上把数据输入统计表，生成统计图，形象直观，突破了教学重点难点。如果每节课都构建一个基于多媒体的学习环境，然后把数学形态的知识要点转化为低年级学生能够接受的教育形态，那么信息技术就会促进这种转化，提高学生学习数学的积极性。数学概念、定义等知识都比较抽象，这给小学生理解、掌握带来一定的困难，而多媒体技术可以通过动画的形式虚拟一些实验场景，把一些抽象的知识直观形象地显现出来，促进学生的理解。在圆的认识教学中，我设计了森林王国的赛车场面，三辆轮子各异的汽车进行了比赛，画面形象生动，引起了学生的极大兴趣。本节课中对于“车轮为何要做成圆的”这一问题，学生理解有一定难度。利用多媒体技术设计了一个展现长方形、椭圆和圆三种开关的轮子转动过程的动画，同时显示出这三种轮子车轴经过的轨迹，使学生很形象地理解了车轮做成圆形的道理。 情境创设要体现学科特色，紧扣教学内容，凸现学习重点。例如，在教学平均分配时，我创设了一个春游的教学情境，让学生准备各种食品和水果进行分类，教学重点落到“总数是多少”、“怎么分”、“分成几份，每份是多少”、“有没有多余的”等这些数学问题上来，而不是把时间花在讨论“春游应该准备什么食物”、“春游应该注意什么”等与数学内容无关的生活问题上。信息技术与课程整合是以建构主义为主要学习理论基础的，以创建主导主体相结合的新型教学结构为目标的，强调要把信息技术作为促进学生自主学习的认知工具和情感激励工具，而不是仅仅把信息技术作为辅助教或辅助学的工具，利用信息技术所提供的自主探索、多重交互、合作学习、资源共享等学习环境，把学生的主动性、积极性充分调动起来，使学生的创新思维与实践能力在整合过程中得到有效的锻炼这样的一种教学理论。这种教学理论正是创新人才培养所需要的，正是实施新课程标准所需要的。2000年10月，教育部部长陈至立在全国中小学信息技术教育工作会议上明确提出，要“努力推进信息技术与其他学科教学的整合”，并指出“技术与课程的整合就是通过课程把信息技术与学科教学有机地结合起来，从根本上改变传统教和学的观念以及相应的学习目标、方法和评价手段。”信息技术与课程整合强调利用信息技术创建理想的学习环境、全新的学习方式、教学方式，从而彻底改变传统的教学结构与教育本质，是培养创新人才的有效途径。而这些正是新课程标准所倡导的和追求的。信息技术与课程整合有以下优点：（一）多媒体计算机的交互性有利于激发学生的学习兴趣和充分体现学习主体作用（二）多媒体计算机提供外部刺激的多样性有利于知识的获取与保持（三）多媒体系统的超文本特性可实现对教学信息最有效的组织与管理（四）计算机网络特性有利于实现能培养合作精神并促进高级认知能力发展的协作式学习（五）超文本特性与网络特性的结合有利于实现能培养创新精神和促进信息能力发展的发现式学习。四、信息技术教育与小学数学教学整合的教学设计（一）信息化教学设计信息化教学设计即运用系统方法，充分利用现代信息技术和信息资源，科学地安排教学过程的各个环节和要素，为学习者提供良好的信息化学习条件，实现教学过程的优化。信息化教学设计的基本教学模式：以学生为中心的问题解决+项目活动。信息化教学设计是强调以学为中心、促进学习者综合能力的教学模式。它具有以下特点：1. 信息化教学设计符合素质教育的根本要求和国家新课程标准信息化教学设计的理论基础是建构主义和人本主义学习理论，明确“以学生为主体”、“以学为中心”，充分利用各种信息资源来支持学生的“学”。2. 信息化教学设计不限于课堂教学形式和学科知识系统它将教学目标组合成新的教学活动单元，以“任务驱动”、“问题解决”作为学习与研究活动的主线，以学为中心，倡导三种新型学习模式：探究式学习、资源型学习和协作化学习；注重培养学生的三种能力：信息能力、批判性思考能力和问题解决与创新能力；把学生对知识的意义建构作为整个学习过程的评价标准；注重人才培养和弱差生个别指导。3. 信息化教学设计转变教师的角色教师的教学设计和教学任务要基于学生学习的水平，对教学目标、课程标准、教学资源、活动过程、评价量规、个别指导等进行设计和组织实施，而不只是知识的传播者。4. 信息化教学设计要求教师和学生都要具备信息意识，掌握好一定的信息技术如，Windows；Word；Powerpoint；IE；Frontpage；Outlook Express等。5. 信息化教学设计是在多媒体组合教学设计基础上的拓展信息化环境包含多媒体及其优化组合，也包含教学传递的成分。在学习环境中，这些教学传递活动的启动者和控制者不在是教师而是学生。（二）信息技术与数学课堂教学整合的思路在具体设计的过程中必须注意以下几个要点，才能充分发挥信息技术的优势，为培养学生的创新思维打下基础。1. 整合信息技术的目的要鲜明准确学生学习知识技能的过程也就是知识技能内化的过程，知识的内化是主体和客体双向作用的结果。我们应把一节课中学生难以理解的、抽象的、或难以感知到的知识点设计，用信息技术来展示和体现，这样做，能促进学生对所学知识的内化，从而达到提高教学质量的目标。2. 整合的信息技术要组合互补、闻知和感知统一各种技术媒体在表现形式上，各有所长，我们可根据教材和学科特点，确定欲表现或展示的内容后，在把着眼点放在媒体的组合上，尽量扬长避短，巧妙搭配，最大限度地追求整合效果，做到闻知和感知的统一。3. 整合信息技术的设计要充分利用媒体的功能和特点媒体选择的恰当、合理是关键，只有这样才能充分利用多媒体的功能，展示媒体特点，扬其声、观其行、赏其景。例如在设计平行四边形面积的教学过程中，在推导面积公式时，可设计这样一个片段：（1）先出示一个平行四边形，然后再分割剪拼。沿高剪：把平行四边形沿一条高剪开一部分。平移：把剪下这一部分沿平行四边形底移动到平行四边形的另一边。对齐拼：把剪下的这部分和剩下的部分拼成一个长方形。（2）通过对比原来平行四边形的底和高与拼成的长方形的长和宽，它们的长度分别相等，所以它们的面积也相等。（3）写出长方形的面积公式，再利用动画把平行四边形的底和高移到公式中，并逐渐变成文字。这样，一堂课虽然只有这一个环节利用了多媒体，但教学效果却很好。4. 整合的信息技术要符合儿童的认知规律信息技术的选用、设计应根据学生学习的需求来分析、提出解决问题的方案，使教学效果达到最优化。在教学软件的设计过程中，一方面要充分发挥信息技术的功能特点，将课本中抽象原理形象化，从而激发学生学习的兴趣，提高教学效果；另一方面必须使教学过程符合学生的认知规律，要多让学生动手。例如在拼图的教学过程中，可用多媒体技术设计以下几个片段：（1）简要介绍一些树叶的基本常识，如：叶的形状、叶的颜色、叶的纹理等。（2）介绍叶的结构。如，每片叶子由叶片、叶脉和叶柄组成。（3）展示可随意移动的十几张叶子。教师先示范拼出一只可爱的小兔子，让小兔子与同学们打招呼。然后让学生动脑筋、动手拼。在学生展开充分的天真想象的情况下，每个学生都拼出了独特的图形。这样的课对学生来说，既有挑战性，又有无限的乐趣。使学生们亲自感受到获得成功的喜悦，达到愉快教学的目的。（三）信息化教学设计的策略1. 以“学”为中心，精心设计教学皮亚杰的建构主义理论：“以学生为中心，在整个教学过程中由教师起引导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作等学习环境诸要素，充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。”教师要收集、开发与组织各类教学资源，设计、建立与完善学习环境与情境，包括自主学习环境、交流与协作学习环境、动态教学评估的环境。在备课时要进行课件的制作、网页的设计、查找相关的网址，并把这些文件用超文本的方式进行链接，形成多媒体，从而便于教学。2. 利用网络资源，提供学习平台在课堂教学中，各种教学资源都可以从Internet中获取，信息技术可以为教学提供资源环境。在进行教学设计时，要充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。（1）利用学习活动主题网站。利用以学生学习活动的某项主题为中心的网站，让它为学生的学习活动提供内容、信息、交流、协作、咨询、帮助、发布等服务。（2）利用导航资源。通过目录的形式完成非本地资源的信息代理工作，可以很好地提高学生自学的能力，可以省去教师许多精力，可以对Internet上的信息资源充分利用。3. 优化教学组合，实施课程整合在进行教学设计时充分发挥多媒体的优势，营造有利于学生自主学习的环境，将信息技术自然、和谐、高效地融入各类课程和教学活动，优化“教”和“学”的过程。（四）信息技术与课堂教学整合的模式1. 创景导学模式这是一种教师运用多媒体再现或创设具有情绪色彩的生动形象的场景，激起学生的真情实感，给学生以深刻的印象，促进学生掌握观、听、记、思考、记忆方法的课堂教学模式。在信息化教学设计中创设情境，能在教学中拨动学生的心弦，激起兴趣，激发联想，唤醒长时记忆中的有关知识、表象或经验，完成知识的“同化”和“顺应”。创设导学模式可以分为以下步骤：（1） 进入情景，发现问题。无论在授新课前的复习，还是开门见山，直奔主题，在课堂设计上，大多采用创设情景来激发学生的学习动机，从中发现问题。利用创设的情景及背景音乐，强烈地冲击学生的感官，抓住学生的好奇心，激发学生探求新知的欲望。（2） 合作学习，优化智慧。信息技术与课堂教学整合，首先在构建设计上，要为教学营造一个生生之间、师生之间多边互动交流的学习环境，在生生、师生互动交流的同时，学生的智慧得到开启和优化。（3） 独立探索，内化创新。心理学家布鲁纳认为，学生通过亲自探索发现事物的关系和规律，能产生兴奋感、自信心，提高学习的内部动机。由学生自己把知识系统化、结构化，能更好地理解、掌握、保持和运用学习内容。教师要站在稍超前于学生智力发展的水平上。同时，学生在探索的过程中，知识逐步得到内化，进而得到新的发现和新的感悟。（4） 展示成果，交互评价。展示成果，即小组根据合作、探究的学习情况，汇报学习方法以及获得的知识、技能、经验与体会。交互评价，评价有多种方式：自评、互评、师评。评价内容有学习态度与动机、学习参与性与合作性、学习方法与手段、学习效率与效果、掌握的知识与技能等方面。通过展示与评价，实现学生的自主认知。创设导学模式的方法：（1） 故事情境的创设。在信息化教学设计中创设故事情境，就是将教学内容通过各种信息技术和信息资源，以“故事”的形式展现给学生。创设故事情境就是要利用丰富的信息资源，调动学生视听觉等尽可能多的感官理解和建构知识。（2）问题情境的创设创设问题情境，就是在教学内容和学生求知心理之间设障立疑，将其引入一种与问题有关的情境。问题情境是最常见和应用最广泛的一种情境，是启迪思维激发兴趣的重要途径。问题情境的创设，激发了学生的探索欲望。教师则要抓住时机，依据问题情境所提供的各种线索，引导学生多角度、多方位地对情境内容进行分析、比较、综合，学生不断地完成“同化”和“顺应”，建构新的认知结构。教师可以通过故事、模拟实验、图像、音像、活动等多种途径设置问题。例如，在学习“分数的基本性质”时，可以利用多媒体设计制作动画片，创设问题情境：炎热的夏季，唐僧师徒四人正走在去西天取经的路上，孙悟空叫猪八戒找西瓜来解渴。不久，猪八戒大汗淋漓地抱回了一个大西瓜。悟空说：“为了公平一些，每人吃1/4吧。”八戒一听瞪大了眼睛，满脸不高兴地说：“西瓜是我找回来的，无论如何，1份太少了，我要吃2/8。”悟空听了直点头，马上切了2/8给八戒。猪八戒高高兴兴地吃起西瓜 “不对！”，“有问题！猪八戒上当了！”，“1/4和2/8哪个大？”同学们七嘴八舌地议论起来。一段生动形象的小故事，设计了最佳的问题情境，调动了学生积极探求知识的欲望，激起了学生的创新意识。在这种氛围中，学生敢于质疑、善于质疑，培养了学生大胆想象勇于创新的能力。（3）实验情境的创设实验是学生学习的一个重要方式之一。恰当的实验可以使学生把当前学习内容所反映的事物尽量和自己已经知道的事物相联系，并以这种联系加以认真思考，从而建构当前所学知识的意义。但实验的条件在课堂上并不能都得到满足，创设模拟实验情境可以替代其功能。学生一方面按照教师的要求及学习目标模仿练习，以巩固新知识；另一方面凭借想象，再现表象，展开联想，亲自体会实验的乐趣，得到成功的体验，从而强化对问题的求解能力。创设模拟实验情境首先设计与主题相关的、尽可能接近真实的实验条件和实验环境，然后利用各种信息资源实现教师指导评价。例如小学数学可能性的大小一课，该课所涉及的概率知识极为抽象，为了让小学生能更好地理解这一知识，并真正提高应用能力，首先改变学生的角色，以商场“老总”的身份来选择促销方案。然后利用计算机来进行大量重复的模拟试验，快速、准确地对实验数据进行分析、统计，体验“概率”的含义，帮助学生做出正确的决策。在这节课中，巧妙地创设了模拟实验的情境，不仅使学生免去了大量的重复实验和繁琐的计算，提高了学习效率，更重要的是它给了学生一种新体验：由于计算机模拟实验与真实实验的结果是一致的，利用计算机模拟实验，保证学生可以在有限的时间内进行大量的重复实验，由此对概率知识的学习更真实。（4） 协作情境的创设在信息化教学设计中创设协作情境，就是利用网上多种交流工具如BBS、Net meeting、Internet Phone等工具，通过竞争、协作、伙伴和角色扮演等方式进行学习，针对某一个问题展开讨论交流，共同完成学习任务。一般情况下，在信息化教学设计中创设协作学习情境包括以下几个步骤：对信息资源的整合；对学习任务和目标的确定；小组学习；小组学习成果的交流；教师总结与评价。协作情境与外部世界具有很高的类似性，容易实现知识向现实世界的迁移，有利于高级认知能力的发展、合作精神的培养和良好人际关系的形成。在信息化环境中创设协作学习情境，实现了时间和空间的连续，同时，交互变得更加容易控制，学习者的角色也可以进行隐藏，教师的角色发生了根本转变，他们要掌握的不仅是教学内容的逻辑序列和目标的合理安排，更多的是学生的协作情况、学习过程的规划设计。例如统计应用学习的设计。学生先观看录像片蔬菜市场，教师提出问题：（1）列出一年中每月的蔬菜价格走向图。（2）蔬菜价格与蔬菜量的关系。（3）帮助菜农设计出大棚蔬菜的种植计划。学生分组上网查询蔬菜价格，并通过Excel列出每月的价格示意图及每月的蔬菜供求数量，根据教师提供的蔬菜种植期限，设计出一年中大棚蔬菜种植的最佳方案。然后教师引导学生展开讨论：为什么同样的菜在一天内的价格会有差别，这是不是与等价交换的原则相违背？最后教师总结学生小组讨论结果，演示价值规律表现形式示意图，得出结论。2.网络教学模式网络教学模式的教学设计过程是运用系统方法来分析教学问题、设计教学问题的解决方案、检验方案有效性并做出相应修改的过程。新型网络教学模式必须体现教师、学生、教材和媒体四大要素的结构关系和功能的根本改变。网络教学实际上就是一种在线学习，在教师的激励、引导下，通过检索、学习、思考，将有关信息进行筛选组合，形成自己的独特见解，从而构建出自己的认知方式。网络教学模式的教学设计即是“任务+活动”的教学设计，这种设计是基于建构主义学习理论，体现学习者作为认知的主体在真实环境中去建构自己的知识体系。教师在教学之前设计一个总体的教学概要，具体的教学方案要在实践中不断形成，只有教学结束，教学方案才能最终形成。网络教学的任务即课堂教学所要完成的目标体系，这种任务既可是抽象意义上的教学目标，也可是学生参与活动后具体完成的电子作品或发表的言论。活动就是为实现任务与目标体系而设计的现实情境。在现代教育技术与课堂教学的整合中，主要采