（教育技术学专业论文）信息技术与高中数学课程整合的案例研究.pdf

摘要 人类跨入2 1 世纪，以多媒体和网络技术为核心的现代信息技术影响着社会各 领域，当然，教育也因此而进行着变革。世界各国都在进行信息技术与课程整合的 研究。随着教育观念和信息技术的发展，人们越来越重视信息技术与课程整合，普 遍认为信息技术不仅是教具，更是学具。时代要求学生具有创新能力，信息技术与 课程整合能够很好地培养学生的创新能力。因此信息技术与高中数学课程整合成为 研究的热点。 如何将信息技术与高中数学课程整合的理论运用于实践，才能更好地培养学生 的创新能力是一个很重要的问题。本文在借鉴当前国内外研究成果和教学实践的基 础上，着重探讨信息技术与高中数学课程整合实践中的若干问题。 首先，阐述了信息技术与高中数学课程整合的背景、研究目的和意义、以及国 内外研究现状。其次，论述了信息技术与高中数学课程整合的定义及其理论基础， 重点提出了信息技术与高中数学课程整合的特点。然后，通过调查分析，提出信息 技术与高中数学课程整合实践中存在的问题。接着结合实践，给出了三个代表了高 中数学中三块重要知识的案例，对其进行分析，旨在提供信息技术与高中数学课程 整合的实践操作范例。 最后，本文得出了信息技术与高中数学课程整合实践中的六条研究结论，并提 出对未来的展望，相信通过我们探索、研究、实践，能够很快找到通往胜利的大道， 实现真正意义上的信息技术与高中数学课程整合。 【关键词】：信息技术课程整合高中数学案例 u a b s t r a c t i nt h e2 1 s tc e n t u r y , t h em o d e mi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , r e p r e s e n t e db yt h e m u l t i m e d i aa n dn e t w o r kt e c h n o l o g y , i n f l u e n c e se v e r ya r e ao ft h es o c i e t y o fc o u r s e ， e d u c a t i o ns h o u l db e i n gr e f o r m e d e v e r yc o u n t r ya l lo v e rt h ew o r l da r es t u d y i n gt h e c o m b i n a t i o no fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dc o u r s e s a st h ee d u c a t i o nc o n c e p ta n dt h e i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yd e v e l o p , p e o p l ef o c u sm o r ea n dm o r eo nt h ec o m b i n a t i o no f i n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y a n d c o u r s e s t h e yg e n e r a l l y t h i n kt h a tt h ei n f o r m a t i o n t e c h n o l o g yi sn o to n l yt h et e c h i n gt o o l ，b u ta l s ot h el e a r n i n gt 0 0 1 n o ws t u d e n t sa r e r e q u i r e dt oh a v et h ec r e a t i v ea b i l i t y , a n dt h ec o m b i n a t i o no fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n d c o u r s e sc a nd e v e l o pt h es t u d e n t s c r e a t i v ea b i l i t i e sw e l l t h u s ，t h ec o m b i n a t i o no f i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dt h eh i g hs c h o o lm a t hc o u r s e sh a sb e e nah o tr e s e a r c hp o i n t i t sa ni m p o r t a n tp r o b l e mt h a th o wt om a k et h et h e o r yo ft h ec o m b i n a t i o no f i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dt h eh i g hs c h o o lm a t hc o u r s e si n t op r a c t i c et od e v e l o pt h e s t u d e n t s c r e a t i v ea b i l i t i e sb e t t e r b a s i n go nt h ec u r r e n tt e a c h i n gp r a c t i c ea n dt h e r e s e a r c h ，t h et e x tf o c u s e so nt h ep r o b l e m so ft h ec o m b i n a t i o no fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y a n dt h eh i 【g hs c h o o lm a t hc o u r s e s f i r s t , i l l u s t r a t et h eb a c k g r o u n d ，r e s e a r c hp u r p o s ea n dm e a n i n go ft h e t h e c o m b i n a t i o no fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dt h eh i g hs c h o o lm a t hc o u r s e s t h e n i l l u s t r a t et h ed e f i n i t i o na n dt h eb a s i ct h e o r yo ft h ec o m b i n a t i o no fi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g ya n dt h eh i g hs c h o o lm a t hc o u r s e s ，s p e c i a l l yt h e c h a r a c t e r so ft h et h e c o m b i n a t i o no fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dt h eh i g hs c h o o lm a t hc o u r s e s t h i r d t h r o u g h8 t l r v o ya n a l y s i s ，i l l u s t r a t et h ep r o b l e mo ft h ec o m b i n a t i o no fi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g ya n dt h eh i g hs c h o o lm a t hc o u r s e s g i v et h r e ea l s e st h a tr e p r e s e n tt h et h r e e i m p o r t a n tp a r t so ft h eh i g hs c h o o lm a t h sc o u r s e s ，a n a l y s et h e m ，a n dp r o v i d et h e p r a c t i c a lo p e r a t ee x a m p l e so ft h ec o m b i n a t i o no fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dt h eh i g l l s c h o o lm a t hc o u r s e s f i n a l l y , w eg e t s i xr e s e a r c hc o n c l u s i o n so ft h ec o m b i n a t i o no fi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y a n dt h eh i g hs c h o o lm a t hc o u r s e sa n dp r o p o s e dav i s i o nf o rt h ef u t u r e ， t h r o u g he x p l o r a t i o n ，r e s e a r c ha n dp r a c t i c e ，w eb e l i e v et h a tw ec a nq u i c k l yf i n dt h er o a d t ov i c t o r y , r e a l i z i n gt h es i g n i f i c a n c eo ft h ei n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n di n t e g r a t e dh i g h s c h o o lm a t h e m a t i c sc u r r i c u l u m k e yw o r d s ：i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ；c u r r i c u l u mi n t e g r a t i o n ；h i g hs c h o o lm a t h e m a t i c s ； c a s e i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包括其机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对 本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢 意。 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西北师范大学有关保留、使用学位论文的规定， 即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学 校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复 制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：婢导师签名：望日期：塑羔堡 信息技术0 高中数学课程整合的案例研究 信息技术与高中数学课程整合的案例研究 第一章引言 1 1 课题研究背景 人类跨入2 l 世纪，以计算机多媒体和网络通讯技术为核心的现代信息技术迅 猛发展，计算机技术的普及使我们的社会进入了信息高度发达的信息时代。现代信 息技术在社会生活各领域的渗透和普及，改变着人们的工作方式、学习方式、思维 方式乃至生活方式，并引发当代教育的变革。处于急剧发展的信息时代，教育既面 临着严峻的挑战，又有着极其良好的发展环境。 社会在发展，自然，教育也要不断的发展、创新，以适应新时代的要求。教育 如果不敢突破传统，就不可能听从时代的召唤，跟随时代发展的步伐，更不可能创 新与发展。因此，我们要在传统教育的基础上，对传统教育进行改造与更新，对传 统教育超越和扬弃，实现社会对教育的要求。“当代信息技术的发展和普及，将成 为人类文化发展中的第三个里程碑” 现代信息技术开创了一个崭新的历史纪元，教育则是首当其冲发生最大变革的 领域之一。“教育是一个民族进步和发展的基础，是提高全民族整体素质和创造力 的根本途径”o 。 “在迎接知识经济的挑战中，教育应该成为先导性、全局性、基础性的知识产业 和关键的基础设施，从而置身于国家优先发展的战略重点地位。我们认为，今天我 国包括课程教学改革在内的教育改革必须是面向素质教育的，必须是基于信息技术 的” 。 尽管信息技术本身并不能引发教育革命，但对于信息技术的应用就要求我们变 革传统的教育观念、教育思想与教育模式，代之以尊重人的独立性、主动性、首创 性、反思性、合作性以及相信人固有的强大学习潜能的全新的现代的教育观念、教 育思想与教育模式。所以把现代教育理念和现代信息技术有机结合，做好信息技术 与课程整合，教育观念的更新才不可能变为一纸空文，才能从根本上完成一场无论 对个人还是对国家都具有划时代意义的教育革命。 现代信息技术全方位地影响并改变着人类的生产方式、学习方式和工作方式， 数学教育和和其他学科一样也受到冲击，或者说与其他学科相比更是首当其冲。现 桑新民当代信息技术在传统文化教育筚础中引发的革命f j 】教育研究1 9 9 7 年第5 期 中牛人民共和国教育部编深化教育改革全面推进素质教育一第三次全周教育工作会议文汇编【c 北京：高 等教育m 版社，1 9 9 9 年版，第5 3 贝 钟启泉等主编为了中华民族的复兴、为了每个学生的发展一基础教育课程改革纲要( 试行) 解读【m 1 l 海：华东 师范大学出版社，2 0 0 1 年版，第6 页 1 信息技术与高中数学i 罂程整合的案例研究 代科学、信息技术的发展，为数学教育创造了广阔的天地，也为数学教育提出了新 的挑战和新的要求：数学教育必须跟上科学技术的飞速发展，必须跟随时代前进的 潮流，必须从理论与实践上深入探讨数学教育与现代教育技术的关系，这是时代的 呼唤，当然也是数学教育者的共识，更是当今世界各国数学教育改革的重要课题。 我国教育部新颁布的国家基础教育课程改革纲要( 试行) 中明确指出“大力推进 信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教 学内容的呈现方式、学生的学习方式、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”，我国新拟定的高中数学课程标准也提出要注重信息技术与数学课 程内容的整合。 知识经济时代，“以培养学生创新精神与实践能力为本的教育将是知识经济的 中心，这种着眼于知识创新的教育必然是以人的终身学习为基点的。”终身学习是 贯穿于人的一生且不断提出问题、解决问题的学习，是敢于打破狭隘的专业界限、 面向真实复杂任务的学习，是与他人协作、分享、共进及不断进行自我反思的学习， 是以信息技术作为强大认知工具将真实情境与虚拟情境融会贯通的学习。可以说终 身学习最根本的基石就是现代教育技术与相关教育新理念的融合。 信息技术已经成为营造新型学习文化的强有力的催化剂，教育领域中的任何改 革，包括课程与教学改革在内都不可能置它于不顾。那么我们的教育面对时代的召 唤，对于这场跨世纪的挑战，又该如何去做呢? 现代教育技术在这场教育教学变革 中，应发挥什么样的作用? 弄清这些问题对于教育教学实践具有重要的指导意义。 目前，在我国将现代信息技术与学科教学整合已成为基础教育课程改革的重要 内容。教育部颁发的基础教育课程改革纲要( 试行) 在关于教学过程的阐述中提 出：“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整 合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动 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”o 。 1 2 课题研究的目的和意义 本研究的目的旨在运用信息技术与课程整合的理论对高中数学教学中利用信 息技术进行数学教学的实践经验分析研究，运用信息技术后对数学教学产生的影 响，分析由此产生的积极的值得借鉴的经验和方法，揭示存在的问题，并在此基础 钟启泉等土编为了中华民族的复兴，为了每个学生的发展一基础教育课程改革纲要( 试行) 解读 m 】上海：华 东帅范人学出版社，2 0 0 1 年版，第8 贝 2 信息技术与高中数学课程整合的案例研究 上结合新时期教学改革的要求提高数学课掌教学的效率，优化高中数学教学。 在实际教学中，根据教学内容与教学目标的需要，继承传统教学媒体的合理部 分，适时、恰当地运用计算机多媒体以及网络技术，使传统与现代有机结合，相辅 相成，充分调动学生的多种感官进行学习，让学生的学习处于积极的状态，尽可能 扩大信息接受量。同时，利用信息技术的交互性、直观性的界面，让学生更有兴趣 去探索求知。然而，由于受到来自教师自身以及社会、家庭和学校等诸多因素的影 响和制约，在教学实际中，教学效果与期望之间还存在一定差距，从而影响了教师 在教学中运用信息技术进行教学的积极性和学生学习的主动性。因此，我的这项研 究，特别是在当前新课程改革的背景下，是高中数学教育教学实践的需要。教学是 学校的中心任务，如何改变广大一线教师的教育观念，改变他们每天都进行着的习 以为常的教学行为，是实现教学改革的关键。事实上，在这个过程中，既有可喜的 变化，也有问题的凸现，正视我们所面临的挑战，客观地分析存在的问题，对教师 有效的教和学生有效的学是非常有意义的。 全日制普通高级中学数学教学大纲中指出：在数学教学过程中注重培养学 生提出问题、分析问题和解决问题的能力，发展学生的创新意识和应用意识，提高 学生数学探究能力，而信息技术的发展为落实教学大纲提供了很好的客观条件，为 进一步发展学生的数学实践能力提供了平台我国的数学教育有着重视基础和学科 能力培养的优良传统，但近些年来仍存在忽视学生应用意识和应用能力的倾向，数 学知识本身的“首”( 知识背景) 和“尾”( 知识的应用) 被弱化甚至忽略，总是在“中 段”( 知识问的关系) 大做文章、过分地加工“恋战”着，在题海战术下，一部分 学生对数学产生厌学的情绪。可见当前数学教育确实有和社会发展的要求不相适应 之处。从素质教育的角度来看，学生的创新精神和实践能力有待提高。 数学与信息技术有更密切的关系，信息技术的发展已经深刻的改变着数学。数 学与信息技术的相互促进与紧密结合，形成了作为高新技术的核心成分和工具库的 数学技术( 数学技术一般指实现数学运算、推理、应用的信息技术) 1 ，而以数学技术 为技术支撑点的信息技术，为数学和数学技术提供了发展和应用的平台。科学计算、 理论分析、科学实验共同形成了当代科学研究的三大支柱。计算科学向数学提出了 大量具有挑战性的问题，同时也给数学研究提供了新手段，将为数学发展带来难以 预料的变化。信息技术使数学变得更加现实了，使数学模型思想发展到了自u 所未有 的水平，它可以把数学家头脑中的“数学实验”变成现实；精深的数学概念、过程 l 张定强数学技术，信息技术与数学课程整合 j 中周电化教育，2 0 0 3 ( 3 ) ：5 7 6 0 3 信息技术与扁中数学课程整台的案例研究 可以得到模拟：再难的计算、再复杂的方程，只要给出算法就能得到解决；复杂多 变的几何关系，利用计算机动态的作图功能可以得到表示。 总之，信息技术使得数学思想容易表达了，数学方法容易实现了，数学与现实 的联系更加紧密! ”在2 0 0 2 年修订的高中数学课程标准中，有这样一个重要理 念：现代信息技术的广泛应用正在对数学课程内容、数学教学、数学学习等产生深 刻的影响。数学课程不仅应重视利用信息技术来呈现以往课掌教学中难以呈现的课 程内容，更应重视信息技术与课程内容的有机整合，特别是要充分考虑计算机( 计 算器) 对数学学习的影响，把信息技术作为学生学习数学和解决数学问题的强有力 的工具，使学生从大量繁杂、机械的运算中解放出来，将更多的时问用到关于数学 思想的、数学方法的、探索性的数学活动中去。高中数学课程标准要求尽可能 普遍使用科学型计算器以及各种数学教育技术平台，加强数学教学与信息技术的结 合。这不仅是数学课程改革的一个理念，也为今天的数学教学改革指明了一个方向。 现代教育思想指导下的数学课堂教学，应是以学生发展为本，以思维训练为核心， 以丰富的信息资源为基础，以现代信息技术为支撑，通过学生自主探究，合作研讨， 主动创新，获得数学知识，提高应用技能，满足兴趣、情感价值观等方面的需要， 提高数学素质和信息素养。信息技术与数学教学整合，使得我们有机会觅得更好的 数学教学改革的方案。 信息技术与高中数学课程整合，在今天面向素质教育、基于信息技术的基础教 育课程改革的浪潮中，更显出其深远的意义。高中教育作为基础教育与高等教育的 纽带，在教育信息化的进程中承担着重要作用。数学作为高中的- i i 主要基础学科， 在高中所有课程中占有举足轻重的地位，高中学生不但要学习必要的数学基础知识 和数学理论，而且还必须为今后进一步的学习和工作做好准备。为此，信息技术与 高中数学教学整合，是教育信息化发展的必然要求，也是提高学生信息素养的有效 途径。 那么如何使信息技术成为学生学习数学和解决问题的强有力工具，利用信息技 术创设生动的学习情境，使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探索性的数学 活动中去，以达到全面提高数学学科的教学质量、培养学生的创新精神和实践能力 的目标。也就是对信息技术与数学课拳教学整合的思考，是数学教育教学的主要任 务之一。 所以，研究信息技术与高中数学课程整合的意义深远，宏观上正如有的专家曾 提到的：“信息技术与课程整合”是我国面向2 l 世纪基础教育教学改革的新视点， 4 信息技术与高中数学课程整合的案例研究 是与传统的学科教学有着密切联系和继承性，又具有一定相对独立性特点的新型教 学类型，对它的研究与实施将对发展学生主体性、创造性和培养学生创新精神和实 践能力具有重要意义。 1 3 信息技术与数学课程整合的国内外研究现状 1 3 1 国外整合研究现状 9 0 年代初，各国基本上采用单独开设信息技术课程实现信息技术教育的目标， 到9 0 年代中期才有一些国家开始尝试信息技术与学科教学整合的研究。由此，各 国都丌展了一些信息技术与学科教学整合的研究计划和方案。 美国著名的“2 0 6 1 计划”则在更高层次上提出了信息技术应与各学科相整合的 思想。该报告于1 9 8 9 年正式发表。这项计划的目标是要大力提升全体美国人民的 科学文化素质，特别强调应具有善于将自然科学、社会科学与信息技术三者结合在 一起的思想与能力。该计划分为三个阶段：第一阶段是以科学文化观为依据，重新 选择课程内容：第二阶段是将新选出的内容转化为几种不同的可供选择的课程模 式，并制定出教育相关领域的配套改革蓝图；第三阶段，全国有关机构和团体通力 合作，将第二阶段绘制的蓝图付诸教育实践。 日本早在1 9 9 8 年7 月r 本教育课程审议会发表的“关于改善教育课程基准的 基本方向”的咨询报告中，就提出了两方面的要求：首先是在小学、初中、高中各 个阶段的各个学科中都要积极利用计算机等信息设备进行教学，即将计算机为核心 的信息技术与各学科的课程整合：与此同时，日本在新课程体系中专设“综合学习 时间”，目的是追求跨学科的、综合性的学习；并确认这种学习对培养儿童的生 存能力，让他们更好地适应以国际化、信息化等为标志的社会变化十分必需。“综 合学习时白j ”的设置被认为是r 本即将推行的新课程最突出的特色之一，它要求在 小学阶段的“综合学习时问”课上要适当运用计算机等信息手段，在初中阶段则要 把现行的“信息基础”选修课改为必修课，在高中阶段则开设必修的“信息”课， 主要内容讲授如何运用计算机等设备去获取、分析、利用信息的有关知识与技能。 自9 0 年代中期以来，加拿大各地不断增加对信息技术与学科教学整合实验研 究，并取得了良好效果。如1 9 9 8 年2 月温哥华学区的“信息技术报告”认为信息 技术与学科课程整合可以有效地改进对课程的教学，实现教学目标。 英国把信息技术作为数学教学的关键技能之一。要求学生能利用软件或其他计 算机装置探究数学模型，在计算机( 器) 上构造各种形式的图形并加以解释。 1 9 8 2 年，由柯克克罗夫特w i t c o c k c r o f t 博士为首的英国国家教学委员 5 信息技术i 高中数学课程整合的案例研究 会发表了题为“数学算数”的报告一c o c k c r o f t 报告。c o c k c r o f t 报告指出： 有足够的证据表明，计数器的使用对基本的计算能力没有产生任何负面的影响，儿 章从早期起学习使用简单的计数器是明智的。英国国家数学课程标准要求给学生 提供适当的机会来发展并应用信息技术学习数学的能力。数学课程不赞成烦琐的笔 算，却重视提商学生的机算( 包括计算机、计数器) 、心算和估算能力；强调数学和 信息技术的综合和交叉，信息技术可以被应用于数学教学中，并对学生的学习提供 帮助，使数学知识和计算机知识相互支持与补充。目前英国中小学生大都掌握简单 的l o g o 命令，学生能利用l o g o 命令作图制表等操作，而把数学用于解决问题活动 中提供了重要工具。 法国数学教育和计算机教育专家和教师教育机构的c l a b o r e d 雷波德教授， 采用c a b r i g e p m e t r y 几何软件在法国的中学开展整合研究。她指出：在动态的环境 下，空间图形性质和几何教学之间的联系得到了强化。这个特征可以用来设计学习 任务，学生在这些任务罩学习如何把可视属性联系到几何的性质，包括：阐述可视 现象的任务；产生或者复制可视现象的任务：预见性任务：解释可视现象的任务等。 同时，她指出，教师必须花时问备课，因为教师需要了解所有环境提供的新实验的 可能性和便利性：用其它术语思考几何教学超出了纸笔环境下存在的困难；为了能 够回答学生提出的问题，理解他们的做法并帮助他们纠正错误，教师必须知道学生 们的反应，以及他们面对新的情景时可能采取的策略。 1 3 2 国内信息技术与课程整合的现状 我国在8 0 年代初也开始了相当积极的探索。这期间共出现了三次浪潮：信息技 术课程、课程整合、网络教育。建构主义教学模式成为课程整合的理论基础。 陈至立部长在中小学信息技术教育会议上的报告中强调要开设信息技术必修 课程，加快信息技术教育与其他课程的整合。报告指出2 0 0 5 年前，所有的初级中 学以及城市和经济比较发达地区的小学开设信息技术必修课。要努力推进信息技术 与其他学科教学的整合，鼓励在其他学科的教学中广泛应用信息技术手段，并把信 息技术教育融合在其他学科的学习中。积极探索信息技术教育与其他学科教学的整 合。 1 9 9 4 年，由原国家教委基础教育司立项，全国中小学计算机教育研究中心领导， 由何克抗、李克东教授等牵头组织了“小学语文四结合”教学模式改革试验课题。 1 9 9 6 年，教育部全国中小学计算机教育研究中心推广“几何画板”软件，以几 l 徐斌艳数学教育展掣【m 】上海二华东师范大学；f 版社，2 0 0 1 年版，第3 7 3 3 7 4 贝 6 信息技术与高中数学课程整台的案例研究 何画板软件为教学平台，开始组织“c a i 在数学课堂中的应用”研究课题。 在组织这两个试验研究课题的过程中，在课件丌发与推广以及计算机辅助教学 中所遇到的一些新情况和新问题引起了全国中小学计算机教育研究中心工作人员 的高度注意，他们对多年来的计算机辅助教学和教学软件丌发与推广进行了反思和 探讨。1 9 9 7 年7 月，根据对研究与实践的反思和总结，在中国教育报、光明同报等 媒体上连续发表对计算机辅助教学的再认识系列文章，即“计算机辅助教学：何 去何从、教学软件：走出误区、教学软件：未来之路、教学软件：换个想 法、教学软件：改变模式等，从此引发了国内对于计算机辅助教学和课件的大 讨论和大反思。 1 9 9 8 年，全国中小学计算机教育研究中心的有关研究人员借鉴西方发达国家的 提法，第一次提出了“课程整合”的概念，并于1 9 9 8 年6 月开始设立“计算机与 各学科课程整合”课题组，并将其列入“九五”重点课题的子课题进行立项。 1 9 9 8 年1 2 月，全国中小学计算机教育研究中心向教育部基础教育司提出报告， 汇报“计算机与各学科课程整合”项目的理念、进展情况，获得有关领导的认可。 1 9 9 9 年1 月，全国中小学计算机教育研究中心在北京师范大学组织召开了有数十所 学校参加的“计算机与各学科课程整合”项目丌题会，“课程整合”项目开始走向 有组织的研究阶段。 2 0 0 0 年3 月，在北京教育学院宣武分院院长万福主编的教育观念的转变与更 新( 2 0 0 2 年3 月中国和平出版社出版) 中，也提出了整合问题。他们认为：“教育 的诸多功能总是交织在一起、融会在一起的。如何实现各类教育功能的整合，正是 我们今天所面临的突出问题”在这里，编者所说的整合，实际是作为思想方法问 题提出的。虽然作者没有直接涉及信息技术与课程及学科教学整合的问题，但是他 们的基本观点对于我们所研究的问题，仍然是具有指导意义的。 2 0 0 0 年l o 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 发表讲话，提出要“努力推进信息技术与其他学科教学的整合”，从而第一次从政 府的角度提出了“课程整合”的概念，并由此引发了从政府到民间的全国性“课程 整合热”。课程整合与校校通、信息技术必修课、网络教育一样都成为当前中小学 信息技术教育的热点和焦点。 随后，我国数学家张景中院士主持开发了一个主要用于数学课掌教学设计的原 创性系统，即“z + z ”智能教育平台。所谓“z + z ”即“知识”加“智能”的意思。 “知识”是指“z + z ”智能教育平台包含的与现行教材配套的资源库，即一些可以 7 信息技术0 高中数学课程整台的案例研究 用来进行中学数学教学的图像、动画、表格、生活实例等素材，包括超级画板1 0 0 实例、初中代数课件锦集、平面几何课件锦集、三角函数课件锦集以及与 北师大新世纪( 版) 数学教材配套使用的教学资源库。而“智能”是指支持开发数 学课堂教学设计的“z + z ”智能教育平台系列软件( 目前主要是超级画板v 2 0 和新 世纪版v 2 0 ) 的功能。教师可以直接使用这些资源库来进行教学，或者对这些资源 进行修改和补充然后再用来教学，学生也可以在学习的过程中参与操作，使学生利 用“z + z ”智能教育平台作为认知工具来进行自主、探究、合作学习。目前，“z + z ” 智能教育平台在中学数学课堂教学的应用主要还是在“z + z ”智能教育平台的推广 和使用阶段，国家教育部组织了“z + z 智能教育平台运用于国家数学课程改革实验 研究”项目，该项目于2 0 0 3 年8 月丌始启动，先后成立了三个试验基地，分别是 山东的济南，湖北的宜昌，安徽的合肥。该项目取得的成果主要是利用“z + z ”智 能教育平台进行辅助教学的简单课件、教案、教学录像等，以及关于“z + z 智能教 育平台应用于中学数学课堂教学的作用和体会等论文。 目前，课程整合正在全国如火如荼地深入开展实验研究工作，并且不断探索出 新的实验研究成果。据了解，全国性的教育实验研究课题几乎全是关于“课程整合” 的。信息技术与学科课程的整合是改革传统教育模式、教学方式和教学手段的重要 途径，同时也是一个难点。它涉及到我国教育领域内很多复杂的深层次的问题。由 于受到以应试教育为背景的教育体制、教育思想、教育观念、教学模式、评价方式 的约束和限制，无论是计算机辅助教学还是课程整合，仍然是问题多多，困惑多多， 障碍多多，尤其是广大欠发达地区更是如此，难以在短期内取得突破性的进展，还 是停留在观摩课、公开课的实验探索阶段，“两张皮”的问题仍将存在相当长的时 间。作为一线教师的实践性研究，并使之成为教师的常态性教学行为的研究还是比 较欠缺，所以我们更是要积极地参与到课程整合的实践中去，响应当前新课程的改 革，成为基础教育改革与发展的急先锋。 1 4 研究方法 本课题主要使用了文献研究法、访谈研究法和案例研究法。 首先，使用文献研究法论述了当自u 信息技术与高中数学课程整合的理论基础和 国内外研究现状，阐述课题提出的背景、研究的意义和目的。然后，通过问卷调查 和访谈法获得高中数学课程整合的实际情况，分析得出存在的问题。使用案例法为 信息技术与商中数学课程整合提供了参照范例。最后，总结提出了在重视高中数学 特点的条件下进行信息技术与高中数学课程整合实践的五条研究结论。 8 信息技术0 高中数学谭程整合的案例研究 第二章信息技术与高学数学课程整合的理论研究 信息技术与课程整合需要一定的理论基础。系统论，信息论以及各种学习理 论都为信息技术与课程整合的实施提供了坚实的理论基础。 2 1 信息技术与课程整合的方法论基础 2 1 1 系统论 1 系统论的定义 信息技术与课程整合不是简单的结合，而是要将信息技术融入到学科课程中 去，将技术与学科课程融为一体，形成一个系统，并由此引发学科课程的变革，使 信息技术与学科教学有机地结合在一起。而系统论为信息技术与课程整合提供了理 论指导。 系统论是研究系统的一般模式、结构和规律的理论，它研究各种系统的共同特 征，用数学方法定量地描述其功能，寻求并确立适用于一切系统的原理、原则和数 学模型，是具有逻辑和数学性质的一门科学。 2 系统论对信息技术与课程整合的指导意义 教学系统的四要素( 教师、学生、内容和教学手段) 决不是孤立、简单地组合在 一起，而是相互联系、相互作用构成的一个有机整体。在系统论的指导下进行信息 技术与课程整合，把信息技术和课程作为一个系统进行研究，而不是把组成系统的 各要素孤立起来。要充分利用信息技术与课程的相关性，充分利用当前的教育教学 环境，在动态上和整体上，使信息技术与课程的整合达到一种有序的全面的融合， 从而更好地为高中数学教学服务，提高我们的教学效率，为培养出具有发散思维的 适应社会发展需要的创新人才服务。 2 1 2 信息论 信息技术与课程整合在系统论的指导下，有序地、整体地、动态地不停向前发 展，但是，要想使这个系统的效率达到最优化，就不能忽略一个极其重要的组成部 分信息，而对信息的控制和利用离不开信息论的指导。 1 什么是信息论 信息论是关于信息的本质和传输规律的科学理论，是研究信息的计量、发送、 传递、交换、接收和储存的一门学科。人类社会生活离不开信息，人类的社会实践 活动不仅需要对周围世界的情况有所了解，而且还要与周围的人群沟通才能协调地 行动。这就是说，人类不仅需要从自然界获得信息，而且入与人之间也需要信息交 流。为了正确地认识并有效地控制系统，必须了解和掌握系统的各种信息的流动与 9 信息技术与高中教学课程整台的案例研究 交换，信息论为此提供了一般的方法论指导。 所谓信息论，就是运用信息的观点，把系统看作借助于信息的获取、传递、加 工、处理而实现其有目的运动的一种研究方法。它的特点是：用信息概念作为分析 和处理问题的基础：完全撇开对象的具体运动形态，把系统的有目的运动抽象为一 个信息交换的过程。 人们获得信息的方式有两种：一种是直接的，即通过自己的感觉器官，耳闻、 目睹、鼻嗅、口尝、体触等直接了解外界情况；一种是间接的，即通过语言、文字、 信号等等传递消息而获得信息。通讯是人与人之间交流信息的手段，语言是人 类通讯的最简单要素的基础。人类早期只是用语言和手势直接进行通讯，交流信息。 古人“仓颉造字”则使信息传递摆脱了只能直接获得信息的形式，同时扩大了信息 的储存形式，是一次信息技术的革命。印刷术的发明，扩大了信息的传播范围和容 量，又是一次重大的信息技术变革。电报、电话、电视等现代通讯技术的创造与发 明，则大大加快了信息的传播速度，增大了信息传播的容量。正是现代通讯技术的 发展导致了关于现代通讯技术的理论信息论的诞生。 2 信息论对信息技术与课程整合的指导意义 要想做到信息技术与课程的更好整合，必须从信息论的观点对信息技术有一个 比较全面的掌握，包括信息技术的应用环境、使用特点等。只有对当前的信息技术 有一个比较全面和详细的了解，包括其优势和劣势，才能更好地将信息技术融合到 教与学过程中，才能真正发挥信息技术与课程整合的优势。我们要充分分析信息技 术在信息的获取、传递、处理和加工的整个过程的作用和特点，看其是否与我们的 教育教学目的相适应，而不应该仅仅用“是否先进”来判断和选择要使用的信息技 术。只有对当| j i 的信息技术有一个比较全面和详细的了解，包括其优势和劣势，才 能更好地将信息技术融合到教与学过程中，才能真正发挥信息技术与课程整合的优 势。 2 1 3 传播理论 信息与传播有着内在的天然联系，二者相辅相成，因此有人称信息技术为传播 技术。“传统的传播理论建构在传播的线性关系上，强调传播者将信息传送给受播 者，如果受播者要反馈，再将受播者( 此时成为传播者) 的反馈信息传送给传播者( 此 时成为受播者) ，这样就完成了“传播”工作。这一理论蕴涵了时间、空间的延迟 意义，信息的反馈是间接的。”表面上看，受播者“要什么”传播者就“给什么”， 但受播者在线性传播过程中，受制于时空延迟的先天限制，在接受信息时往往处于 1 0 信息技术吁高中数学课程整合的案例研究 被动、不平等的地位。就教学来说，传播学的观点认为，教育的实质就是教育者运 用一定的教育媒体向受教育者传播知识技能和情感的活动。在传统数学教学中，教 师作为知识的传播者，为了避免不必要的干扰，往往略去与教学内容关系很大的、 非常有价值的信息；而学生作为受播者，只是被动地接受教师传递的信息并简单地 反馈，这种线性的传递，阻碍了学生获得信息的主动性和质量。大量教学实践表明： 学生获得的教学信息并不完全取决于教师信息的输出量。信息技术的普及，势必改 变传播者与受播者及信息间的关系。 网络传播中并不存在固定的传播者的概念，传播者和受播者完全处于平等的地 位。每一个人都可以是主动传送信息的传播者，同时也是受播者，可以主动选取信 息。多媒体计算机和互联网技术融入数学教学后，教学信息的传播方式从根本上发 生了变化，即从单向到双向及交互式方式转变，学生不再是被动的信息接受者，他 们可以主动搜集自己感兴趣的信息，并根据自己的需求选择信息的内容。“媒体的 特性将直接制约教学的形态和结果，在人类发展历史上，信息技术的每一次突破都 大大改善了教育形态，提高了教育效率，给人类带来了无限的创造力”。由于现代 信息技术为数学课堂教学提供了即时、多向获取信息的可能性和巨大的发展空间， 因此二者的融合将有利于数学的教与学。 2 2 各种学习理论 信息技术与课程整合需要先进的教育教学理论的指导，现代教育思想是进行信 息技术与课程整合的灵魂，下列各种学习理论都对信息技术与课程整合都有着不同 程度的影响。 2 2 1 行为主义理论 行为主义是美国现代心理学的主要流派之一，在整个西方心理学界有很大的影 响。作为现代心理学体系中的一个重要流派，在2 0 世纪的二三十年代曾震撼了整 个美国心理学界，被称为西方心理学的第一势力。它的根本特点是排斥意识，主张 把行为作为心理学的研究对象。 图尔曼自称为“目的行为主义者”，他强调： 1 行为的目的性和整体性。动物的行为总是指向一定的目的，比如获得食物等， 而不是胡乱尝试错误。所以，他不研究反应的细节，而是分析动物整体的、指向目 的的动作。 2 中介变量。他认为，从刺激到做出反应，这之间需要通过一些中介变量，动 物需要形成对某个情境的预期，把某些事件( 如铃响) 当成最终事件( 如食物的出现) 信息技术i 高中数学课程整合的案例研究 的信号线索。实际上，行为主义学派已经把认知因素引到了学习过程中，从s - r 发 展到了s o - r 。 3 潜伏学习。他认为，不能完全以外显的行为来判断学习的发生与否，有时学 习并不直接反应在行为中，它只是导致学习者对某个情境的理解。强化并不是学习 的i ； 提条件，它影响的只是学习的外在表现。 可见，图尔曼研究学习者的整体动作，分析认知过程，乃至“认知地图”概念 的使用，都体现出了格式塔学派思想的影响。 班杜拉是2 0 世纪五六十年代脱颖而出的学者，他虽然仍然基本上沿用行为主 义的研究范式，但同时却又吸收了许多认知学习论的思想。他提出，行为不是单由 环境或个体因素决定的，环境、个体的生理和心理因素与行为三者之间是交互决定 的关系。另外，他提出了“观察学习”的理论，强调对行为的自我调节以及认知过 程等。班杜拉认为，人类的许多学习都是认知性的，一方面表现为人类具备有使用 符号表征外部事件的能力，另一方面人类能学会对环境作出有目的的、有预见性的 反应。他还强调，人类的许多行为都可以通过观察他人的行为及其结果而习得，个 体可以通过观察到自己行为的后果来调节自己的行为。行为主义和认知主义学习理 论在班杜拉身上融合得十分充分。 在进行信息技术与课程整合的过程中，也必然要考虑行为主义的影响。要从教 育的目的出发，充分利用信息技术作为中介变量，但又要考虑到学习者学习能力的 潜伏特性，不断利用适合当前教育教学环境的信息技术手段强化刺激，促进教育的 现代化，实现信息技术与课程的全面融合。 2 2 2 认知主义学习理论 认知学习理论主要包括以下两种倾向： 1 认知结构理论。这与原来的格式塔理论有着更为密切的联系，它把人的认知 看成是整体的结构，而学习就是认知结构的发展过程，就是认知结构的形成和改造 的过程。 2 信息加工的学习理论。它主要是受计算机科学的启发，用计算机来类比人的 认知加工过程，从信息的接收、存储和提取的流程来分析学习的认知过程。 按照认知主义学习理论，在进行信息技术与课程整合的过程中，不仅仅要强调 信息技术的激励功效，还要充分考虑学习者的内在认知结构。只有全面了解学习者 的内在认知结构，才能更好地利用当前的信息技术，传递教育信息，促进学习者的 认知结构进一步完善，使信息技术与课程全面融合。 信息技术与高中数学课程整合的案例研究 2 2 3 建构主义理论 建构主义( c o n s t r u c t i v i s m ) 学习理论主要是以皮亚杰、维果斯基等人的思想为 基础而发展起来的。在当今的教育心理学界，建构主义r 益引起了研究者的关注， 甚至有人( r e s l a v i n ) 把它称为“教育心理学中的一场革命”。 建构主义“学与教”理论强调以学生为中心，要求学生由