网络环境下高中数学探究式教学模式的研究.pdf

华中师范大学 硕士学位论文 网络环境下高中数学探究式教学模式的研究 姓名：周琦 申请学位级别：硕士 专业：学科教学数学 指导教师：熊惠民 20060401 内容摘要 改革开放以来，我国中小学教育教学改革尽管取得了不小的成绩，但是广大教 育工作者普遍反映整个教学改革并没有取得很大的突破。原因在哪儿呢? 我们认 为，主要问题在于，作为学习过程主体的学生如果在整个教学过程中始终处于比较 被动的地位，就难以培养出创造型人才，这也是传统的以教师为中心的教学模式的 最大弊端。现在倡导和推行的素质教育的核心就是要培养学生的创新精神和实践能 力，这既需要探究式教学，更需要一个行之有效的教学模式。本文认为将高中数学 探究式教学模式与网络环境加以整合而进行课堂教学模式的改革可以是一个突破 口。借助快速发展的信息技术，利用网络来辅助教学，促进教学改革，具有非常重 要的意义。 本文首先对传统教学模式和教学改革做了分析，指出了探究式教学的必要性。 然后讨论了网络环境和数学课程整合的可行性、网络化数学教学的基本情况，并在 探究式教学模式建构理论基础上，提出了网络环境下高中数学探究式教学模式。 本文研究的是：在网络环境下，使高中数学探究式教学能够有效实施的一套可 行的模式，即本文所提出的网络环境下高中数学探究式教学模式。在新科技支持下， 它可以突破传统教学环境的局限，得以用更宽阔的网络环境，真正做到培养学生的 数学创新能力。网络环境下高中数学探究式教学模式为：创设情境温故问新一自 主探索一网上协作一网上测试一课堂小结。即本文阐述如何通过自身教学实践，利 用网络环境，贯穿探究式教学模式，促进教学改革，最终更有效提高学生能力。 关键词：高中数学、探究式教学、网络环境、教学模式 a b s t r a c t s i n c cr e f o m la n d0 p e n i n gp o l i n gw 勰b m u g h ti n t o0 p e r a t i o n ，t h ee d u c a t i o nr e f 0 册 i np r i m i n ga n ds e c o n d a r ys c h o o l sh a sm a d e 掣e a tr e g r c s s h o w e v e r i th a sn o tm a d ea b r e a l m r o u g hi nt h e s e 打a d i t i o n a la s p e c t s ，s u c ha st om o v en d m t e a c h c r - c e n t c r c dt e a c l l i n g m o d e lt os t u d e n t - c c m e r e dt e a c h i n gm o d e l 1 i lt h et e a c h e 卜c e n t e r e dt e a c h i l l 吕s t u d e n t s d o n tp l a y 孤a c t i v er o l ef o rt l l e i rl e a 玎 1 i l l 岛w h i c hm a d ei ts u r ct h a tt h et e a c h i n g o b j e c t j v e sc a n n o tb ea c h i e v e d ，孤dt h ec r e a t i v et a l e n t sa r en o tc u n i v a t c d n o w a d a y s ，t h e i n f o m a t i o nt e c h n 0 1 0 9 yi sd e v c l o p e dv e r yr a p i d l y ，w en e e dt oi n v e s t i g a t eh o wt oc o n d u c t c a j ( c o m p u t e r - 加d e di i l i t i a t i o n ) a i l di t si m p a c to nt e a c h j n g b a s e do nar e v l o no ft h et r a d i t i o n a l t e a c h i n gm o d e la n dc i i r r e n te d u c a t i o nr e f o m ， w e p r o p o s ei n q u 时t e a c h i n g n e nw e d i s c u s st l l ef e a s i b i l i t yo fc o m b i n i n gt h en e t w o r k e n v i m n m e n ta n dm a m e m a t i c st e a c h i n g b a s e do nt h ec o n s t m c t i v i s mt h e o r yo fi n q u i r y t e a c h i n gm o d e l ，w ep r o p o s ea ni n q u i r i n gt e a c l l i n gm o d e l o fh i g hs c h 0 0 lm a m e m a t i c s ， w h i c hh a sm ef o l l o w i i l gf 量v es t 印s ：c r e a t i n gac o m e x t - _ r e v i e wa l l dp o s en e w q u e s t i o n 卜- i n d e p e n d e n ti n v e s t i g a t i o m c o o p e m t i o no v e ri n t e m e t i n s t a mo i l l i n e 勰s e s s m e n t _ q u m m a r ya n de x t e n s i o n w eh o p et l i es t u d e n t s 、a b i l i t i e sc o u l db ed e v e l o p e d t h r o u g hm i sp r o c e s s i ta i m sa th o wt oe x p e r i e n c ct e a c h i l l gp r a c t i c e ，m a k eb e s t o ft h en e t w o r k ，e m p l o y s i n q u i r yt e a c l l i n g ，u f g e st h et e a c h i n gr e f b r r i ia i l d 弛a l l yi m p r o v e ss t u d e n t s a b i l i t y e f f e c t i v e l y k e yw o r d s ：h i 曲s c h o o lm a t h e m a t i c s ，h q u i r yt e a c i i i n 舀n e 锕o r ke n v i r o 衄e n t ，t e a c h i n g m o c l e l 硕士举位论文 m a s t e r st h e s i s 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所里交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作 所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 储鲐7 粥 日期：a 一红，月，) 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权华中师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 作者签名：厢弓 日期移f 月，1 日 柳签名：j 毖斛 日期：力年，月侈日 本人已经认真阅读“c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人的 学位论文提交“c a l i s 高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章程”中的 规定享受相关权益。回意诠塞握銮厦澄蜃；旦坐生i 旦= 生；旦三生筮查! 作者签名： 日期籼 葛 月，1 日 导师签名：j 缝鼬 日期：。2 曲6 年r 月寸日砖钌7 1 研究背景 1 1 传统教学模式的反思 以凯洛夫的五段教学模式( 激发动机一复习旧课一讲授新课一运用巩固一检查 效果) 为典型代表的传统教学模式，长期以来直统治着我们各级各类学校0 1 。它 以教师为中心，由教师通过讲授、板书及教学媒体的辅助，把教学内容传递给学生 或者灌输给学生。老师是整个教学过程的主宰，学生则处于被动接受老师灌输知识 的地位。在这样一种模式下，老师是主动的施教者，学生是被动的外部刺激接受者 一灌输对象，媒体是辅助老师向学生灌输的工具，教材则是灌输的内容。传统教学 在教学过程中强调讲练结合，固然无错，却忽视了问题意识和解决问题能力的培养； 强调教学过程整齐划一，却忽视了个人体验和个体差异；强调培养思维，却忽视了 情感态度；强调巩固固有知识，却忽视了探索能力的培养。长期以来，这已形成相 对封闭的系统，扼杀学生的主体意识，忽视个体差异，阻碍学生身心全面、和谐、 持续的发展。不难想象，作为学习过程主体的学生如果在整个教学过程中始终处于 比较被动的地位，肯定难以达到比较理想的教学效果，更不可能培养出创造型人才， 这就是传统的以教师为中心的教学模式的最大弊端。近年来各地掀起了数学教学改 革的热潮，教学改革成果不断出现。在对我国数学教学改革的理论与实践作了多角 度、全方位的思考和分析后，发现在取得教学改革成果的同时，由于很多主观和客 观的原因，数学教学改革未能全部按计划进行，以达到预期目的。广大教育工作者 普遍反映整个教学改革并没有取得很大的突破。 为了更好培养学生的创新能力，迫切需要探究式教学。新一轮国家基础教育课 程改革的一个重要而具体的目标，就是要改变至今仍普遍存在的学生被动接受、大 量反复练习的学习方式，倡导学生主动参与的探究性学习。因此，在教学中如何培 养学生的探究能力，成为一个倍受到大家关注的问题。何为探究，在辞海中的解释， 是指用科学的方法探求事物的本质和规律。探究与研究不同，探究比研究更有生气， 更有动感，更符合青少年学生的身心特点。牛津英语词典中对探究的定义是求索知 识或信息，特别是求真的活动；是搜寻、研究、调查、检验的活动：是提问和质疑 的活动。探究是从学科领域或现实社会生活中选择和确定研究主题，在教学中创设 一种类似于学科研究的情境，通过学生自主、独立地发现问题、实验、操作、调查、 信息搜集与处理、表达与交流等探究活动，获得知识、技能、情感与态度的发展。 由此，正确有效的探究式教学的运用既是训练学生“三动”( 即动口、动手、动脑) 的 有效途经，也是充分发挥学生主体能动性的有力保证，还是培养学生创新精神和实 践能力的摇篮。在教学中教学改革更着力于能力的培养，目前很多教学改革没能落 到实处。 在新课程标准中已提出探究式教学，但没有大的突破，传统教学模式不适合探 究式教学，需要研究一套行之有效的教学模式。要使教学改革能顺利地按计划地进 行，达到预期的目的，必须寻求教学改革的出路，那么探究式教学模式的实施可以 是教学改革的一个出路。 1 2 网络环境下探究式教学模式 如何研究探究式教学模式? 目前，学校教育还是处于传统教学环境下，传统教 学环境不能较好实现探究式教学目标，而多媒体技术和网络技术为数学信息时空一 体化提供了展现舞台，让学生在信息化的环境中探究，主动进行信息收集、筛选， 进行知识的意义建构，在探究活动中长知识，开发创造力和潜力，在民主、平等的 学习环境中陶冶情感、态度和价值观，张扬主体鲜明的个性。网络环境主要指多媒 体计算机、教师网络、校园网和i n t e r n e t 等。 所以，我认为可以将网络环境与数学探究式教学进行整合，并研究用什么样的 教学模式来实施整合效果更好。本文就此问题提出的网络环境下探究式教学模式， 我认为为上述教育目标的实现提供了最佳的教育教学模式。 下面我讲一讲网络环境与探究式教学模式整合的必要性和可行性。 首先，网络环境和高中数学教学的整合是课堂教学发展的必然趋势。当前我国 中小学普遍采用的一支粉笔、一块黑板的教学模式很容易使学生在学习时产生疲劳 和厌倦，特别是中小学基础教育阶段，学生对感性材料的掌握有限、理性思维发展 相对滞后，教材中许多教学内容相对难学，教学效果就不够理想。现在推行和实践 的素质教育的核心就是要培养学生的创新精神和实践能力，传统的教学手段无法保 证从技术手段上实现它。而多媒体计算机辅助教学为主的网络环境不仅可以给学生 多感官、多类型的刺激，而且它能够集成大量的感性材料，直观、细致地模拟一些 抽象过程，贴近学生的实际，因而能充分调动学生学习的积极性，大大提高课堂效 率。 其次，现代网络环境是实现探究式教学的物质基础。进入信息化时代，计算机 科学的发展，特别是多媒体技术和网络技术的出现改变了社会各个领域运行和发展 的模式，改变了社会成员的生存方式和学习方式，借助于网络环境，人们可以更多、 更快、更准确地接受、析出、反馈信息，并且依赖信息的传输，科学技术、政治、 经济、教育等多种领域发展的节奏大大加快，利用现代网络环境接受和吸收处理信 息已成为社会发展对社会成员的基本要求。 探究式教学模式实施基础在于学习情境的创设，而网络环境有利于设计以学生 为中心的理想探究学习环境。网络能解决研究所需的大量资源，能帮助学生建立小 组协作，能使教师实现个别化异步指导，能使学生与校外专家、研究者建立有效、 快速的联系，使学生获得学习上的自由，变被动的接受式学习为主动的探究式学习， 能使学生学习的主体性在网络环境下得以实现。探究式教学是非常适合在网络环境 中进行的。学生在基于网络环境下的探究式教学过程中，调用教学资源库中的各种 素材，如文本、动画、视频、图片等，以巩固学习的内容，解决学习的疑惑，了解 不同的观点，掌握不同的方法。除了能得到资料库及系统的帮助来解决问题，还可 以充分利用网络资源帮忙答疑，如资源搜索、设立讨论小组、视频会议等，以下是 一些有效的网络学习环境方式：一是搜索引擎及超文本方式。这两种方式主要是在 学生自主解决问题时适用，当学习者遇到无法解答的问题时，可以通过搜索引擎查 询问题的相关资料。二是电子邮件。电子邮件是最常用的，用于网络的回答问题和 探讨问题的方式，学生在遇到问题时可以以e m a i l 的方式向专家、老师或其他同学 请教，对方也以同样的方式进行回复。三是协作学习方法。包括对话小组汀a l k g r o u p s ) 、论坛( b b s ) 、视频会议、聊天室、网络寻呼机( m s n 、q q 、i c q ) 以及电子 日志等。四是基于网络的专家系统。该系统的设计要求较高，能够达到一定的智能 化程度。通常会用到以上的方式其中的一种或几种，应该对各方面的因素加以考虑 后选择适合的解决方案。如美国德州开展的一项称为“数学魔术”的基于i i l t e m e t 的数学探索项目，其内容涵盖美国所有的初等数学教育。要想参加该项目，只要求 会收发电子邮件。要求教师把精力和时间放在为学生提供学习所需要的各种资源和 简化学生在利用这些资源时必需经历的实际步骤上，而不是放在组织教案和讲解 上。在教学过程中，教师只需创设情境和提出研究课题，然后，引导学生利用网上 资源自主探究，开展讨论，进行实验，最终完成课题研究。 另外，网络环境下的探究式教学是将网络技术作为新型学习生态环境的有机因 素，充分体现了学习者的主体地位，以探究学习作为主要学习方式的教学活动。因 此它的核心是教学而不是技术尝试活动。评价标准至少不首先是“是否”运用了网 络技术，而更可能是“教学活动是否达到了预期的教学目标”、“技术是否很好地 为实现这些教学目标服务”等等。其模式不是一成不变的，它的实施是以教师教学 观念的转变为前提的，关键在于教师对整个教学过程的控制和引导，教师必须根据 自己具体的教学实际和学科特点，灵活应用，只要将这几个要素组织和衔接好，便 能在简单的技术背景下，达到良好的教学效果。由于网络环境下的学习具有其他手 段无可比拟的优势，在新课程的实施中，探究式教学正在被广大的教育工作者接受 和实践，但如何真正发挥出探究式教学的多元价值，是每一个教师需要认真思考和 反复实践的问题。 2 探究式数学教学模式概述 2 1 探究式教学模式的涵义 模式是人们遇到特定问题时大家惯用的应对方式。模式，即p a t t e r n ，其实就 是解决某一类问题的方法。你把解决某类问题的方法总结归纳到理论高度，那就是 模式。每个模式都描述了一个在我们的环境中不断出现的问题，然后描述了该问题 的解决方案的核心。通过这种方式，你可以无数次地使用那些已有的解决方案，无 需再重复相同的工作。为什么要用模式? 因为模式是一种指导，在一个良好的指导 下，有助于你完成任务，有助于你做出一个优良的设计方案，达到事半功倍的效果。 而且会得到解决问题的最佳办法。 教学模式是教学理论和教学实践的综合体。一种教学模式，总有一定的理论主 张、理论倾向和理论依据。同时，课堂教学总是在一定的时空中进行，教学过程的 诸要素在时空上的组合方式直接影响着学生学习的主动性和积极性，影响着教学效 率和质量，关系到教学目标是否实现，教学任务能否完成。教学成功的关键在于教 师对构成教学系统的组成要素的合理组合。这种组合方式是教学模式的核心问题， 因此一种教学模式，必有一套成型的教学操作程序、规则和方法，可以在教学实践 中具体运用。因此我们认为，教学模式是指依据一定的教学思想，对影响特定教学 目标达成的若干变量( 要素) 的组合方式。概括起来，教学模式还具有以下涵义： 一是原型，教学模式的源泉存在于教学实践经验之中。教学模式是教学理论支撑下， 对教学实践方式高度提炼而概括化的抽象。教学模式一经形成，其基本结构是相对 稳定的。但教学模式不是凝固不变的，教学模式教学公式，任何一个教学模式都 是一个开放的和不断更新的动态系统。二是模型，自然科学把要素的相互关系规律 称为模型，社会科学则称为模式。即结构化的表达方式，简约化的表达方式，涉及 到目标、策略、方法和评价的有机整合：是对教学的空间结构和时间序列的系统概 括。在空间上体现多要素的相互作用方式，在时间上体现操作的过程顺序。三是范 型，任何教学模式都在一定的范围内具有代表性和示范性。这里指的是“一定范围”， 而不是放之四海而皆准。教学模式的代表性和示范性主要表现为以下特征：其一是 整体性，即任何教学模式都有一套独特的系统化、结构化的方法和策略体系。其二 是简约性，它形象、具体、容易比较、容易认识、容易掌握。其三是优越性，任何 教学模式都具有典型的且相对稳定的教学结构，既规范，又开放，是一个动态的、 在一定范围内是可以转换( 形成若干变式) 的、具有智慧含量的范型。其四是可操 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 作性，教学模式是教学理论转化为教学行为的桥梁，是模仿、学习教学的桥梁，具 有迁移价值。 探究，按照我国汉语大词典的解释，是指“探索研究”，即努力寻找答案、 解决问题。人们解决问题的活动即探究虽然是复杂多样的，但大体上可将其分为广 义的和狭义的两种。广义的探究泛指一切独立解决问题的活动，是一种思维方式， 倾向于人类的天性，既包括深思熟虑的“思想实验”，也包括尝试错误性的摸索或 探索。而本文所研究的探究式教学是广义的，是指以探究为主的教学，即指在教师 的引导下，以现行教材为基本探究内容，在课堂教学的全过程或某一教学片断中为 学生提供充分自由的质疑、探究、讨论问题的机会，学生通过个人或集体等多种解 难释疑尝试活动，运用科学探究的方法和程序，将自己所学知识应用于解决课堂中 某一问题或专题的一种教学形式。 探究式教学模式是探究式教学理论的深化和具体化，一方面它以一种简化的形 式再现探究教学理论的精神实质，另一方面，它通过设计一套较为完备的实施程序 而将理论应用到实践中去。它是以学生为主体，通过学生主动参与，促进其主体发 展，从而获得全面发展的教学模式。它从以知识为本转向以人的全面发展为本，强 调通过探究性活动促进人的全面发展，尤其是人的主体性的充分发展。在课堂教学 中，不仅要使学生获取知识，掌握基本技能，而更重要的是要使学生学会获取知识 和技能的方法，具有主动学习的能力。不仅要培养能力、发展知识，还要培养其非 智力的素质情感、意志、健康的心理，良好的道德品质等以及在这些综合素质 基础上充分发展其自主性、能动性、创造性等功能。探究式教学模式是使探究式教 学能够有效实施的一套可行的模式。它是高中学生在教师指导下进行独立探究活动 解决数学问题的模式。它是在我国提倡的的熟读精思、启发式教学的教学思想基础 上，吸取杜威和布鲁纳倡导的“问题假设一推理一验证”程序变化而来。这一教 学模式的教学目标在于培养学生创造性思维能力。其基本程序是教师提出问题，这 个问题必须体现教学目标，是教学内容重点的富有思考性的难易适度的问题，为学 生创设一个认识上的困难情境，激起学生的求知欲和好奇心。然后，引导他们在原 有知识基础上，运用分析、综合、比较、类推、归纳、演绎等思维过程，提出假设， 即解决问题的办法，并运用具体事例、事实进行验证。在解决问题过程中，学生之 间相互讨论、启发。最后，让学生发表对解决问题的不同见解，并加以总结提高， 从而形成对问题的解释，得出结论，并引导学生分析思维的过程和方法，建构数学 方法论的知识。 2 2 探究式教学模式的理论基础 我们提出的高中数学探究式教学模式是以建构主义理论为主要理论依据。 皮亚杰提出的发生认识论的两个中心思想：“互作用论”和“建构论”认为，知识 不是外界客体的简单板本，也不是主体内部预先形成的结构的展开，而是由主体与 外部世界不断相互作用而逐步建构的结果。认识是一种主动积极和不断的建构活 动，学生要通过自己的活动，建构形成他的智力的基本概念和思维形式。因此，学 生并不只受教于教师，也能自己独立进行学习。真正的学习不是由教师传授给学生， 而是出自学生本身。培养学生的创新精神与实践能力要通过课堂教学去实现，因此 力求在课堂教学中让学生主动探究知识，以求得教师的教学水平和学生的学习层次 的总体提升。 现代建构主义学习观认为，教学不是将知识以成品的方式教给学生，而是学生 通过自己与外部环境的交互活动主动获得知识的过程。这就意味着学生的学习是在 教师引导下学生在交往活动中进行主动探索和自主建构的过程。建构主义学习观表 现在教学策略上，就是“以学论教”，主要围绕学生的学习进行四个意义上的建构 即建构教学情境、学习活动、合作交往、成功体验。 建构主义理论包括学与教”理论、建构主义“学习环境”理论、建构主义“认知 工具”理论。 建构主义“学与教”理论强调以学生为中心，要求学生由外部刺激的被动接受者 和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者，建构主义的教 学理论则要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、 促进者；要求教师应在教学过程中采用全新的教育思想与教学结构( 逐渐摒弃以教 师为中心、强调知识传授、把学生当作知识灌输对象的传统教育思想与教学结构) 、 全新的教学方法和全新的教学设计。 建构主义“学习环境”理论认为，学习者的知识是在一定情境下，借助于他人的 帮助，如人与人之间的协作、交流、利用必要的信息等等，通过意义的建构而获得 的。理想的学习环境应当包括情境、协作、交流和意义建构四个部分。创设情境应 注意学习环境中的情境必须有利于学习者对所学内容的意义建构。在教学设计中， 创设有利于学习者建构意义的情境是最重要的环节或方面。协作应该贯穿于整个学 习活动过程中。教师与学生之间，学生与学生之间的协作，对学习资料的收集与分 析、假设的提出与验证、学习进程的自我反馈和学习结果的评价以及意义的最终建 构都有十分重要的作用。交流是协作过程中最基本的方式或环节。比如学习小组成 员之间必须通过交流来商讨如何完成规定的学习任务达到意义建构的目标，怎样更 多的获得教师或他人的指导和帮助等等。其实，协作学习的过程就是交流的过程， 在这个过程中，每个学习者的想法都为整个学习群体所共享。交流对于推进每个学 习者的学习进程，是至关重要的手段。意义建构是教学过程的最终目标。其建构的 意义是指事物的性质、规律以及事物之间的内在联系。在学习过程中帮助学生建构 意义就是要帮助学生对当前学习的内容所反映事物的性质、规律以及该事物与其他 事物之间的内在联系达到较深刻的理解。 建构主义“认知工具”理论认为，学习是以思维为中介的，为了更直接地影响学 习进程，应减少一直以来对传递技术的过分关注，而更多地关心在完成不同任务中 如何要求学习者思维的技术。认知工具理论就是在这种基础上应运而生的。认知工 具是支持、指导、扩展学习者思维过程的心理或计算装置。前者存在于学习者的认 知、元认知策略；后者则是外部的，包括基于计算机的装置和环境；它们都是知识 建构的助成工具。以多媒体教学技术和网络技术为核心的现代网络环境成为最理 想、最实用的认知工具。 网络环境与探究式教学模式 探究式教学模式与现代网络环境整合与国家政策、方向相吻合。当我们步入2 l 世纪时，世界科学技术正在发生新的重大突破，以信息科学和生命科学为代表的现 代科学技术突飞猛进，为世界生产力的发展打开了广阔前景。基础教育特别是高中 教育面临着难得的发展机遇，也面临着严峻挑战。根据国家“十一五”规划提出的基 础教育战略目标和基础教育现状，教育部审时度势，制定了一系列有关政策和措施。 早在几年前，教育部部长就已指出：“教育部决定，从2 0 0 1 年起用5 至1 0 年左右时间 在全国中小学基本普及网络环境教育，全面实施校校通工程，以信息化带动教育 的现代化，努力实现基础教育跨越式发展。” 3 1 网络环境与数学课程整合 教育领域中，所谓整合，首先是相对于分化而言，这包括学校教学系统中要素、 成分的整合；其次，它既涉及宏观上的学校教学系统中学生、内容的要素，同时也 涉及微观上的认知、情感、技术、需要、兴趣、意志、以及知识的各个系列等要素 的成分；最后，整合是一个过程。网络环境是指信息产生、加工、传递、利用的 方法和技术。随着人类对信息处理方式的变化，特别是计算机技术和网络技术的成 熟、发展，网络环境有了根本性的革新。网络环境所带来的学习方式上的变革使它 成为课程整合的一个切入口，而课程整合为了实现它的时代目标也选择了网络环境 为依托。目前我国教育研究领域中讨论的课程整合都锁定为网络环境支撑下的课 程整合。这既与整个国际环境中对人才的信息素养要求有关，又与我国当前的基础 教育课程改革相呼应。 什么是网络环境与课程整合? 华南师大李克东教授认为：它是指在课程教学过 程中把网络环境、信息资源、信息方法、人力资源和课程内容有机结合，共同完成 课程教学任务的一种新型的教学方式。它是我国面向2 1 世纪基础教育教学改革的新 视点，是与传统的学科教学有着密切的联系和继承性，又具有一定相对独立的特点 的教学类型。说得通俗一点，计算机与学科课程整合就是把计算机当作日常促进学 生自主学习的认知工具与情感激励工具、创设教学环境的工具，融入到各学科教学 中就像使用黑板、粉笔、纸和笔一样自然流畅地使用计算机上课。充分发挥学 生在学习过程中的主动性、积极性与创造性，使学生在学习过程中真正成为信息加 工的主体和知识意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受器和知识灌输的对 象；教师则应成为课堂教学的组织者、指导者。 那么，什么是网络环境与数学课程的整合呢? 下面我从网络环境与数学课程整 合的基本原则和意义来阐述。应注意的基本原则为： 第一，数学课程与网络环境的整合应体现数学学习的发现、探索教学过程的原 则。它强调利用网络环境对数学知识的发生发展过程给学生以展示，强调对数学知 识的探索；强调对数学知识应用；强调对数学知识的迁移。这种整合，是以数学教 学的具体任务为完成目的，有意识地与网络环境相结合的教学。其目的是使学生的 数学学习始终处于发现问题、用数学的方式提出问题、探寻解决方法、解决问题的 自主的、动态的过程中。在解决问题的同时，让学生做到个性学习与协作和谐统一， 以达到数学学习的目标。 第二，数学课程与网络环境的整合应体现“教师为主导，学生为主体”的教学 理念原则。任何教学改革，教师都是最初的创造者和最终的执行者，数学课程与网 络环境的整合中，应根据中学数学教学本身的特点，利用网络环境的优势，从数学 课堂教学和数学实践教学中寻找切入点，创设具有丰富性、挑战性和开放性的教学 环境。教师所做的一切努力，都应是为学生的发展提供更为宽广、有弹性且具有创 意的学习空间，使以学生为中心、基于资源及交流讨论的全新教学方法得以实现。 第三，数学课程与网络环境的整合应体现知识学习和创新精神相结合的原则。 计算机多媒体技术支持学生通过不同的途径与方法研究相同的数学知识，对已有的 知识从多角度去思考与再认识，从而产生新的认识。这便是数学创新思维的产生源 头。 第四，数学课程与网络环境的整合体现网络环境作为数学学习的基本工具的原 则。网络环境的教育已经不再局限于扮演以往的角色：教育素材的提供者，或是模 拟教育者，或是练习机器这样一个相对被动的角色。在数学课程与网络环境的整合 中，应让学生把网络环境作为获取数学知识所需信息、探索问题和解决问题的认知 工具。对于学生来说，网络环境则是一种终身受用的学习知识和提高技能的认知工 具。 第五，数学课程与网络环境的整合应体现现实学习服务于终身学习的原则。数 学课程的最终目的是让学生学会学习的方法和手段。因而数学的学习不应也不可能 局限于数学知识本身。 网络环境与数学课程整合的意义为： 第一，通过网络环境与数学课程整合，确定新的教学观念。随着网络环境的发 展，学生数学知识的获取已不会也不可能单一的是学校课堂这一渠道。而网络环境 提供给数学的，从广义是来说，都是数学课程资源。正是基于这一现实，在网络环 境与数学课程整合中，教师必须树立新的教学观念。我们认为，这种全新的教学观 念至少应包含：教师的教学方式应服务于学生的学习方式；让所教的知识与学生的 生活世界密切联系；帮助学生发现知识的个人意义；激励学生完成富有挑战性的学 习任务；引导学生创设融洽和谐的学习氛围。在这些观念中，教师与学生的关系是 主导与主体的关系，教师的教学是以学生的发展作为根本目的和出发点的。在这些 观念下的数学教学，更多的是师生互动的教学。 第二，通过网络环境与数学课程的整合，实现学习方式的根本转变。 从“听数学”转变为“做数学”。可以利用几何画板让学生做“数学实验”， 利用新型的教学模式取代主要靠老师讲授、板书的灌输式教学模式。由于教学过程 主要是让学生自己做实验，所以教师在备课时考虑的应该是如何组织学生进行协作 学习和交流。在以往的数学教学中，教师往往只强调“定理证明”这一教学环节( 逻 辑思维过程) ，而不太考虑学生直接的感性经验和直觉思维致使学生难以理解几何 的概念与几何的逻辑。几何画板可以帮助学生在动态中去观察、探索和发现对象之 间的数量变化关系与结构关系，因而能充当数学实验中的有效工具，使学生通过计 算机从“听数学”转变为“做数学”。如为了让学生较深刻地理解两个直角三角形 全等的条件，可以让学生利用几何画扳做一次这样的数学实验：在该实验中，学生 可以通过任意改变线段的长短和通过鼠标拖动端点来观察两个三角形的形态变化， 学生从中可以直观而自然地概括出直角三角形全等的判定定理，并不需要由老师像 传统教学中那样滔滔不绝地讲解，而学生对该定理的理解与掌握反而比传统教学要 深刻得多。 倡导学生进行自主性学习和研究性学习。计算机对中学数学的研究性学习，有 着十分重要的促进作用。首先，为我们提供了大量的可用数学知识研究解决的数学 课题，使研究性学习在时间和空间上得以突破；其次，探索型教学平台整合进数学 课堂后，使数学问题的研究朝着开放与服务方面前进。学生对生产生活实际的观察， 在一定的背景下自己提出问题，设立自己的研究步骤，优化自己的研究方法，并利 用计算机平台进行探索，这样的数学教学才使真正意义上的数学教学和数学教学应 追求的目标。如学生对城市交通的调查研究，在采集大量与之有关的数据的情况下， 学生可以充分利用计算机平台所提供的统计分析软件，来帮助自己得出研究结论并 提出合理化的建议。在这样的学习环境中，驾驭计算机辅助教学平台的学习主体是 学生。平台的使用从教师手中转移到了学生，这种学习是开发性和开放性的，学习 者从旁观者变成了参与者、开发者。又如，在研究电视发射台对城市的辐射的范围 研究性课题中，学生必须收集资料，建立数学模型，应用所学的数学知识解决问题 顽士学住论文 m a s t e r st h e s i s 等方面，通过自主地和与人合作的方式，利用计算机为我们提供的分析工具，去完 成研究。从这一研究中，学生可更多地思考为什么要发射人造卫星，能覆盖全球各 地区，共需多少颗卫星等更深一层次的问题。这对学生开拓知识面，实现学科的综 合与交叉无疑会起到重要的作用。这种研究性学习，是充分建立在学生自主的基础 上的，是学生探索与合作精神的结果，这为学生的终身学习，在方式与方法上进行 了积累。 第三，通过网络环境与数学课程整合，培养了学生的“信息素养”。信息素养， 是素质教育的核心要素，其中，信息处理能力是重要的一种能力。基于网络的中学 数学课程教学，所选择的直接学习素材，既可以是数学问题，而且这些学习素材都 附带一定的情景或背景，学生通过网络收集提取有关素材，对相关素材进行分析、 研究和比对，通过实验、观察、类比、联想、交流和讨论，最后归纳、综合，实现 意义建构。教师的角色和行为方式发生了重大变化，教师不再是主要的信息源，他 是教学活动中的导航者，设计者和帮助者。学生成为教学活动的主体，是知识的探 索者。自主学习成为学生学习的主要方法。学生在学习过程中学会学习、学会组织、 学会协作、学会思考和交流。如在进行“税收问题”的教学中可以让学生在网上搜 索“税收咨询”的网站。同学们可以根据自己的兴趣、爱好，在网站上用“协作” 与“对话”的方式进行探索，学习各种税费的计算方法，了解各种税收政策。 又如，在进行数学竞赛辅导中，也可以指导学生查询相关的“数学竞赛”网站，让 同学们在这些网站上查找有关数学竞赛的资料，对这些资料进行分析、处理、应用， 并参与网上讨论，扩展学生的视野。 总之，数学课程与网络环境的整合，改变了我们传统的数学教育思想与教学模 式。网络环境作为认知工具的数学课程整合，无疑将是信息时代中占主导地位的数 学课程学习方式，必将成为2 l 世纪学校数学教育教学的主要方法。因此，在当前我 国积极推进教育现代化、信息化的大背景下，倡导和探索网络环境和数学课程的整 合，将复杂抽象的数学概念变得形象生动，提高了同学们学习数学的兴趣：对于发 展学生的“信息素养”，培养学生的创新精神和实践能力，有着十分重要的现实意 义。 3 2 网络环境与探究式数学教学模式的整合 所谓网络环境与探究式数学教学模式的整合，就是将网络环境作为一种有利的 工具与数学探究式教学有机地结合起来，和教与学融为一体，改变传统数学课的教 学模式，发展学习者的创新精神和实践能力，培养符合社会发展需要的新人材a 网 嵩怒。 络环境是探究式数学教学模式组成要素之一。课程是实体，而技术是载体，课程内 容需要通过恰当的技术形式呈现出来，从而形成有序的、系统性的教学模式，同时 技术手段也能通过课程内容的展示而表现出不同的特性。例如，优秀的课件其教学 内容的选择与设计往往有独特之处，而课件的操作界面友好、交互性强、艺术表现 力强等，这些都能很好地反映出内容与技术之间的和谐统一的结果。为此，课程内 容与技术手段相辅相承，互为表里，从而形成一个功能完整、表现力强的有机整体。 技术手段与课程内容的整合，一则网络环境可以作为媒体工具而作用于教学过程， 从而影响教学效果或学习质量；二则课程内容可以通过恰当的技术手段，把课程系 统组织成为一个整体，这样网络环境也就成为了组成要素之一。 3 2 1 整合内容 我们到底要整合些什么，怎样的整合才最有效，我认为要从以下两个方面进行 考虑。 首先，我认为要整合资源。这个整合过程，其实就是利用现有的教师资源、教 学经验、教辅资源、网络资源的整合。首先要学会对人力资源的整合。其一是对学 校内部教师人力资源的整合。这是将学校固有的人力资源的优化与重组，将进一步 促使学校内部教师联合体的形成。其二是对网络上的人力资源进行整合。另外，对 数学知识整合，当我们从教材、资料、网络上获取了大量的材料之后，就要进行一 番细致的筛选、鉴别，挑选出能够更好地为数学教学服务的资料加以重新组合，这 种组合充分体现了一个数学老师的专业水平和教学艺术水平。这种选择和组合，是 一个数学老师信息素养、知识结构、教学经验、价值判断水平的综合体现。 第二，传统教学模式下，引入的情景设计很难做好，但在网络环境下很好的做 到这一点。可以将创设情景与网络环境整合。 第三，传统教学模式下，教师与学生的课堂交流很难做到。但可以在网络环境 下很好的做到这一点。同样，传统教学模式下学生之间的交流基本没有，网络环境 下可以做到。所以，我认为可以整合。 第四，传统教学模式下，上课听记与评价相对隔离，可以将网络环境与评价整合。 可以充分体现评价效果。 以上这些整合想法如何进行将在后面第四章详细阐述。 3 2 2 整合作用 第一。探究式数学教学模式强调模拟情镜，而网络环境给它提供了可能。g 波 利亚提出：”数学有两个侧面，一方面它是欧几里德式的严谨科学，从这个方面看， 数学是一门系统的演绎科学，但另一方面，创造过程中的数学，看起来更象一门实 验性的归纳科学，“数学的创新教育，更需要数学实验、猜想在数学实验中，观 察、分析、对比、归纳、建立关系，处理数据、发现规律，网络环境的应用给数学 实验提供了可能 譬如，使用几何画板这个数学教学软件。该软件功能强大，能方便地用动 态方式表现对象之间的关系，既能创设情境又能让学生主动参与，所以能有效地激 发学生的学习兴趣，使抽象、枯燥的数学概念变得直观、形象，使学生从害怕、厌 恶数学并乐意学数学。让学生通过做”数学实验”去主动发现、主动探索，不仅使学 生的逻辑思维能力、空间思维能力得到较好的训练，而且还有效地培养了学生的发 散思维和直觉思维，是目前数学教学中最为流行的辅助软件之一。借助几何画板可 以将抽象的数学概念形象化。如对”轴对称”概念的讲授，教师可以先利用几何画板 制作一只会飞的蝴蝶，这只蝴蝶既能吸引学生的注意力，又能够让同学们根据蝴蝶 的两只翅膀在运动中不断重合的现象很快就理解”轴对称”的定义，并受此现象的启 发还能举出不少轴对称的其他实例。这时再在屏幕上显示出成轴对称的两个三角 形，并利用几何画板的动画和隐藏功能，时而让两个对称的三角形动起来，使之出 现不同情况的对称图形；时而隐去或显示一些线段及延长线。在这种形象化的情境 教学中，学生们一点不觉得枯燥，相反在老师的指导和启发下他们会始终兴趣盎然 地认真观察、主动思考，并逐一找出对称点与对称轴之间、对称线段与对称轴之间 的关系，在此基础上学生们就很自然地发现轴对称的三个基本性质并理解相应的定 理，从而实现了对知识意义的主动建构。 第二，探究式数学教学模式强调数学对象的多重表示，而网络环境可以很方便 地实现。网络环境使数学概念、理论及数学问题容易地用数字的、图形的、符号的、 语言的等多种方式表达学生可以在这些表示法之间进行自由转换，既可以用计算 机或计算器的数据处理分析功能、作图功能、可视性与动态显示效果，又可以通过 图形的方法或数值的方法来探索数学，使得”多重表示与表示的互相转换”这一重要 的学习理论的实现成为可能。 第三，探究式数学教学模式强调数学教学要为学生充分展示数学知识的发生、 发展过程，展现思维过程，而网络环境可以给它提供可能。网络环境的融入利于创 设新颖的教学环境，教学模式将从以教师讲授为主转为以学生动脑动手自主研究、 小组学习讨论交流为主，网络环境可以把数学课堂转为”数学实验室”，学生通过自 己的活动得出结论、使创新精神与能力得到发展数学教学是思维过程的教学，但 在传统教学中教师并不能把握每个学生的思维过程，从而不能给予及时反馈。网络 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 环境的交互功能则很好地解决了这个问题。以往运用传统的教学手段，学生在练习 纸上整理数据，教师很难了解到学生整理数据的全过程，教学的实效性很难把握等 结果而网络环境的互动性，大信息量传载功能正好可以解决这个问题，使师生及时 掌握各小组整理的全过程，有利于学生在自己探索的过程中真正理解和掌握基本的 数学知识与技能、数学思想与方法，同时获得广泛的数学经验 第四，网络环境可以实现历代教育家梦寐以求的理想目标一个别化教学，它同 样也是探究式教学模式的目标。由于多媒体课件的出现，计算机可以利用自己强大 的处理数据的能力，实现内容的切换和选择，即可以被用来在同一教学内容的不同 教学设计间切换和选择，也可以用来在同一数学对象的不同结构侧面的切换和选 择，同一数学问题的不同解法思路的切换和选择。也就是说，教师可以利用计算机 的这种快速切换和灵活选择的功能，设计出多种授课方式，满足各类学生的需要。 网络环境与数学教学的整合，是教育面向现代化、面向世界、面向未来的必然发展， 是一种国际趋势。数学教学中使用网络环境应该着眼于解决今天数学教学面临的现 实问题，同时在积累经验的过程中，不断从教学观念、教学内容和教学模式等方面 深化改革，逐步设计未来在网络环境支撑下的全新的教学。 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 4 网络环境下高中数学探究式教学模式 正是在以上基础的认识上，我提出网络环境下探究式教学模式。我认为所谓高 中数学教学模式中的探究式教学模式，应该是教师通过对各种教学方法的优化整 合，引导学生在数学学习活动中，充分发挥主动性，通过合作交流等方式探究知识， 实现数学知识的再创造的一套模式。具体地说，就是教师在教学中，紧密联系学生 的生活实际和已有的知识水平，向学生提供各种从事数学活动的机会，引导学生在 自主探索和合作交流的过程中真正理解和掌握