（教育技术学专业论文）网络环境下初中几何体系化教学模式研究.pdf

0 t 独创性声明 本人郑重声明：所提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 的成果。据我所知，除了特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果。对本人的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了 明确的说明。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：圣 盔 日期： 学位论文使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：东 北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可以将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、缩印或其它复制手段保存、汇编本学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：j 二二配 事 日期：刭q ，6 1 乒 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 誓导教师签翥：塑 日 期：一塑一业乡6 电话： 邮编： 、口 _ i 本文依据 学课程标准的 系化教学模式 站的初中几何体系化教学模式进行应用论证。 本文的主要研究成果如下： 一、构建了初中几何体系化教学模式。此模式以帮助学生建立完整的知识经验体系 及培养学生创新思维能力为目标，在深刻掌握基础知识的基础上，提高学生解决问题、 创新、决策等能力。学生通过对问题情境中包含的问题的实践探究获得新知识和了解新 知识形成的思维过程及蕴含的思想方法，首先教师在学生在获得新知识的基础上，引导 学生协作交流，思考总结所获得的概念、规律及方法等知识点之间的联系，进行知识点 体系的构建，使所学的新知识体系化；再通过典型问题的设置，学生利用所学的体系化 的新知识去解决典型问题，总结解决问题的策略、思路及方法，总结某一类典型问题的 解决方法，最后在教师的帮助下，将某一专题或主题下的知识点，典型问题及解决方法 完整的表示出来，最终形成某一学习专题的知识体系。 二、以与旋转有关的面积问题一课为例设计了网络环境下初中几何体系化教学 案例并设计了支撑体系化学习模式的专题学习网站，包括学习系统( 专题知识库、学习 资源库) ，交流系统，评价系统等模块。 关键词：体系化教学模式；网络环境；初中几何 a b s t r a c t t h i sa r t i c l eb a s e do nc o n s t r u c t i v i s tt h e o r y , t h ec o n c e p tm a pt h e o r ya n dm a t h e m a t i c s c u r r i c u l u ms t a n d a r d sf o rm i d d l es c h o o lu n d e rt h eg u i d a n c e o f j u n i o rh i g hs c h o o lg e o m e t r yf o r t h ec a r d e rt oc o n s t r u c ta s y s t e mo ft e a c h i n gj u n i o rh i g hs c h o o lg e o m e t r y , a n dd u d n gl e a r n i n g w e b s i t eb a s e do nt h ed e s i g no ft h en e t w o r ke n v i r o n m e n t ，j u n i o rh i g hs c h o o lg e o m e t r y s y s t e m o ft e a c h i n gc a s e s ，j u n i o rh i g hs c h o o ls i t e b a s e d p r o j e c ts y s t e mo ft e a c h i n gg e o m e t r yt o d e m o n s t r a t ea p p l i c a t i o n t h em a i nr e s u l t so ft h i ss t u d ya r ea sf o l l o w s ： f i r s t ，b u i l das y s t e mo ft e a c h i n gj u n i o rh i g hs c h o o lg e o m e t r y t h i sm o d e lt o h e l p s t u d e n t sb u i l dac o m p l e t e s y s t e mo fk n o w l e d g ea n de x p e r i e n c ea n di n n o v a t i v et h i n k i n g a b i l i t ys t u d e n t sa st h eg o a l ，t om a s t e rt h eb a s i c si n d e p t h ，b a s e do ni m p r o v i n gs t u d e n t p r o b l e ms o l v i n g , i n n o v a t i o n ，d e c i s i o n - m a k i n gc a p a c i t y s t u d e n t s t h r o u g ht h ep r o b l e m s i t u a t i o ni n q u e s t i o ni n c l u d e dt h ep r a c t i c eo fi n q u i r yt oa c q u i r en e wk n o w l e d g ea n d u n d e r s t a n d i n go ft h et h i n k i n gp r o c e s so ft h ef o r m a t i o no fn e wk n o w l e d g ea n dt h o u g h ta n d m e t h o d ，f i r s to fa l lt e a c h e r st oa c q u i r en e wk n o w l e d g ei nt h es t u d e n t s ，b a s e do nt h e e x c h a n g e st og u i d es t u d e n t st ot h i n ka b o u ts u m m e du pt h er e c e i v e dt h ec o n c e p t ，r u l e sa n d m e t h o d so ft h el i n k sb e t w e e nk n o w l e d g ep o i n t s ，t h ec o n s t r u c t i o no f k n o w l e d g ep o i n t ss y s t e m ， s ot h a tt h el e a r n i n go fn e wk n o w l e d g e ；t h e ns e tb yt h et y p i c a lp r o b l e m s ，s t u d e n t su s e t h e s c h o o ls y s t e m ，t h en e wk n o w l e d g et os o l v et y p i c a lp r o b l e m ，s u m m e du pt h es t r a t e g yt os o l v e t h ep r o b l e m ，i d e a sa n dm e t h o d s ，s u m m a r yo fa t y p i c a ls o l u t i o nt ot h ep r o b l e m ，a n df i n a l l yt h e t e a c h e r sh e l p ，t ob r i n ga p a r t i c u l a rt o p i co rt h e m eo fk n o w l e d g ep o i n t s ，t y p i c a lp r o b l e m sa n d s o l u t i o n st h a tc o m ec o m p l e t e ，u l t i m a t e l yf o r mt h et o p i co fa s t u d yo fk n o w l e d g e s e c o n d ，t h e ”q u e s t i o no ft h es i z ea n dr o t a t i o na b o u tt h e ”o n ec l a s s ，f o re x a m p l ed e s i g no f an e t w o r ke n v i r o n m e n t ，t e a c h i n g j u n i o rh i g hs c h o o ls y s t e mi nc a s eo fg e o m e t r ya n dd e s i g no f t h e l e a r n i n gs u p p o r ts y s t e mm o d e ls t u d y k n o w l e d g eb a s e ，l e a r n i n gr e s o u r c el i b r a r y ) ， o t h e rm o d u l e s w e b s i t e ，i n c l u d i n gl e a r n i n gs y s t e m s ( s p e c i a l c o m m u n i c a t i o ns y s t e m ，e v a l u a t i o ns y s t e ma n d k e yw o r d s ：s y s t e m a t i ct e a c h i n gm o d e l ；n e t w o r ke n v i r o n m e n t ；g e o m e t r yo fj u n i o rm i d d l e s c h o o l i i 、 d t 目录 摘要0 0 00 000 00 00 00 00 000 0o oq go go ooo00000 000 000 00 iooo ooo oo i a b s t r a c t g 0 0 000 000 i i 目录o o go oo e oo oq 000 000 000 0o qo000 1000 00 100 i i i 第一章引言0 0 00000 0000 0000 o0 00 000 0 oob0 1 1 1 问题的提出g o oo o00 0 00 00 000 0000 0 000 00 000 0 0o0 00 0080 bom o0 00 1 1 2 研究目的0 06 00 go0 00 000 000 00 00 00 1 1 3 研究意义0 0 00 00 00 00 6000 2 第二章基础理论概述3 2 1 建构主义理论3 2 2 概念图思维导图原理4 2 3 知识的分类与表征0 00 000 5 2 4 信息技术与课程整合6 第三章初中几何体系化教学模式的构建8 3 1 模式构建依据8 3 1 1 教学实践的反思8 3 1 2 课程标准分析8 3 1 3 网络环境的优势q q i o o moo ia0 00000 00 0 0 000 00 000 00 9 3 2 初中几何体系化教学模式的构建1 0 3 2 1 体系化教学的目标1 1 3 2 2 体系化教学的教学过程1 l 3 2 3 学习活动设计o o o 0oo 0o io o00 0000 1 3 3 2 4 体系化教学的效果评价1 6 第四章网络环境下初中几何体系化教学案例设计2 0 4 1 教学设计案例o 0 0go oo000 00 2 0 4 2 专题学习网站的设计与实现o boo o oo oooqioooo o qqo oo oo 2 5 第五章结论与展望0 000 00ooooooo oe 2 9 参考文献o o oo go 3 0 致谢o ooo0 0 3 2 0 全 第一章引言 1 1 问题的提出 随着人类的发展和社会的进步，社会对于新人才的要求在发生着深刻的变化。新的 人才观要求人们要具备关于事物认识的基本知识和经验，同时要求人们利用这些知识经 验发展和提高问题解决能力、决策能力、创新能力等高阶思维能力。在这样的社会背景 下，我国的基础教育开始进行一系列的改革，也就是新课程改革，新课程改革强调加强 对学生思维能力的培养，而且强调利用信息技术来达到改变学生学习方式，培养学生能 力，优化教学。 然而，传统的两种类型的课堂教学都存在不同方面的缺陷，都在一定程度上影响学 生高级思维能力的形成。一种是在客观主义学习理论和知识观指导下的教学，它强调价 值情境中立，过分强调教师在学习过程中的主观调控作用，不重视学习者的主观能动 性，学习者的主体地位不能体现，整个教学过程显得僵硬呆板、程序化，没有生机活力； 忽视教学过程的动态性和复杂性，不能灵活处理教学过程中可能出现的各种没预期到的 教学问题乜1 ；注重基础知识和低阶能力的学习，忽略高阶高阶思维能力的学习，忽略学 习者的可能存在的潜能及对学习者创新与实践能力的发展，不利于促进学习者的全面发 展馏1 。第二种是在建构主义理论指导下的教学，它强调学习环境的设计，强调“协作 、 “情境、“意义建构 等要素在教学过程中的作用，强调要使学习者在学习过程中主动 进行知识的建构，注重培养学生的思维能力，然而，在这个过程中，往往忽视了低阶知 识( 如概念等) 在知识学习中的重要性，这直接导致学习者对基础知识的把握不牢及学 习者认知结构的不完整，直接影响学习者综合利用知识解决问题的能力的提高。h ，这就 促使我们设想，有没有一种教学模式可以综合上面所述两种理论指导下教学的优点，在 促使学习者深刻理解知识、整体把握知识的同时，培养学生综合利用知识解决问题、创 新等能力的提高。 2 0 世纪9 0 年代末，以多媒体计算机技术和网络技术为核心的信息技术迅猛发展， 在教育领域中也日益受到重视。随着信息技术在教育中的应用日益广泛和深入，网络技 术以其开放式、交互式、数字化的环境，庞大的多元化的资源等特性在教学中起到了不 可替代的作用。网络技术在教学中的应用，促使传统的教学思想、教学方法、教学模式 等发生巨大的改变，也为新的教学模式的构建提供了良好的环境建设的条件。那么，如 何利用网络技术促进教学，优化教学，也成为一个重要的课题。 1 2 研究目的 本文的主要研究目标是在建构主义学习理论、概念图及思维导图思想及原理的指导 1 东北师范大学硕士学位论文 下，构建一种促进学生知识的掌握和理解，使学生获得知识的同时，对知识间的联系也 有深刻的理解，在此基础上完成对知识的网络化、体系化的建构，使学生在掌握体系化 知识的基础上，学会综合利用知识提高问题解决的能力的教学模式。同时以初中几何为 例，将体系化教学模式应用到初中几何教学的过程中，并设计开发专题网站及教学设计 案例，在培养学生的自主学习、主动思考探索的能力的同时，使学生获得网络化、结构 化、系统化的知识，提高解决实际问题的能力和创新能力。 1 3 研究意义 本研究以初中几何学科为出发点，在广泛、深入的研读国内外已有文献的基础上， 确定构建体系化教学模式的理论依据，并设计出体系化教学的教学流程，在此基础上进 行初中几何体系化教学的案例设计。由于是以学科的某一部分教学内容为例，因此，这 个教学流程和学习资源均可以直接为教师提供服务，教师能够直接在教学活动中借鉴它 来进行体系化教学，使教师在教学当中有所依托。 通过教学案例的设计和专题学习网站的开发，为教师在实际教学中实施体系化教 学提供实际指导和借鉴，为教师在实际教学中提高学生的问题解决能力提供一种新的教 学方式和方法，具有一定的现实意义。 2 东北师范大学硕士学位论文 第二章基础理论概述 2 1 建构主义理论 一、生成性学习 建构主义学习理论认为，学习者对知识的理解必须通过新、旧知识之间的的相互作 用才能完整的建构，美国加州大学的维特洛克提出的“生成性学习 理论，对知识的学 习和理解过程进行了详细的分析与解释。他强调，学习是学习者完成对所学知识意义建 构的过程，意义的建构是通过学习者原有的认知结构和学习者后来从环境中获得的感觉 信息之间的相互作用而实现的。有意义学习的发生必须与学习者已有的知识经验相联 系，也就是说，要完成对知识的意义建构，必须结合先前的知识经验，理解新旧知识之 间的联系。人的大脑会主动的接受外来的信息并主动对接受的信息进行意义建构，在学 习过程中，要求学习者要主动的选择外界的信息，并主动对选择和注意的信息进行意义 建构。嘲 生成性学习理论主张学习者要完成知识的意义建构，不能只局限于关注学习内容中 的孤立的内容( 如一个名词或一项事实信息) ，也不能仅仅只生硬记忆课本中的原话，而 是要联系自己原有的知识经验，明确地认识和具体的理解所学内容的意思；学会总结所 学内容的整体意思和框架；要善于发现所学新知识和自己的原有的认知结构的冲突，从 中发现这些知识难以回答的问题，尝试运用新的认知结构去解决这些问题。嘲 维特洛克认为，为了促进学生对知识的理解，教师要引导学生针对所学知识主动建 构两种联系：一种是所学的新知识中不同成分如( 概念、规律等) 之间的联系：另外一 种是新知识与先前所学旧知识之间的联系。 二、认知灵活性理论与知识的深化 建构主义学习理论认为学习是一个不断深化的过程，为了能够灵活的运用所学知识 解决各种实际问题，学习者必须要深刻的理解所学到知识，只强调一些字面上的理解， 只记住孤立、零碎的概念名词是远远不够的。在此基础上，斯皮罗等人提出了认知灵活 性理论，重点解释了如何促进知识有意义的理解和通过理解的深化促进知识的灵活迁移 应用。它的核心是复杂和结构不良领域中学习的本质问题。h 1 所谓认知灵活性，指以多 种方式同时重新建构自己的知识，以便适应发生根本变化的多种问题情境并很好的解决 遇到的各种实际问题，这既是知识表征方式( 超越单一概念维度的多维度表征) 的功能， 又是作用于心理表征的各种加工过程( 不仅是对完形的修复，而且是对一整套图式的加 工过程) 的功能。阳1 认知灵活性理论认为知识可以被划分为“良构领域( w e l l - s t r u c t u r e dd o m a i n ) 的知 识和劣构领域( i l l - s t r u c t u r e dd o m a i n s ) 的知识。 n 伽针对不同的知识领域，认为知识 的学习可分为两类：初级学习和高级学习。所谓的低级学习就是基本概念、规律方法等 3 东北师范大学硕士学位论文 学习，这个阶段的学习要求学习者理解和掌握重要的概念或是事实并能在测试中复述出 来，初级学习所涉及的知识主要是良构领域的内容。高级学习不同于低级学习，它要求 学习者要掌握概念的复杂性，并会运用所学到的良构领域的知识去分析思考问题，并在 不同的问题情境中运用知识解决问题。高级学习所涉及的内容是劣构领域的问题，要解 决这些问题，往往不能简单套用已有的解决方法，需要对原有的认知结构进行重组，并 构建新的解决图式。n 在初级学习和良构知识的获得阶段，传统的教学策略是比较有效的，比如在讲解知 识时把整体氛围不同的部分，学习普遍性的规则，通过练习来熟练掌握知识技能。但是 传统教学有一个重要缺陷，就是它混淆了初级知识获得与高级知识获得之间的界限，把 初级学习阶段的教学策略不合理的推到了高级学习阶段的教学中，使教学过于简单化。 必要的简单化对教学来说时有意义的，但是在整个教学过程中都过于简单化则会使学生 的理解简单、片面和僵化。在高级知识获得阶段，学习者开始涉及大量的结构不良领域 的问题，这时的教学主要是以对知识的深层理解为基础，着眼于知识的综合联系和灵活 变通，面对复杂多变的任务情境，灵活的理解问题、解决问题。h 刁 综上所述，在教学中，教师必须采用有效地教学策略促进高级知识的获得，其核心 任务是深化学生对知识的理解。学习者要围绕生成性的、可进行深度挖掘的主题领域进 行持续的学习活动，对知识形成深层的、灵活的理解，其具体表示是学习者能够综合运 用于该主题相关的知识，解决问题、作出，某种决策，在新情境中使用原有的概念。 2 2 概念图思维导图原理 一、概念图概述 概念图( c o n c e p tm a p p i n g ) 也叫做概念构图或概念地图，是2 0 世纪6 0 年代由美国 康奈尔大学的诺瓦克( ( j d n o v a k ) 博士依据奥苏贝尔( d pa u s u b e l ) 的有意义学习理论 而提出的。他认为“概念学习是学习的关键要素( c o n c e p tl e a r n i n ga st h ef o c a l e l e m e n ti n l e a r n i n g ) 概念图通常将某一主题的有关概念用连线将相关的概念和命题连 接，连线上标明两个概念之间的意义关系，表示某个主题的一组概念及其关系的表示， 反映了人们对这一主题的知识结构的认识。 n 3 1 “概念图是一个图示表征知识的工具， 与其他相似的图示相比，命题( 节点连接节点三合一的结构) 是概念图组成独特 表达方式，二个节点与连接词一起形成了一个语义单元命题。 n 钔 概念图是以命题或命题网络的形式表征概念间的意义联系。通常两个概念或词语被 一个连接词接形成一个命题，就能形成一个最简单的概念图。例如，“太阳是红色的 就是一个简单的概念图，它形成一个关于概念“太阳一和“红色”的有效命题。实践证 明学习者对绝大数概念的有意义学习是通过命题或是命题网络的形式进行的，在这个过 程中获得的概念或事实是嵌在命题或命题网络中的。例如，通过“太阳是红色的 ，“太 阳会发热 ，“太阳会发光一这几个命题的学习会直接导致学习者对于“太阳打这个概 念意义理解的增加和精确，有助于学生全面的掌握“太阳”这个概念所涉及的内容。概 4 东北师范大学硕士学位论文 念图是一种知识表征工具，它可以表征镶嵌在命题网络中的一系列概念的意义。概念图 的应用可以使学生和教师对于某个特定学习主题所涉及的重要概念、观点及其之间的联 系区别清晰化，在完成一个学习任务或学习主题的学习后，利用概念图可以完成对某一 主题下知识内容的图式概括。 二、思维导图概述 思维导图( m i n dm a p p i n g ) 又被译为心智图、心灵图、脑图。由英国心理学家托尼巴 赞( t o n yb u z e n ) 于1 9 7 0 年提出。“它是在层级和分类的信息组织基础上，从中心主题通 过特定的关联展开分支，由关键词或图形标识分支，并充分利用色彩和字体的变化将放 射状思维过程和结果可视化的工具，思维导图提出的前提是大脑进行思考的语言是图 形和联想。思维导图不仅可以作为辅助思考的工具，贯穿于信息加工的各个阶段，同 时作为储存知识及表征知识的新方法，可以直接应用到知识学习及应用的过程中去，如 整理( 如笔记整理) 、记忆、复习、交流、写作等过程中。 n 明 “思维导图作为一种思维工具，强调运用大脑本身的思考方式来思考，让大脑处 于积极和不断创造的状态。 n 刀思维导图用类似于大脑神经元分布的网络图形表示，以 中心向外发散的自然结构为载体，把知识整体或部分内在的联系表示出来，情调学习者 以发散、联想的思维方式进行学习，有利于学习者掌握不同事物或是事实之间的区别联 系，同时有利于学习者新的想法或是思考方式的形成。 综合上述，概念图和思维导图是从知识掌握和知识应用两个角度提出的不同的知识 可视化方法和工具。在实际教学中我们可以应用概念图来表征某一学习任务或是主题所 涉及的概念、规律、方法及其之间的关系，使学习者完整的掌握学习主题下的相关知识 点：同时可以利用思维导图的思想，帮助学生综合的运用知识去解决问题并生成有关某 一问题的解决图式表示，总结解决问题的策略，方法等，最后形成有关某一学习主题的 知识体系包括( 与主题相关的概念、规律、方法、策略等) 。 2 3 知识的分类与表征 从心理学观点来看，知识是信息存在于个体头脑中的一种内部状态。根据现代认知 心理学的观点，我国心理学者把知识定义为：认知主体通过与周围环境相互作用而获得 的信息及其组织。认知心理学家把知识分为两大类：一类是陈述性知识，陈述性知识是 有关事实性知识或是概念性知识，是告诉学习者是什么的知识；一类是程序性知识，程 序性知识是有关学习技能、方法、策略的知识，是告诉学习者如何去做的知识。因为不 同类型的知识在人脑中表征与贮存的方式不同，因而最终获得知识的过程与进行有效学 习的条件就不同，同时测量与评价的标准也会不同。所谓知识表征是指信息在人的大脑 中被记载和表示的方式。要深刻的理解知识并灵活的应用知识首先要了解不同类型的知 识在人脑中的不同表征方式。 ( 一) 陈述性知识的表征 安德森认为陈述性知识主要是以命题、命题网络或图式来表征的。 5 东北师范大学硕士学位论文 1 、命题和命题网络 现代认知心理学家认为，“贮存在人长时记忆中的任何信息单位，并非孤立地存放 在那里，其中分享同一主题的若干命题会发生相互联系。认知心理学家一直尝试用各种 方式来揭示这种联系，其中一种重要的方式是所谓的“命题网络结构 。在他们设想的 命题网络中，所有的组成单位都是命题，通常用结点表示信息的基本单位，用连线或箭 头表示命题中的论题和关系，以及一命题与他命题之间的联系。 n 羽 在心理学中，命题是用词语表达意义的最小单位，人们可以借助于命题的理解来认 识事物、获得知识经验，所以知识的获得是通过命题学习实现的。简单的事实可以通过 一个或两个命题就能表达清楚，但复杂的、有组织的知识则要通过命题网络来表现。命 题网络是由若干个包含共同成分的命题彼此联系组成的，也就是说，如果若干个命题具 有共同成分，通过这种共同成分，可以把若干个命题彼此联系组成命题网络。 2 、图式 “所谓图式，就像是围绕某个主题组织起来的认知框架或认知结构，它是一些观念 及其关系的集合。 n 们许多心理学家用图式这一概念来说明知识在头脑中的表征方式。 在现代认知心理学中，图式是指关于一类事物的有组织的大的知识单元或称为信息模 块。信息以图式的方式表征，将大大提高其激活和提取的速度，也会节省极为有限的工 作记忆的存储空间。j r 安德森认为，对于表征小的意义单元，命题是适合的，但是对 于表征较大的有组织的信息组合，命题是不合适的。例如，人们有关房子的知识，如果 用“房子是人们的居处 这一命题表征，是合适的，但这一命题不能用来表征有关“房 子”的全部知识。因为像“房子”这样的观念是由它们的许多属性如大小、形状、材料、 功能等。组合而成的。人们对有关这些属性组合的知识贮存方式称为图式。图式与命题 网络相比是更一般、更抽象的知识贮存方式。 综上所述，认知心理学家认为：人所习得的陈述性知识不是孤立的、而是相互联系 的一种网络结构；这种知识网络结构是通过知识问的某种意义构成的，即从网络中不仅 可以提取哪些知识之间存在联系，同时还可以提取出联系存在的原因，即关系。啪1 ( 二) 程序性知识的表征 根据安德森( 1 9 8 3 ) 的看法，程序性知识以产生式( p r o d u c t i o n ) 来表征，产生式 指的是条件与动作( c o n d i t i o n a c t i o n ) 的联结，即在某一条件下会产生某一动作的规 则，它由条件项“如果( i f ) 与动作项“那么 ( t h e n ) 构成。多个产生式会构成产 生式系统。 2 3 信息技术与课程整合 “信息技术与课程整合 最早来源于西方“课程整合 的概念。麦克内尔( m c n e i l ， 1 9 8 5 ) 指出，课程整合能够帮助学生认识到事物的连接，不仅是关于单一领域当中的观 念和过程之间的连接，还包括不同领域之间的，甚至学校外的社会领域之中的连接乜。 关于信息技术与课程整合概念的理解，国内外众多教育学家的观点各不相同。 6 东北师范大学硕士学位论文 根据美国面向学生的国家教育技术标准，信息技术与课程整合是指把技术以工 具的形式与课程进行融合，以促进对某一知识领域或多学科领域的学习。乜2 1 何克抗教授认为，所谓信息技术与学科课程整合，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的教学环境，以实现一种能充分体现学生主体地位 的以“自主、探究、合作 为特征的新型的教与学方式，从而使传统的以教师为中心的 课堂教学结构发生根本变革。瞄， 南国农教授认为，信息技术与课程整合是指将信息技术以工具的形式与课程融为一 体，即：将信息技术融入课程教学体系各要素中，使之成为教师的教学工具、学生的认 知工具、重要的教材形态、主要的教学媒体；或者将信息技术融入课程教学的各个领域。 李克东教授认为，信息技术与课程整合是指在学科课程教学中，把信息技术、信息 资源、信息方法、人力资源与课程内容有机结合，共同完成课程教学任务的一种新型的 教学方式。 余胜泉教授认为，信息技术与课程整合的本质与内涵是要求在先进的教育思想、理 论的指导下( 尤其是主导主体教学理论的指导下) ，把计算机及网络为核心的信息 技术作为促进学生自主学习的认知工具与情感激励工具、丰富的教学环境的创设工具， 并将过些工具全面地应用到各学科教学过程中，使各种教学资源、各个教学要素和教学 环节，经过整理、组合，相互融合，在整体优化的基础上产生聚集效应，从而促进传统 教学方式的根本变革( 也就是促进以教师为中心的教学结构与教学模式的变革) ，从而 达到培养学生创新精神与实践能力的目标。洲 钟绍春教授认为，在一节课的教与学过程中，如果存在具有下列性质的教学步骤或 环节就称之为整合点：常规教学手段支撑其实施存在困难( 或质量及效率方面存在问 题) ，信息技术手段能够有效支撑( 或能够提高实施的质量及效率) 。嗌1 一堂课中，可能 有一个整合点，可能有多个整合点，也可能一个整合点都没有。 要搞清楚整合的定位问题，关键是要回答在学科教学中，何时、何处需要引入信息 技术。要回答在学科教学中何时需要引入信息技术，应首先搞清楚信息技术在学科教学 中的性质与作用。只有明确了信息技术手段在学科教学中的性质与作用后，才能回答在 学科教学中何时需要引入信息技术，如何引入的问题。 7 东j t o i l i 范大学硕士学位论文 第三章初中几何体系化教学模式的构建 3 1 体系化教学模式构建的依据 3 1 1 教学实践的反思 在数学教学中经常发现这些现象：学生获得数学概念或规则后，不会应用，最突出 表现是题不会做；教师用很多方法讲解概念、规律，学生在讲解时听的懂，但是课后遗 忘率高，或是发现认识模糊，最终导致理解错误；在面对熟悉的或是做过问题能解决， 但是不会举一反三，面对新的问题情境时不知如何思考，更不能凭借所学知识解决问题。 原因分析：在学习概念规律的过程中只追求熟悉学习内容，缺乏认识和思考的过程； 学生在学习概念规律时只了解了怎样理解和分析概念、原理、规律，没有领悟和感受到 这些知识认知与形成的思维过程，无法从中掌握数学知识学习过程中涉及的思想方法； 数学问题的解决需要学生综合运用所学的数学知识，在解决问题时，首先要能准确提取 出解决该问题所需要的知识和先决条件，并能综合地运用所学知识解决问题，所以问题 的解决不仅仅取决于学生对知识理解和掌握的程度，还决定于学生所学知识的完整度和 在头脑中的储存形式。 3 1 2 课程标准分析 在义务教育数学课程标准( 修改稿) 简称标准将数学课程的总体目标细化 为四个方面：知识与技能、数学思考、解决问题、情感与态度。空间与图形( 以后称几 何) 作为初中数学一部分，其教学目标也要从这四个方面进行论述。 一、知识与技能 根据标准，几何部分知识学习的重点是学习用不同的方法( 操作、变换、作图、 论证) 研究与表达几何体( 图形) 的有关性质和基本关系。可以看出与之前强调通过大 量的模仿、记忆和练习让学生熟悉相关的知识与技能不同，标准要求更注重于在知 识的形成过程( 应用知识) 中学习知识，标准强调对过程的把握有利于对相应知识 的理解和掌握。 二、数学思考 所谓“数学思考”是指在面临各种问题情境( 特别是非数学问题) 时，能够从数学 的角度去思考问题，能够发现其中所存在的数学现象并运用数学的知识与方法去解决问 题。“数学思考 在初中几何中的实现主要体现在以下两方面：能够运用多种方法构建 几何空间，并尝试用图形从事推理活动；尝试通过不同的方式去检验一个猜想的可信性， 通过不同类型的推理活动形成一个合乎情理的猜想，并能够用比较规范的逻辑推理形式 表达自己的演绎推理过程。 8 东北师范大学硕士学位论文 三、解决问题 标准中提到的问题并不限于纯粹的数学题，特别是不同于仅仅通过“识别题型、 回忆解法、模仿例题 等非思维性活动就能解决的题，它也可以是以非数学题的形式呈 现的各种问题，那么问题解决的核心是需要学生通过“观察、思考、猜测、交流、推理 等富有思维成分的活动来完成。解决问题的教学目标在初中几何中实现的体现为：能够 从数学现象、其他学科中的问题或生活中发现数学关系或数学问题，能综合运用相关的 数学知识、方法去解决问题；强调让学生尝试评价不同方法之间的差异，了解不同方法 的形成主要来源于对问题的认识角度不同。 四、情感与态度 情感与态度在初中几何中的主要是要：培养学生面对挑战，主动寻求解决问题的途 径，敢于和善于发表自己的观点，理解他人看法的意义，并能够与他人交流。 标准认为以上四个目标是一个密切联系的整体，数学思考、解决问题和情感态 度目标的实现是通过知识的学习来完成的，学什么样的知识与技能，首先应该考虑是否 有利于其他三个方面目标的实现。 综上所述，要完成初中几何的教学目标，从内容方面：不但强调熟练的掌握几何知 识和技能，更强调对所学习的几何知识和方法的总结归纳，并综合应用这些知识、方法 来完成对几何问题的解决：从教学活动方面：组织学生通过“观察、思考、猜测、交流、 推理”等探究活动来实现对知识内容的掌握及几何问题的解决。 3 1 3 网络环境的优势 一、网络环境的超文本功能实现了对教学内容和教学资源的有效组织和管理。 ( 1 ) 教学内容方面：实现了学科知识的非线性呈现，传统的教材中，教学知识和 内容都是线性的和有序的，学生对教学信息的接受也是固化的，单一的，不利于学生对 知识内容系统综合的掌握。在网络环境下，可以将和学习主题相关的分布在教材各个角 落的知识以超文本的方式联系起来，方便学生对主题相关知识的查询及学习，有利于学 生系统综合的掌握所学到的知识内容：同时有利于学生根据自己不同的需求选择相关知 识进行学习。 ( 2 ) 教学资源方面：在传统教学中，教学资源的分布是零散的，如：教学课件， 教学辅助软件、测试题及教学拓展资源等等，教师在每次进行教学前，需要对这些资源 工具进行制作或是重组。利用网络环境超文本的特性可以将教学中所需要的资源和工具 进行分类管理，方便教师为教学做准备。 二、网络环境为几何探究学习提供了良好的环境 网络提供的海量的知识资源、丰富的智慧资源是学生进行探究学习的重要探索材 料。网络中相关的教育教学资源为学科探究教学提供了研究、探索、实践的信息材料； 搜索引擎、相关的计算机软件如几何画板等为学生的探究学习提供了研究、探索、实践 的辅助工具；基于网络的教学支撑平台，为探究学习提供了交流、协作的管理工具。同 时网络为探究学习提供了灵活生动的交互手段，有利于学生学习主体地位的发挥，为构 o 东北师范大学硕士学位论文 筑开放的探究学习环境提供了可能。这是其他媒体手段所无法比拟的。网络在教学中的 应用给教师和学生提供了多种学习、交流和研究的新方式，在增强教师与学生间的交流 和合作的同时，也锻炼了学生获取知识、探索创新的能力。 3 2 网络环境下初中几何体系化教学模式的构建 所谓的体系化教学指的是运用概念图和思维导图的思想，促进学生陈述性知识学 习，其结果表现为学生习得的概念、规律的深刻理解及网络化；在陈述性知识系统完整 把握的同时促进程序性知识、策略性知识的学习，利用某一主题下具有代表性的典型问 题，帮助学生把握这一主题下的问题表征，并逐步与解决问题所需的陈述性知识及策略 性知识联系起来，形成特定问题解决的图式。 3 2 1 体系化教学的目标 初中几何体系化教学最根本的目标是加强初中几何知识内容之间的联系，使学生完 成完整的关于所学知识的意义建构，形成结构化、系统化，网络化的知识经验体系，最 终能在初中几何知识经验体系的指导下，综合的应用所学知识达到问题解决的目的，形 成正确的思考问题解决问题的态度和良好的学习习惯。下面主要从行为态度目标、知识 经验目标、能力方法目标三个方面详细阐述初中体系化教学模式的功能目标： ( 一) 行为态度目标帮助学生形成正确的思考问题探究事物的行为态度 在体系化教学的过程中，教师要有意识地培养学生的主动学习的精神，激发学生学 习的欲望与探究知识的兴趣，使学生有目的地、有意义地学习知识经验，并最终形成主 动学习知识探究事物的主体意识和能够选择正确的方式方法探索事物获得知识的行为 习惯。 ( 二) 知识经验目标帮助学生具有综合完整的几何知识经验体系 在传统教学中，教师讲授的知识以及学生学习的知识经验一般都是孤立的、缺少关 联的，然而，知识并不是孤立的，它是相互关联的、网络化的一个整体，这导致学生不 能获得完整的综合的的知识，更难以综合地运用自己具备的知识经验去解决实际问题。 而在体系化教学中，学生可以通过建立知识经验体系的方式，明确知识经验之间的联系 和区别，并综合运用知识和自己已有的生活经验对学习主题进行探究学习，并在探究学 习的过程中，学会正确灵活地运用已有的知识经验进行学习和解决问题。所以，学生在 体系化教学中所建构起来的知识体系应该是综合的、相互联系、网络化的，形成的关于 现实世界的经验应该是完整真实的。这样学生在具备这样的知识经验体系后，在未来的 学习中就可以灵活地加以迁移和运用。 ( 三) 能力方法目标培养学生的高阶思维能力 体系化教学通过综合性知识体系的建构，使学生能够具备综合及发散思维的能力和 解决现实问题的能力；体系化教学中，学生通过合作与交流进行探究性学习，学生在探 究知识、运用知识共同解决问题的过程中，培养与他人合作的能力和与入交流的能力； 1 0 东北师范大学硕士学位论文 学生在进行知识体系建构的过程中，培养发散思维能力及联想等能力，并通过完整知识 体系的建构提高解决问题的能力。 3 2 2 体系化教学模式的教学过程 现阶段初中几何的教学过程是创设情境，复习旧知，概念规律讲授，习题练习，变 式练习，评价总结。结合几何学习内容的特点，前面所述的教学过程存在以下几个缺陷： 几何图形的直观形象为学生进行自主探索、创新的活动提供了有力的条件，而探索 活动的进行，有利于增强学生学习的好奇心，加深对几何知识的理解，有利于学生通过 探究活动体验几何知识的形成过程及思想方法。然而传统的几何教学忽略了这一点。 几何是一个逻辑推理的体系，几何知识是经过严密的演绎推理得出来的，所有知识 紧密相连，一环扣一环，密不可分。前面所学知识是学习后面知识的必要条件和前提， 后面知识的深刻理解跟前面所学知识的理解和掌握不能分离。而传统的几何教学中，忽 略了知识点之间的联系，这样导致学生对概念不能整体把握或是学生对概念的理解表面 化、孤立化，不利于学生对几何知识的综合掌握。 在传统的几何教学中，问题解决能力的培养是通过大量的习题练习和变式练习来完 成的，也就是所谓的“题海战术 ，这就导致了学生在解决问题时出现只会分析解决熟 悉的或是做过的问题，面对新的或是变化了的问题情境时，不会思考，不知所措的情况， 不能独立的运用知识去解决问题，只是机械的把教师教的解题方法反映到类似的问题 中，不能创新或是迁移。 根据以上的分析，结合体系化教学的目标，笔者构建了体系化教学的教学过程。 体系化教学模式的教学程序包括：创设情景，提出问题；分析问题，实践探究( 可 分为自主探究和协作探究) ；协作交流，获得新知；提出典型问题：解决典型问题；归 纳总结；评价反思。基本流程图如下： 学生活动 藤墨li 要稠际种羽l 燃懦网膝w p , l ( 刚i a -习 l 明确主恿l i 知识联系i l 明确日标ll 探究 li 绘制曩念圈li 出解决方蹇ll 形成鼻l 讽体曩li 总结 i 猁翟唑h 塑麴h 二燮 教师活动 专题网站 l 1 上 评价 反思 _ - _ _ 一 i i i 囤囱囱囱豳囱圜圆 膝嚣懦副里帮懦副躺懈洲里麦剖雠纠 i 刨设资源l i 知识体系l