文献综述信息技术与数学教学整合的探索.doc

文献综述信息技术与数学教学整合的探索天津市汇文中学 莫争春信息技术与学科教学整合的理念是CAI（计算机辅助教学）理论与实践的自然演变和发展产物。随着信息技术飞速发展，信息技术与学科教学整合越来越被教育界所重视，这也是教育改革和发展的必然。将信息技术与学科教学进行整合，必将产生传统教学模式难以比拟的良好效果。由于信息技术具有图、文、声并茂甚至有活动影像的特点，所以能够提供最理想的教学环境，对教育、教学过程会产生深刻的影响。数学新课程的实施，将面临着新的机遇和挑战。运用信息技术，为数学教学提供了新的生长点与广阔的展示平台。因此，研究信息技术和数学教学的整合创新，有利于充分认识到实施数学教学必然地要以先进的教育理论为指导，转变教育思想，改革课堂教学，更新教学方法和手段，促进教育观念与教学模式的整体变革。所谓“整合”，其核心就是把信息技术融入到数学学科的教学中去，在教学实践中充分利用信息技术手段得到文字、图像、声音、动画、视频、甚至三维虚拟现实等多种信息运用于课件制作，充实教学容量，丰富教学内容，使教学方法更加多样，更加灵活。真正使教师充分熟练地掌握信息技术，特别是计算机的操作，转换计算机辅助教学的思路，进行新的更富有成效的数学教学创新实践。 一、 信息技术与数学教学进行整合的必要性 素质教育理论所强调的“面向全体，关注个性”这一教育思想，在传统的教学模式中是难以体现的，因而就有“优生吃不饱”、“差生吃不了”的现象；以往，在数学教学中都比较强调以教师为中心，而忽视了学生的主体作用，未能体现“教师为主导，学生为主体”的教学指导思想，难以体现学生的创新行为；媒体的运用单一，且媒体简陋，这样很大程度上降低了学生的学习主动性，使数学课堂教学枯燥、乏味、难以突出重点，突破难点。随着时代的发展，科学技术的不断进步，使我们认识到： 21世纪，我们将面临着人类文明史上又一次大飞跃从工业社会到信息化社会，人类生活越来越离不开数字化信息，缺乏信息方面的知识与能力，就相当于是信息社会的“文盲”，就将被信息社会所淘汰。也就是说在信息社会，教会学生学习对信息的获取、鉴别和加工是学会学习、学会生存的最重要事情。数学课堂教学也应适应时代发展的需要，重视学生信息能力的培养，信息技术与数学教学进行整合是一条理想的途径。二、信息技术与数学教学整合的理论依据华南师大现代教育技术研究所所长李克东教授在四结合通讯杂志中撰文信息技术与课程整合的目标和方法指出：信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，以多媒体和网络技术为核心的信息技术已成为拓展人类能力的创造工具。为了适应这个发展趋势，我国已经确定在中小学普及信息技术教育，并特别强调要加强信息技术与其他课程的整合。“信息技术与课程整合”是我国面向21世纪基础教育教学改革的新观点，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特点的教学类型。在全国首届“信息技术与课程整合”研讨会上，专家们称“信息技术与课程整合”是第五代教育资源，它的出现将推动教育信息化迈向一个新的高度。信息技术与课程整合的研究和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 。因此 ，作为素质教育的主要学科之一 数学课，更应充分运用信息技术，充分运用信息技术与学科整合的理论去优化数学课堂结构，从而加快数学教学的现代化进程。三、信息技术与课程整合应遵循的几个原则 运用信息技术进行学科整合教学，要配合相关的软件在教学过程中的运用，运用时需要充分考虑信息技术的条件和为教学提供的信息技术手段，因此，应确立以下几个原则： 1、科学性原则。信息技术的软硬件，使用上必须注意到数学课教学的组织形式，与教材的贴近。需与教材的科学性相结合，切忌粗造滥制，牵强附会，为信息技术而信息技术而撇开为教材内容服务的目的。只有钻研教材，充分了解课堂教学目标内容的重点难点，了解传统的教学缺少什么（或者说要补充什么），设身处地地从教学实际出发，在现代教学理论指导下，才能使由信息技术设计的软硬件与课堂教学的经验、最佳的教学策略有机地结合起来。软件（课件）也是一种“教材”，当然也要符合教材的“科学性”要求，它所展示一切教学应科学、严谨，包括所展示的教学内容要有科学的知识。表现手法和形式上也要严谨周密，紧扣教学目标，避免让学生产生错误理解。在运用信息技术进行整合创新教学时，必须是为了突破教学的重点、难点，使学生易于理解和掌握。如果在次要的内容上运用信息技术，那只能是费时费力。 2、实效性原则。使用信息技术手段，要考虑它的效果，是否能达到预期的目标。属于“画蛇添足”或效果不明显的就干脆不用或少用。为了实现教学目标，可灵活地选择恰当的教学方法和手段。为了一节课，讲台上摆满各种教具，收录机、投影机、电视机等都用上了，教师讲课热闹得很，就像变法戏、玩耍等，信息技术教学流于形式，失去了提高课堂效果的作用，最后成为教改的点缀和累赘。运用信息技术教学不是越多越好，越复杂越好，过多过滥就变成了玩杂耍，费时费力，又不利于教学效率的提高。3、最优化原则。目前课堂上应用信息技术的主要媒体大致有投影、录音、录像、视频展示台、计算机等。教师除了会进行媒体操作，还必须对媒体特性有全面了解，包括媒体结构和功能、媒体呈现信息的特点、媒体的教学特点等，从而为选择和应用媒体做准备。如课堂教学中用投影教学，教师除应了解投影仪的基本原理和使用方法外，会设计制作幻灯片、投影教材外、还应注意投影片能长久保存信息、代替黑板、放大实物等作用，更应注意投影教学的基本方法及注意事项。教师只有了解各种媒体的功能和教学，才能在教学上发挥最优化效果。四、信息技术与数学教学的整合信息技术主要表现形式就是指利用计算机把文字、图形、影像、声音、动画等多媒体合成处理并组成一个交互系统的技术，将信息技术融合进网络技术并应用于数学课堂教学就是进行整合教学。使学生在数学学习过程中学到了计算机技术，同时使学生在学习计算机技术的过程中学习数学知识。根据全日制义务教育数学课程标准提出的总体目标，数学教学的主要任务是使学生能够获得适应未来社会生活和进一步所必需的重要数学知识以及基本的数学思想方法和必要的应用技能；使学生初步学会运用数学的思维方式去观察、分析现实社会，去解决日常生活中和其他学科学习中的问题，增强应用数学的意识；使学生体会数学与自然及人类社会的密切联系，了解数学的价值，增进对数学的理解和学好数学的信心；使学生具有初步的创新精神和实践能力，在情感态度和一般能力方面都得到充分发展。为了扩大学生的学习视野，发展形象思维能力和智力，培养学生对数学的兴趣和爱好，提高学生感受和理解数学以及分析问题的能力，信息技术与学科进行整合是一种理想的途径。信息技术与数学教学的整合就是从教材的实际出发，根据学生的认知规律、心理特征、生活实际，恰当地把传统教学手段（教师的教学语言、板书、教学挂图、课本插图、实验仪器、模型标本等）和信息技术手段（幻灯、投影录音、录像、计算机等）有机地结合起来，服务于课程教学目标，以期达到最佳的教学效果，是提高教学质量的重要途径。数学教学与信息技术的整合，首先从数学教学的本质特征及其教学形式上考虑。数学教学重视课堂的目标意识，组织调控意识，情感意识，反馈纠正意识，评价意识，学生参与意识，突出学生为主体的教学活动、而这种教学，明显地要求在教学中采取高容量，快节奏，循环反馈，重视教师与学生的双边活动。数学教学中运用信息技术，真正在课堂教学中发挥教师的主导作用，达到教学过程最优化，使学生获得最佳学习效果，打破由教师主宰整个教学活动进程而把学生置于被动地位的传统教学的习惯与常规，构建信息技术环境下的新型数学教学模式，充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性与创造性，使学生在学习目标明确的前提下，真正成为信息加工的主体和知识意义的主动构建者，而不单纯是外部刺激的被动接受者和知识灌输的对象。教师成为课堂教学的组织者、指导者，学生建构意义的帮助者、促进者，而不是知识的灌输者和课堂的主宰。1信息技术在数学课堂教学中的作用。教育心理学研究表明：人获取的外界信息中，83来自视觉，11来自来自听觉，3.5来自嗅觉，1.5来自触觉，1来自味觉，显然增加视觉、听觉信息量是多获取信息最可取的方法。而多媒体手段恰恰在视觉、听觉效果方面有其独特的优势。所以，从教育心理学角度看，运用多媒体手段对提高数学课堂时效肯定大有裨益，它能创设情境，提高教学效率，并能弥补传统教学方式难以克服的重点、难点的教学，达到事半功倍的结果。其突出的作用，正在逐步被人们认识、理解、接受和应用。 （1）应用多媒体课件辅助教学，有利于提高教师和学生的素质。做为一名数学教师，自已制作数学课件，也是一个重新备课的过程。一般要综合考虑全课内容，审核重点、难点，设定应用课件的范围。因而需重新整理知识结构，使各个教学环节有机的联系。知识体系更清楚，掌握知识更准确，几乎相当于一次知识的再学习，能有效地提高和丰富自已。 同时，通过多媒体课件使原来死板的数学知识活生生地呈现在学生面前，使学生爆发出强烈的求知欲，激励学生主动参与、探索知识的兴趣，从而有助于培养学生的创造意识和能力。同时，在课件美妙的音乐和精彩动画的熏陶下，丰富想象和联想，使学生在各有关方面的知识和素质，都能得到较好的培养、提高。 （2）探求创新，再现知识发现过程。 “创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力”，站在世纪之交，展望世界，国际竞争，表面上看是综合国力的竞争，实际上是国民素质、人才创新能力的竞争，而创新的源泉则是人的创造力，这就为现代的教育提出了一个迫切需要解决的问题，显然，仅以记忆储存知识为目标的传统教育是不能适应知识经济时代的要求。我在数学教学中发现，要提高学生的创新能力，有一个很有效的途径，就是再现数学知识的发现过程，让学生在已有的知识上猜想结论，发现定理，从而提高创新能力，这样有助于培养学生独立思考的能力，有助于学生得到成功的喜悦和增强自信心，也有助于锻炼学生克服困难，探求知识的毅力。如在“三角形内角和为180”的定理的讲解过程中，不是直接证明定理，而是结合几何画板中的角的度量的功能，先让学生随意画一个三角形，度量出每一个角的大小，求出三个角的和，猜想出三角形内角和为180这一命题，再让学生自己去证明。这样，首先学生情感上容易接受这一知识点，其次体现了数学前后知识的联系，最重要的是，培养了学生创新能力，并使每位同学都富有成就感。（3）创造愉快的课堂气氛，激发学生学习数学的兴趣，提高学习效率。 皮亚杰说：兴趣是能量的调节者，它的加入便发动了储存在内心的力量因而，使它看起来容易做，而且减少疲劳。兴趣是最好的老师，是推动人们去寻求知识、探索真理的一种精神力量，在课堂教学中，激发学生的学习兴趣，使他们由厌学、苦学变为喜学、乐学，这必然激活和加速学生的认知活动。 多媒体辅助教学使情境不受时空的限制，再现于学生眼前，它集画面、声音等于一体，动态演示与静态画面相结合，能有效的调动学生多种感官参与学习活动，提高学生学习兴趣。在数学教学中，运用计算机辅助教学，可以为学生创设丰富多彩的教学情境，增设疑问，巧设悬念，激发学生获取知识的求知欲，充分调动学生的学习积极性，使学生由被动接受知识转为主动学习，积极配合课堂教学，主动参与教学过程，从而提高学习效率。如在“多边形的内角和”教学中，先从三角形的内角和为180入手，在求四边形的内角和时转化为两个三角形的内角和的和（计算机图形演示：从四边形的一个顶点引出的对角线把四边形分成两个三角形），然后提问五边形内角和的求法。在这儿提出问题，可以激发学生对四边形内角和的求法的回顾与进一步的思考，可知用同样的方法把五边形分成三个三角形，那么，六边形，七边形呢？适当的提问，促使学生积极思考，引起学生探求新知识的欲望。这就为n边形的内角和公式的证明打下了坚实的基础。（4）形象地呈现事物的现象，突出重点、突破难点，便于学生的理解和掌握。 计算机辅助教学具有形象直观、动态演示等一些其他教学手段无法比拟的功能，形象地呈现事物的现象，具体地表达事物发展的过程，生动地揭示事物变化的规律，数学的教学内容与其它科目相比较抽象，再加上有些内容的传统教学手段不得力，所以某些内容对于学生而言比较难掌握，这就形成了教学的难点。而教学重点是我们在教学过程中要求学生必须掌握的内容。传统的教学方法在某些教学重点、难点的教学上有一定的局限性。计算机辅助数学教学进入课堂，可使抽象的概念具体化、形象化，尤其计算机能进行动态的演示，弥补了传统教学方式在直观感、立体感和动态感等方面的不足，利用这个特点可处理其他教学方法难以处理的问题，并能引起学生的兴趣，从而增强他们的直观印象，这就为教师解决教学难点，突破教学重点，提高课堂效率和教学效果提供了一种现代化的教学手段。比如在讲“中心对称和中心对称图形”这一节时，如果用传统的教学方法，就用教具进行比划演示，这很难把一个图形绕着一个点旋转180后的图象与原来的图象的关系说清楚，进而学生很难掌握。而用计算机辅助数学教学，可让图象绕着一个点旋转180后的运动过程和结果都保留在屏幕上，使学生清楚的观察图形的运动变化过程，同时也使学生的想象力、思维能力得以丰富和加强，这样，学生就很容易建立起“中心对称”的概念。2信息技术与数学教学整合的几点思考。（1）计算机辅助教学，是运用计算机辅助授课教师解决难点教学问题，因而应让计算机成为教师进行课堂教学的辅助手段，而不能完全代替教师的授课。而且，每一节课不要非用计算机辅助教学不可，这样容易进入用计算机代替黑板的误区，至于什么内容适合用计算机辅助教学，我在教学实践中总结出“用传统教学方式很难讲清楚的内容用计算机辅助教学比较合适”，具体的说有以下几方面：1、从常量到变量的过渡，如：函数；2、从静态到动态的过渡，如：三角函数，点的轨迹；3、从平面图形向空间图形的过渡，如：柱、锥、台；4、逻辑思维与形象思维的结合，如：数形结合；5、教学资料的汇总，如：图片、声音、录像的合成；6、探索性问题，如：多边形的内角和。（2）计算机辅助教学是辅助教师授课、解决教学难点的手段，在课堂上，计算机只是一种教学工具，和黑板、粉笔一样，只不过现代化水平高一点，因而，教师在讲课中不要完全依赖计算机，不要把课堂变为课件展示。所以，任课教师在用计算机进行辅助教学时，除了在课件上下大工夫，让课件尽量符合本节课的要求，能解决教学难点之外，还应在教学基本功上多钻研，提高教师的讲课水平和驾驭课堂的能力，使自己的课在教学水平方面上一个大的台阶，而让计算机课件起到锦上添花的作用。另外，计算机课件的设计应体现“以人为本”的原则，把学生放在主体位置上，着重于学生能力的培养，体现学生的思维方式，而不是老师的思维方式，让学生在课件的引导下，学习新知识，建构自己的知识体系，形成自己的思维方式和解决此类问题的能力，让学生理解此难点内容的实质所在，彻底掌握此知识点，教学的目的是使学生脱离课件后仍然能解决问题。（3）现阶段，能直接用于计算机辅助教学的现成的CAI课件很少，虽然有一部分的课件，但还是远远不能满足课堂教学的需要，更谈不上根据学生的不同情况使用不同的课件了。因此，要找到适合本节课的内容，适合该教师的讲课风格，适合该班学生的学习习惯和能力的课件可算是难上加难了。所以，计算机辅助教学中所用的CAI课件几乎都是任课教师自己编制的，这样的课件肯定适合本节课的内容，因为是针对这节课而制作的；也肯定适合教师的讲课风格，因为是授课教师亲自编写的；而且既然是该班授课教师编写的，肯定适合该班学生的学习习惯和