毕业设计论文正文.doc

本科毕业设计（论文） （ 2008 届 ）题 目 信息技术和学科教学整合模 式的特点和类型学 院 物理与电子工程学院专 业 现代教育技术（师范）班 级 06现代教育技术（师范）（2）班学 号 0605110230学生姓名 黄剑指导教师 李宏远 副教授完成日期 2009年5月2信息技术和学科教学整合模式的特点和类型The Characteristic and Type of Information Technology and Discipline Curriculum Conformity Pattern 学生姓名：黄剑 Student: Huang Jian 指导老师：李宏远 副教授 Adviser: Professor Li Hongyuan台州学院物理与电子工程学院School of Physics & Electronics EngineeringTaizhou UniversityTaizhou, Zhejiang, China2009年5月May 2009台州学院毕业设计（论文）摘要随着信息技术在各学校的普及与应用，信息技术与学科教学整合越来越普遍，整合模式也越来越多。文章在研究大量相关文献的基础上，简单的介绍了信息技术与数学教学整合的几种模式，并对不同整合模式在数学教学整合中的特点进行了介绍和比较。关键词信息技术；数学教学；整合；特点和类型AbstractAlong with the information technology in various schools popularization and the application, the information technology and the discipline teaching conformity is getting more and more common, the conformity pattern are also getting more and more. The article in the research massive related literatures foundation, the simple introduction information technology and mathematics teaching conformitys several kind of patterns, and carried on to the different conformity pattern in mathematics teaching conformitys characteristic introduced and compares. Key wordsInformation technology; Mathematics teaching; Conformity; Characteristic and type目 录1. 引言12信息技术与学科教学整合的几种模式12.1概念的归纳获得教学模式12.2基于Internet的数学计算机应用合作探索教学模式12.3探索研究型教学模式12.4几何概念、规律的“数学试验”教学模式23信息技术与学科教学整合的各种模式的特点23.1概念的归纳获得教学模式的特点23.2基于Internet的数学计算机应用合作探索教学模式的特点33.3探索研究型教学模式的特点53.4几何概念、规律的“数学试验”教学模式的特点3参考文献3谢辞5台州学院毕业设计（论文）1. 引言自从20世纪70年代美国的乔伊斯和韦尔等开创性地提出将教学模式作为教学研究领域的一个独立研究方向以来，教学模式的研究一直是教学研究领域一个重要的课题。数学教学模式的研究近些年来呈现欣欣向荣的景象。贝尔在其著作中学数学的教与学中提出先行组织者、发现法、证明定理、解决问题、利用计算机等许多数学教学模式。由冯克诚、田晓娜主编的最新教学模式全书中也提出了数十种数学教学模式，还有数学教育学报、中学数学教学参考教法与学法、数学通报等期刊上名目繁多的数学教学模式，真可谓是百家争鸣、百花齐放。研究数学教学模式的学者和教师从数学学科教学的视角1研究教学模式，对数学教学实践具有较好的指导作用，然而以计算机为核心的信息技术在这些教学模式中最多只是起一种教学手段或教学媒体的作用，贝尔提到的利用计算机教学也仅仅是众多教学模式中的一种，对于当前如何有效地将信息技术与数学教学全面整合起来的问题缺乏直接的指导作用。近年来，信息技术与课程整合模式的研究引起了教育技术界的重视，提出了不少信息技术与课程整合的模式，如何克抗教授提出的讲授、个别辅导、探索、协作等5类网络教学模式，祝智庭教授总结归纳的个别授导、教学模拟、智能导师、问题解决等23种信息化教学模式，李克东教授提出的2,4情境探究式、小组合作远程协商式等4种数字化学习模式。这些信息化教学模式对于信息技术与数学教学整合有很好的借鉴作用，但由于其学科的普适性而缺乏数学教学的针对性。计算机应用于数学教学前期研究的重点在于如何充分发挥计算机辅助教学的工具，近些年来则更加关注计算机认知工具的作用，尤其是校园网、因特网在中小学的广泛普及以及“几何画板”、“mathcad”、“mathematica”、“Excel”等软件的引入与使用，许多数学教学研究人员和数学教师对于将信息技术与数学教学整合进行了有益的探索，并取得了一定的效果，其中运用“几何画板”革新数理化教学（特别是数学教学）的试验研究项目取得了尤为显著的影响和效果，如运用“几何画板”讲授抽象的数学概念、做数学实验都取得了较好的效果2,3。但是这些计算机应用于数学教学的研究大多停留在计算机作用的描述、教学经验描述的层面上，没有对这些经验进行理论化、抽象化、模式化的概括，不利于其他教师的借鉴和运用。2信息技术和学科教学整合的几种模式2.1概念的归纳获得教学模式“概念的归纳获得教学模式”是在参考乔伊斯（B.Joyce）和韦尔（M.Well）的“概念获得模式”和塔巴（Hilda Taba）的“概念发展教学模式”的基础上提出的，其目标是让学生形成正确的概念、了解概念的含义以及通过参与和反思概念化的过程，提高分析和概括的思维能力。图1：概念的归纳获得教学模式（1）情景导入，明确教学目的。情景导入的目的是激发学生的学习兴趣，建立学习的心理倾向。所创设的情景一定要与要讲授的概念有关，可以是与概念相关的生活实例、资料，可以是一些例子，也可以是用以明示该概念与其他概念关系（上位、下位、并列组合）的先行组织者等。在概念学习之前，教师要向学生阐明本课的目的是通过寻找其本质属性来界定某一概念的。（2）呈现例子，分类归纳。教师选择一些肯定性的例子（具备概念所有属性的例子）和否定性例子（不具备或不完全具备概念属性的例子），然后呈现给学生，让他们把相似的归为一类，并找出其共同属性（即归类理由）。如果低年级学生的分析能力不够强，则可以先呈现肯定性例子，让学生提取其中的共同属性，再呈现否定性例子，剔除非本质属性，引起学生对本质属性的注意，加强对本质属性的认识。（3）提出概念假设。当学生把所有的属性都罗列出来后，要求学生给这组例子取一个名称，思考如何用这些属性来表述这个名称，此时，教师不要对任何学生的观点进行评价，要鼓励他们多思考、多说。（4）呈现例子，检验假设。同样呈现一些肯定性和否定性的例子，让学生用自己提出的假设判断是否所有的肯定性例子都能归到概念组中，概念是否已包含了所有的本质属性，必要时可以将一些属性添加到概念中。（5）概括总结，形成概念。教师展示全体学生提出的概念属性和概念假设，要求学生共同提取该概念所包含的所有本质属性，用简练的语言概括出概念，然后再现概念的规范表述。（6）应用概念，巩固理解。可以呈现一些比较复杂的例子，让学生应用概念进行分类，也可以让学生自己举出一些符合该概念的例子，加深他们对概念的理解。（7）反思概念化过程。教师可以用问题来激励学生回忆、反思、讨论自己概念化的过程，如“请回忆一下你们得出这一定义的过程，你们是怎么确定其主要特征的”，从而提高其思维能力4-7。2.2基于Internet的数学计算机应用合作探索模式现代数学教学强调数学与现实生活的联系，要求数学教学要从身边的生活问题出发、用于解决生活中的实际问题，Internet提供的丰富资源又为此提供了更广阔的空间。“基于Internet的数学计算应用合作探索教学模式” 8就是为实现使学生将学到的数学计算知识用于解决生活问题、从而培养其联系实际、解决问题能力的目标而设计的，其步聚包括七个环节；（1）情景导入，提出问题情景创设的目的是激发学生探索、解决问题的兴趣，创设的情景要与学生的日常生活密切相关，而且要利用视频、音频、图片等多媒体信息来呈现问题，如深圳南山实验学校的易伟湘老师用悉尼奥运会的资料、用图片展示活动城市的情况17来调动学生的积极性取得了比较好的效果。（2）分析问题，明确方向要求学生分析解决问题需要确定哪些条件，这些条件与哪些数学知识有关系，最后确定解决问题涉及的数学概念，复习概念间的数量关系。（3）小组学习，查找信息教师按照学生的兴趣或位置关系将学生分成若干小组，确定每个小组成员都有相应的任务后，提供给学生信息记录表、相关的资源、网址或搜索引擎，传授学生使用这些资源的方法，让学生开始查信息。要求每个学生都独立自主地查找信息，他们所查找的信息都是为了解决共同的任务，是小组任务的一部分，培养他们协作的意识。这一阶段要给学生足够的时间和资源，使他们能进行充分的探索，学生还要及时记录所找到的信息。（4）交流协作，解难释疑当小组成员找到所需的信息后，让他们回到小组中，交流他们所查的信息以及为什么选择这些的理由，讨论其中分歧的意见以达成共识。对于一些学生容易忽视的因素，教师要及时引导。（5）计算数据，问题解决学生计算经过讨论的数据，比较、分析计算结果，讨论、选择恰当的解决方案。这里学生提出的解决方案可能不是惟一的，教师要鼓励学生多角度考虑解决方案，以培养他们的发散思维。（6）成果汇报，讨论评价学生在小组交流达成共识后，由小组成员向全班同学汇报学习的结果以及提出方案的理由，教师和其他组的学生可以就他们的方案提出适当的建议。（7）反思要求学生回忆探索、协作的过程，反思如何从问题中提取数学知识、怎样才能找到需要的信息、如何选择有用信息、解决该问题用了哪些数量关系、与小组成员协作是否愉快、学习伙伴有哪些值得自己学习的地方、打算以后怎么用这些数学知识和学习方法等等5-9。2.3探索研究性教学模式探索研究型教学模式就是利用信息技术支撑的校园局域网和国际互联网，提供给学生丰富的学习资源，在教师的指导下，把学生分成若干学习小组，在学习任务驱动下小组成员相互协作，收集信息、交流讨论、总结归纳，完成学习任务，得出学习成果，培养了学生能解决实际问题的综合能力。探索研究型教学模式的指导思想主要是根据建构主义学习理论。建构主义学习理论认为知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情景下，借助他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构方式而获得。学生成为知识获取的主动者，教师是引导者。在这过程中，学生的各种能力都得到充分的发挥和提高。由于让学生自己探索研究学习的过程较复杂，希望每个学生独立完成是难以实现的，最好是三至五个学生组成一个学习小组，组内成员具体分工，相互协作，共同完成6-10。2.4几何概念、规律的“数学实验”教学模式运用几何画板的“几何概念、定理的数学实验教学模式”的目标是通过“做”的教学，让学生正确理解几何中的概念、规律，了解概念、规律的形成原理11，培养发现问题、转换问题的能力，培养用数学模型来解决问题的能力。（1）情景导入，明确目的情景导入的目的是激发学生探究的兴趣，明确数学实验的重点（要学习的概念/规律），如用与教学内容相关的例子引入课题，如用飞机或飞机模型引入角平分线教学、用飞翔的蝴蝶引入轴对称概念的教学、演示离心率变化引起曲线变化的动画引入离心率概念的教学等。（2）做“数学实验”，自主探索学生明确了本课的目的后，让学生用几何画板做数学实验，利用教师编好的课件独立探索，发现数学概念包含的本质特征、规律形成的原理。如果学生能熟练使用几何画板，也可以让学生自己制作简单的课件。（3）讨论总结，形成概念/提出规律学生将探索获得的概念属性或规律与学习伙伴进行讨论，在教师的帮助、引导下提出正确的概念或规律。（4）概念/规律应用将所获得的概念或规律应用于解决一些问题，可以是进行一些练习，也可以是解决一些实际问题，如用轴对称概念解决“在河边建一个水电站，使之到两个供水站的距离之和最短”等。此时还可能用几何画板进行数学实验。（5）反思用提问的方法引起学生回忆、反思自己的学习过程，讨论如何获得概念、发现规律的，在应用规律的时候是如何应用规律的，用“数学实验”进行学习对自己解决问题有什么启示等11-13。3信息技术与学科教学整合的各种模式的特点3.1概念的归纳获得教学模式的特点概念的归纳获得教学模式中信息技术的作用和师生活动模式程序信息技术的作用（理想状态） 教师活动 学生活动 情景导入，明确教学目的 情景创设工具 创设情景，说明教学目的 明确目的，建立心理倾向 呈现例子，分类归纳 例子展示、操练、表征观点（提取的概念属性）工具 选择例子，确定呈现方式，收集概念属性 例子分类，归纳概念属性 提出概念假设 表征观点、交流讨论工具 鼓励学生思考、发言，收集学生提出的假设 提出属性和名称，讨论 呈现例子，检验假设 展示例子、操练、表征观点、交流讨论工具 选择例子，阐明阶段目的，参与讨论，收集概念属性假设 例子判断，归纳属性，讨论 概括总结，形成概念 呈现假设、表征观点、交流讨论工具 展示概念属性和假设，参与讨论，评价学生概括的概念 概括概念，讨论互评 应用概念，巩固理解 呈现例子、操练工具 选择例子，评价效果 判断，举例 反思概念化过程 交流讨论工具 提问引发讨论 反思，讨论 这种教学模式适合于讲授那些具有明确属性的概念，如有（无）理数、方程、等式等，也可以用于教授代数运算法则，如合并多项式、合并同类项等，对信息技术的要求不高，有大屏幕投影设备和一台计算机的教室基本满足教学条件（讨论口头进行，分类、提出假设可用纸代替），但是在教学前，教师必须选择准备好肯定性和否定性例子以及一些复杂的、似是而非的例子。教学的效果可以用判断、举例的方法来评价学生是否已理解、获得了该概念2,4。3.2基于Internet的数学计算机应用合作探索模式的特点信息技术的运用与数学教学模式的变革，促使教师和学生在课堂教学中的角色地位及作用发生了重大变化：其一，教师由原来课堂教学的中心和主宰者、知识的提供者、灌输者，转变成了学生学习的组织者、指导者和促进者；学生则由被动学习的接受者和被填灌对象，转变为课堂学习的认知主体，信息加工主体以及知识意义的主动构建者；其二，教师的教学设计，由过去的单纯考虑自身“如何教”，转变为现在研究如何运用信息技术去启发、引导、点拨学生“如何学” 4,6；学生则由过去的单纯学习知识，死记硬背课文结论的过程，转变为现在运用现代化认知工具来获取、分析和处理知识信息，从而主动探究知识的产生发展和运用的过程；其三，教师的主导作用不是集中表现在课内，而是转向了课前的充分准备上。课前，教师必须认真钻研教材，设计教学方案，考虑如何运用网络信息引导学生学习，为学生提供丰富的学习资源。这些资源不仅要能帮助学生解疑释难，探究知识的产生、发展过程及其结论，还要考虑如何启迪学生思维、想象，进行发散、创新，并且要引导学生总结规律，在实践中拓展运用等等。因此，教师的作用并未削弱，而是由课堂的中心和主宰转变为主导，并且由“幕前”的灌输转移到了“幕后”的设计。学生在课堂学习中的主体地位大大提升了，从而使学生的主体作用与教师的主导作用相互均衡协调地发展。课堂教学组织形式仍然是班级授课制，然而由于信息技术的进入，一则学生可以通过人机交互、小组合作、个别自学等多种形式开展学习；二则由于有了计算机网络这一中介媒体，打破了原来固有划一的教学组织形式，学生可以通过计算机网络根据自身需要自由选择学习内容，下载学习信息，自由地选择合作交流的对象，使学习的时间和空间得到了无限的拓展。这样在班级授课制中，“面向全体”和“因材施教”的原则得到了最大限的贯彻，也大大发展了学生的个性特长和创新精神6-8。3.3探索研究性教学模式的特点探索研究型教学模式因为对教学条件要求较高，要求学生的学习技能和基础知识有一定的掌握，所以常用于学科知识的复习和拓展，运用于综合实践课的教学中，以培养学生的综合素质。如我们在初一年级学生学习了汉字录入、Windows98操作系统基本操作和部份网络知识后（大部份学生都上过网），让学生找出互联网上国内的中学教育网站有多少？有哪些分类？最喜欢的网站有哪些？最后在“写字板”上写出总结。这个作业布置后，学生们非常兴奋，积极性非常高，在网络教室里，学习小组中有的同学在搜索网址，有的同学记录、分类，然后又讨论具体网站内容，最后在“写字板”上写出总结，做成文档。在这两个课时的过程中，学生们都主动参与，勤于动手，也培养了他（她）们的搜集和处理信息的能力4,7，以及相互间交流与合作的能力。培养学生主动探索研究、动手操作实践的能力，培养学生创新精神和创造能力，更重要的是在这一探索性和研究性学习过程中，学生的主体作用得到充分体现，能了解研究性学习的一些基本方法，提升思维活动的层次，培养数学学习的基本素质。从结果来看，有的小组完成得非常好，用“写字板”做出的总结文章内容丰富、格式规范；但有些小组还不能完全完成。分析其主要原因有几点：一是组内分工不明，协作不力，耽误时间，影响信息的收集；另一点是文字录入太慢，Windows操作不熟练，影响最后总结文本的完成。通过这次课后，这部份同学就更加注重指法练习，提高汉字录入速度，学习的主动性也增强了。同时，学生的独立工作能力、创造能力和合作精神都得到很大的培养9,11。3.4几何概念、规律的“数学实验”教学模式的特点这种模式适用于抽象的几何概念、几何定理、复杂概念的研究和利用几何知识解决问题教学，如轴对称概念、多边形的内角之和、离心率概念、复杂曲线的形成、空间几何等，也可以用于物理、化学的教学中。要求师生都熟练使用几何画板和Word、记事本等记录工具，可用需要转换的复杂问题来评价教学效果。通过“做”的教学，让学生正确理解几何中的概念、规律，了解概念、规律的形成原理，培养发现问题、转换问题的能力，培养用数学模型来解决问题的能力。在这种形象化的情境教学中，学生们一点不觉得枯燥，相反在教师的指导和启发下他们始终兴趣盎然地认真观察、主动思考，并逐一找出了对称点与对称轴之间、对称线段与对称轴之间的关系，在此基础上学生们很自然地发现了轴对称的三个基本性质并理解了相应的定理，从而实现了对知识意义的主动建构。教师的教学方式和学生的学习方式发生了本质的变化。课堂教学由传统的以“教”为主迅速向以“学”为主的方向转变。教师不再是知识的权威和提供者，而是学生进行自主探索的组织者、帮助者、促进者和合作伙伴，引领学生主动获取知识，并且促使学生在自