信息技术与数学教学的整合问在问题的思考.doc

究信息技术与数学教学的整合问在问题的思考毛海帆摘要： 随着信息技术在中学数学教学中的应用越来越普及，研究信息技术与数学教学的整合问题，具有普遍意义和现实意义。本文就当前信息技术与中学数学教学整合存在的问题提出几点思考及一些解决问题的建议。关键词： 信息技术；数学教学；整合；思考当前,在数学教育改革的种种讨论意见中,现代教育技术备受关注。美国数学教育界认为“在众多促进数学教育改革的因素中,现代技术具有最大的潜在的革命性影响”。而现代教技术主要是指把计算机用于教育的技术,即计算机辅助教学,简称(C A I的缩写)。当前传统的数学教育面临巨大的困难。1.从教学内容看,几十年不变,内容陈旧;2.从教学方法看,大部分数学课堂没有摆脱以教师传授为主的注入式,数学课难以唤起学生的积极性;3从教学对象看,数学教育并没有做到面向全体学生,真的“因才施教”至今还难以实现;4.从教学目标看,决大部分精力还放在应付考试的单纯解题训练上,数学知识的形成过程被淹没了,数学与实际的生动联系不见了;5.从教学模式看,基本上还是教师讲学生听的“一刀切”的班级授课,学生被动学习的局面没有改变,缺少必要的“个别化”教学与学生彼此之间的交流,学生的课堂参与是极其有限的;6从教学评估看,大部分是凭经验“摸着石头过河”,难于及时准确地了解教学信息,因而我们的教学策略难以保证有很强的针对性;7从教学手段看,没有摆脱“粉笔加黑板”的束缚,计算与画图还是传统的手工方式,教师的工作基本上还属于个体的手工业劳动。数学不仅是学生的沉重负担,也是教师的沉重负担,可见,传统教学似乎使出了全身的气力,却仍不能满足数学化时代的需求,而信息技术的广泛应用使这一问题得到一定程度的缓解.本文将就目前信息技术与中学数学教学整合存在的问题谈谈几点思考，并提出一些解决问题的建议。信息技术与中学数学教学整合的现状我国中学开展计算机辅助教学虽然起步晚，但发展却非常迅速，特别是近几年来，在城市及经济比较发达的地区，普遍都开展CAI，并取得了可喜的成绩。他们充分发挥计算机技术的优势，把教学信息以丰富、生动的多媒体形式表达出来，改变课堂教学形式单一、直观性差的缺陷，成为教师教学和学生学习的有力助手，促进了学校的素质教育。但CAI是一件新事物，国内外可借鉴的经验不多。又由于我国幅员辽阔，各地经济发展不一，硬件设备的差异、教师素质的不同，使中学CAI的发展不平衡，旧的教育观念、旧的教育传统都在一定程度困扰着CAI的发展。对于数学学科来说，相对其他学科，更是显得有些落后。一个不容回避的事实是：信息技术对数学教育的影响并不大，数学教育对信息技术的需求似乎还没有那么迫切，多数数学教师觉得信息技术和自己当前的教学工作联系不大，信息技术与数学教学还是严重脱节；广大数学教师和信息技术之间仍存在着难以跨越的鸿沟，绝大多数的课堂依旧是“粉笔加黑板”的传统教学模式，信息技术和数学教学还没有很好整合起来。在开展信息技术与数学教学整合的过程中，广大数学教师也存在许多困惑问题：1、信息技术与数学教学整合的原则是什么？2、面对信息技术的飞速发展，要求他们对信息技术掌握到什么程度才能考虑把信息技术与数学教学进行整合？是否应该要求教师开发所有的教学软件，在自己制作课件时要选择怎样的软件平台，制作怎样的课件？3、有了信息技术，如何上好每一节数学课，怎样精心设计每一节课，向课堂教学要质量、要效率，是广大数学教师面临的最经常最重要的课题即教学设计问题。，这些困惑严重地影响信息技术与数学教学整合在中学中开展。关于信息技术与中学数学教学整合的原则信息技术与中学数学教学的整合，不是简单地将信息技术应用于数学教学，而是高层次的融合与主动适应，必须改变传统的单一辅助教学的观点，从数学教学的整体观考虑信息技术的的功能和作用，使信息技术贯穿于数学教学的整个过程中，其出发点和立足点是学生能力的培养。信息技术与中学数学教学的整合，应遵循如下的基本原则。（1） 整合应体现数学学习的发现、探索的教学过程的原则这种整合，强调利用信息技术将数学知识的发生发展过程展示给学生，强调对数学知识的探索、应用及迁移；是以数学教学的具体任务为完成目的，有意识地与信息技术相结合的教学。这种整合的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、寻求解决问题方法的过程中，养成独立思考、积极探索的学习习惯，真正理解和掌握基本数学知识与技能、数学思想和方法，获得广泛的数学活动经验。（2）整合应体现新课程标准“学生是数学学习的主人，教师是数学学习的组织者、引导者与合作者。”新理念原则学生是学习的主体，在数学学习中，哪一样也离不开学生的主动参与。在信息技术与中学数学教学的整合中，应根据中学数学教学本身的特点，利用信息技术的优势，从数学教学中寻找切入点，创设具有丰富性、挑战性和开放性的教学环境。教师所作的一切努力，都应是为学生提供更为宽广、有弹性且具有创意的学习空间，使得以学生为中心、基于资源及交流讨论的全新教学方法得以实施。（3）整合应体现知识学习和创新精神相结合的原则将知识学习和创新精神相结合，是新课程改革的根本所在。信息技术提供了这样的平台：它为数学教学的开放性，为学生的自主性、研究性提供了有力的支持。由于有了这种支持，使得学生在学习相同数学知识时，可以通过不同的途径与方法对其进行研究，对已有的知识从多角度去思考与再认识，从而产生新的知识。（4）整合应体现信息技术作为学生学习数学的基本认知工具原则整合强调信息技术服务于具体的任务。学生以一种自然的方式对待信息技术，把信息技术作为获取信息、探索问题、协作解决问题的认知工具，并且对这种工具的使用要象铅笔、橡皮那样顺手、自如。信息技术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，或是练习机器这样被动的角色。对于学生来说，信息技术则是一种终身受用的学习知识和提高技能的认知工具。 （5）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终身学习的方法和手段。因而数学的学习不应也不可能局限于数学知识本身。信息技术与数学教学整合，应基于对现实知识掌握的基础上，为学生提供了大量的可供研究的问题及研究问题的方式与方法。这些经验的取得与积累，必会对学生的终身学习产生巨大的作用。信息技术与中学数学教学整合的条件笔者从2002年初以来分别主持一个省级和国家级关于“信息技术与中学数学教学的整合”的科研课题，接触到不同层次、不同地方的中学及中学数学教师，比较了解中学开展信息技术与数学教学整合的情况，对整合问题也作了较深入的研究，下面针对目前中学开展信息技术与数学教学整合的现状及存在的一些问题，提出一些看法。（1） 观念转变是整合的先导条件随着“校校通”工程的推进，当前我国不少中学的硬件设施已经得到很大的改善，部分学校的电教设备无论是规模还是档次都处于领先水平。但很多学校不是把这些设备作为辅助教学工具，而只是作为应付检查的展品，信息技术仍然游离于教育教学的核心之外。究其原因是广大教育工作者教育思想和教育观念没有发生转变，从而制约了信息技术在教学中发挥应有的效益。因此，我们认为要把教育思想、教育观念的转变放在首位，这是“整合”的先导条件：（i） 认真学习国家教育部颁发的基础教育课程改革纲要（试行）、九年义务教育数学课程内容标准及普通高中数学课程内容标准，深刻领会课标的新理念，提高对信息技术在新课程改革的重要作用的认识，转变教育思想、教育观念，积极投身到当前我国正在开展的基础教育改革运动中去，更好地将信息技术整合到数学教学中去。（ii）要解决运用信息技术与数学教学整合这一类牵涉到思维与知识创新的问题，就需要有新的思路，需要用先进的学习理论建构主义思想指导。“建构主义”是继“行为主义”、“认知主义”学习理论之后的一种全新的学习理论，它的核心是“知识不是被动接受的，而是认知主体积极建构的。”建构主义以这种新的观点，对数学知识的性质，学习的性质，学生的性质等方面展开基本的看法，为广大数学教师更新观念带来了清新空气，提供了看待教与学的全新角度。故广大中学数学教师要认真学习“建构主义”理论，更新观念，把它作为“信息技术与数学教学整合”这个实践的指导性理论之一。（iii）正确理解和处理好“信息技术与教师”、“传统教学与计算机手段”的作用和关系。在信息技术与数学教学整合的过程中，经常会遇到的问题是如何看待信息技术与教师的作用、如何评价传统教学与计算机辅助教学。有两种极端的看法：一种是过分夸大信息技术与信息技术辅助数学教学的作用，有人提出信息时代的教学应该与粉笔与黑板说声“再见”！另一种则认为传统教学培养了一代又一代人，实践证明这种教学是成功的。为什么要否定行之有效的传统教学呢？，特别是数学教学有训练人的抽象思维和逻辑思维能力的功能，他们担心信息技术的引入可能会带来负面影响。以上两种意见都是错误的。事实上，一方面，教育需要信息技术，信息时代的数学教学更需要信息技术，但是任何先进的技术都代替不了教师。至于传统教学与计算机辅助教学，也不是非此即彼，而应该取长补短，优势互补，使它们能完美结合起来。（iv）信息技术与数学教学整合呼唤高素质的教师。目前有部分中学教师片面地认为：开展信息技术与数学教学的整合存在的主要问题是学校的硬件设备及教师掌握信息技术。要把信息技术与数学教学整合搞好，诚然，学校的硬件设备与教师掌握信息技术是重要的，但不是决定的因素，决定因素是人，是教学第一线的教师。有了信息技术不是不要教师，而是对教师提出更高的要求。这种要求往往被认为是精通计算机技术。其实这是误解。在信息技术飞速发展的今天，要求数学教师精通计算机是不现实的也是不必要的。但他们应能熟练地进行计算机一般操作，会使用有关教育软件。在信息技术与数学教学整合的过程中，更需要他们的数学专业的修养，教学法的知识，教育心理学的理论，以及教育科研意识和不断创新精神。故要大力倡导教师教育的新理念，广大教师要适应当前教育改革的需要，要学会终身学习，积极参加各种类型的培训，不断学习，更新知识结构，提高数学教育和信息技术能力，提高数学专业素养。（2） 熟练掌握计算机的基本操作是“整合”的必要条件没有娴熟的运用信息技术的能力，“整合”只能是“凑合”。近年来，尽管许多中学教师通过自学或参加计算机短期培训，计算机水平有了很大提高，有的甚至达到中、高级水平。但面对信息技术飞速发展的时代，广大非计算机专业的数学教师感到困惑的问题是对计算机技术要掌握到什么程度，是否一定要精通计算机技术才能搞好信息技术与数学教学的整合。这个问题对于还没有或刚起步开展信息技术与数学教学整合的教师更为普遍。我们认为进行信息技术与数学教学的整合，只需熟练掌握使用计算机的基本操作就行，不一定要精通“电脑”。要把精力放在熟悉教学规律，了解教学的需要，钻研教材，研究教学对象及教学过程。（3） 选择好的软件平台及制作好的课件是“整合”的重要条件课件是“在一定的学习理论指导下，根据教学目标设计的反映某种教学策略和教学内容的计算机软件”。在数学教学中开展CAI，还有一个困惑广大数学教师的问题是：课件的开发问题及CAI课件的选择问题。现阶段，“教师要不要自己做课件，做怎样的课件，或选择怎样软件来开发课件”的话题，在广大中学教师中引起强烈的关注。实践证明，学会做课件对提高自身素质和教学质量是大有好处，应积极参与。新大纲指出：“要提倡教师自制教具，自己设计教学课件，努力提高教学质量和教学效益。”，“课件”融入了教师本人对教材的理解、处理及对教学对象的适应，体现了教师的教学思想、教学方法，广大教师应按照新大纲的要求，学会自己做课件，不可能完全依赖现成的课件。要自己做课件就要选择好的软件平台，根据数学学科的特点，几何画板就是一个很适合中学数学教师制作课件的软件平台，它具有功能强大、操作简单、价格便宜、学习容易等特点。当然，如能把几何画板与Powerpoint结合起来，制作的课件效果就会更好。目前，比较适合中学数学教师制作课件的软件平台还有中科院院士、广州大学计算机教育软件研究所所长张竟中教授开发的Z+Z智能教育平台软件。制作课件的软件平台选定后，要制作出什么样的课件呢？我们认为，中学数学的课件制作要立足“以人为本”的原则，把学生放在主体地位上，要结合教学内容实际，结合数学学科的特点及学生的心理特点，要注意经济、实用、简单、明了，不必追求华丽。计算机技术辅助数学教学不是计算机功能展示课，是数学课，能解决问题、满足需要就行。不能完全照搬其它学科成功的经验，数学学科的自身特点限制了不可能在课堂上大量引入影视资料和音乐，不可能一边分析数学问题，一边播放音乐。在一些课件评比活动中，把课件是否制作得漂亮、华丽作为一个标准（如课件比赛），这样会误导这项实验研究。另外，还要看制作课件的“性能价格比”，即花了多少时间，付出什么样的代价才制作了该课件，反对劳民伤财图热闹。课件的来源除了提倡教师自己制作外，还可以从Internet上搜集、整理、下载一些确实对教学有用的课件，或购买软件公司开发的多媒体课件，或同事之间的交流。总之，教师如能坚持自己制作课件，能将从不同渠道收集到课件建立一个资源库，供同学校的教师使用，一定会使老师们运用信息技术的热情、兴趣、积极性得到提升，运用信息技术水平将会大幅度提高。因而选择好的软件平台及好的课件是整合的重要条件。信息技术与中学数学教学整合的关键教学设计信息技术与数学教学的整合要求教师重新思考课程、教学方法，教学模式、教学评价。传统教学中课程、教学方法，教学模式、教学评价还没有考虑到信息技术的作用，教师备课需要经常考虑怎样处理教材、学生及教师这三者之间的关系；现在则需要充分考虑信息技术的影响，教师的教学设计需要正确处理教材、学生、技术及教师这四者之间的关系。实际上要求教师在信息技术的背景下重新设计数学教学方法，要体现信息技术的使用应该服务于数学课堂教学的目的，适合课堂教学的特点，同时应充分挖掘信息技术在数学教学中的潜在优势。结合数学学科特点，我们认为进行教学设计应遵循如下的原则：（1） 启发式原则。这是数学教学的原则。数学是教人聪明的，不突出启发式，不让学生思维积极活动起来，学生是聪明不起来的。所以教学活动应从此出发创设情景，提出问题，循循善诱，开启学生思维的大门。（2） 系统分析原则。要综合分析学习者、学习内容、学习环境、技术支持的条件等等。与传统的备课相比，要突出对学生的关注，对计算机潜在优势的挖掘，设计最有效的教学活动以调动学生参与。（3） 优势互补的原则。要把教师与计算机的优势同时充分发挥出来，计算机与传统教学完美地整合在一起。（4） 主体性原则。学生是学习的主