信息技术与小学数学的整合

信息技术在小学数学创新教育中的运用【内容提要】21世纪是信息技术占主导地位的世纪，科学技术的飞速发展使人们认识到，研究信息技术在教育领域中的应用，是当前教育研究的重要课题之一。而在教学中着重“培养学生科学精神和创新思维习惯，培育学生收集处理信息、获取新知识的能力”是现代小学数学课程教学中的重中之重。如何利用信息技术实施创新教育是我们运用现代教育技术应当思考的问题。【关键词】信息技术 小学数学 创新教育人类已进入信息时代，以计算机为核心的信息技术的不断发展，正在越来越深刻地改变着我们的生产方式、生活方式、工作方式和学习方式。我国教育部已决定，分三个层面在全国中小学推进信息技术教育，同时要加强信息技术与其他课程的整合，这个决定对于实施素质教育，培养创新人才具有重要意义，将极大地影响数学教育的现状。在新数学课程标准中明确指出 “现代信息技术的发展对数学教育的价值、目标、内容以及学与教的方式产生了重大的影响。数学课程的设计与实施应重视运用现代信息技术，特别要充分考虑到计算器、计算机对数学学习内容和方式的影响，大力开发并向学生提供更为丰富的学习资源，把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力工具，致力于改变学生的学习方式，使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探索性的数学活动中去。本文就信息技术在小学数学创新教育中的运用及对数学教学重要方面的改变，结合自己的研究与实践作一些初步的探讨：一、信息技术在创新教育中运用的理论基础现代教育技术作为教育改革的制高点和突破口早已成为人们关注的焦点，计算机与计算机网络技术的出现极大地丰富了现代教育技术的内涵，信息技术成为现代教育技术的显著特征，信息技术的发展为课程改革提供了物质条件。基础教育课程改革纲要明确指出：“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。” 在课程改革中运用现代教育技术的根本目的就是培养学生的实践能力和创新精神。它通过为学生提供一个有利于学习者观察、思考、比较、创造的信息化学习环境，激发学习者的主动参与，重视学生学习过程中的自主探索，使学生形成自主学习的能力、合作交流的精神、个性化的品质和积极的情感体验，培养学生掌握信息获取、分析、处理、交流与应用的能力。建构主义学习理论认为：“知识既不是客观的东西，也不是主观的东西，而是个体在与环境交互作用的过程中逐渐建构的过程。”学习者要真正学到知识，主要不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的社会文化背景和情境下利用必要的学习资源，通过与其它人（教师和学习伙伴）的协商、交流、合作和本人进行意义建构方式获得的。“情境创设”、“协作学习”、“会话交流”、“意义建构”是学习环境中的四个基本要素。而这四个基本要素正是创新教育必须的。现代教育技术的许多特性，完全适合于建构主义学习环境，这为利用现代教育技术改革教育教学提供了理论基础。二、信息技术在创新教育中运用教师应具备的理念1、教为主导教师在创新教育中的角色是什么？建构主义学习理论认为是“导”。这一理念表明，教师的角色只是引导者，是学习情景的创设者，是学生学习的合作伙伴。教师要创设符合学生心理特点的情景，在运用信息技术时要体现建构主义的教学策略。基于这一理念，教师在创新教育中要引导和帮助学生，促进学生对知识的主动建构，为学生的学习提供丰富的课程资源，创设有意义的学习情境。2、学为主体“学”既指学生，也指学习。教师在实施创新教育，运用信息技术课件辅助教学时，应注意到让每个学生成为学习的主体并给予充分的尊重和爱护。运用信息技术辅助教学各个环节都应围绕着学生的学习来进行；要为学生会学习，学得好而进行设计；要能利用信息技术，提高学生主体参与程度。3、动为主线“动”主要是指动手、动眼、动耳、动脑，以及师生、生生、机（计算机）生的互动。基于这一理念，利用信息技术可以促使学生互动；有助于学生把所学到的知识应用于实际中去；促使学生在应用中学习、学习中应用、应用中发现，应用中体会，应用中提高。三、信息技术在创新教育中运用的基本原则1、直观性原则。小学生的思维特点是以直观形象思维为主，逐步向抽象的逻辑思维过渡。由于现代教育技术集图、文、声、动画于一体，能化静为动、化难为易、化复杂为简单，它不但形象生动、信息量大，而且易于操作，可以全方位地刺激学生的感官，唤起学生的有意识或无意识注意，起到创设情境、突破难点、突出重点的作用，并能激发学生的学习兴趣，从而达到提高教学效率和质量的目的。但是，我们也要注意到，它毕竟不能代替学生的思维，更不能体现学生的主动探索。因此，我们在应用现代教育技术时，要正确处理好人机关系，始终坚持“以人为本”，充分落实学生在教学过程中的主体地位，发挥学生学生的主观能动性，让学生积极地进行学习。 2、实践性原则。应用现代教育技术，要充分考虑培养学生动手操作和解决问题的能力。凡是能让学生动手操作的，教师决不能包办代替，不能用“直观教学法”代替“活动教学法”，教学中必须重视儿童的动作和活动，让儿童自主参与、自由操作、摆弄物体，进行实验、观察、比较和思考，自己认识事物，发现问题，解决问题，得出答案，绝不能以多媒体计算机的演示取代学生的活动。媒体和实物应该是相辅相成的，如果只利用现实形象是不利于发展儿童的抽象思维的，但无论是用媒体还是用实物，教师都要尽可能把活动的机会让给学生，使学生自己完成有意义的建构。 3、情境性原则。应用现代教育技术就是要为学生创造丰富、生动的学习背景，建构互动交往的环境。新的教育理念强调：教学中应为学生设计、组织使他们成为学习活动主体的信息化、生活化的学习环境。借助现代教育技术就可以为学生、老师建构起互助交流的环境。环境的设置以建立丰富的信息资源库、形成系统的学习材料为手段，以激活学生的思维、培养学生的创新意识为出发点，致力于改变学生的学习方式，让学生学在其中，乐在其中，成为学习的主人；让老师从“讲台上的演说家”转变为“学生身边引导者和合作者”，使教学过程中生生之间、师生之间产生真正的互动交往。 4、多样性原则。应用现代教育技术为学生实现多样化的学习提供了保障。学生可以自主学习、动手实践、合作交流，选择不同的学习方式，实现个性化的学习。学生可以把更多的精力投入到现实的、探索性的学习活动之中，体会知识的形成过程，在学习过程中成为信息加工的主体的知识的主动建构者。学生还可以把信息技术作为强大的认知工具，使电脑和网络成为学习的手段之一，利用广阔的空间收集处理信息，交流分享学习成果。四、信息技术在创新教育中运用的作用 1、优化学生学习过程。 传统教学媒体主要侧重于教学过程的研究，突视对学生的学习过程的研究。现代教育技术的运用，使传统的教育方式发生了深刻的改革，教育质量和教学效率也有了显著提高，其中最关键的因素是多媒体信息对教育有着巨大的促进作用。首先，现代教育技术的快速发展带来了教育技术在知识呈现方面的重大突破。知识可以用文字、图像、动画、声音、视频、图形等多媒体表示，丰富多彩的世界都可以被模拟仿真。其次，传统知识的传授，基本都是用语言描述的，虽然也可能重现客观世界，但很抽象，学生需要领会，在脑中努力拼凑，去重现客观存在，这是相当困难的过程；然而，有了多媒体技术，就可直接把现实世界表现出来。第三、现代教育技术可以创设一种交互合作式学习的环境。交互合作学习是现代教学理论所推崇的，是课程改革的重要理论基础。“授人以鱼，不如授人以渔。”要使学生终身受益，学生对于学习方法的习得是至关重要的。而学习方法的习得是通过学习过程来实现的。优化学习过程是实施创新教育的主渠道，而运用现代教育技术可以从多角度、多侧面、多途径来促进教学过程的优化。现代教育技术的运用，把学习过程中的发现、探索、研究等认识活动突显出来，使学习过程更多地成为学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的过程。 2、促进学生主动参与。 教学是师生之间、生生之间交往互动与共同发展的过程。“教师当然须教，而尤致力于导。导者，多方设法，使学生能逐渐自求得之。我们要摆正教与学的位置，要尽可能发挥学生学习的积极性，让学生主动地参与学习。现代教育技术构建新型的学习模式，创造新的信息化学习环境和教育环境，探讨新的教与学的方式。这种学习模式将体现学生学习的主体性，强调探究式、问题解决式、合作式的学习方式，突出多样化个性化的个体学习行为。由于现代教育技术为教育提供了多元化的信息渠道，一个人获取必要知识所花费的时间越来越短，教师将有更多的时间和精力，去关注学生个性的培养。民主、平等、融洽、合谐的师生关系的就更能够促进学生的主动参与。 3、激发学生学习的兴趣。 将现代教育技术应用于课程改革的全过程，通过运用素质教育最先进的思想，使教育教学活动形象、生动、灵活、多样、高效。由于现代教育技术可提供大量的、贴近学生生活实际的并且富有挑战性的信息，使学生的学习变得更加生动有趣，可以极大地激发学生的学习兴趣。“兴趣是最好的老师”，学生的参与意识由此也得到增强，这样变“苦学”为“乐学”，这是传统教学方式所无法比拟和代替的。因此，一方面，教育技术应随素质教育的不断发展而不断进行创新，另一方面，现代教育技术的运用应符合学生认知规律，符合教育本身发展规律，能够充分开发学生智力、发展学生个性、调动学生的学习积极性和创造性，能够有利于将学生培养成适应社会发展的现代人。 4、强化学生创新思维的培养。以创新精神和创造能力为基本价值取向的创新教育，是以发掘人的创新潜能，弘扬人的主体精神，促进人的个性和谐发展为宗旨的。现代教育技术运用的真正意义在于唤醒学生的创造能力。在课程改革中，我们注意个性意识和个性特征的培养教育，并在这方面积极探索行之有效的教育方法。基于建构主义学习理论和“以学生为中心”的教学模式，使得教学的“四要素”发生很大的变化：学生是主体，也是中心，是知识意义的主动建构者；而教师是教学过程的组织者、指导者、合作者和促进者；教材是学生主动建构意义的对象；媒体则是学生认知工具。多媒体及网络技术在教学中不仅能有效地提高学生的学习效率，使学生能够采取主动学习，实现创造性学习的目标，而且使教学信息双向化，取得更好的学习效果。在教学过程中，将认知对象进行各种变换，能具体明白地显示和阐明认识过程本身，充分展示知识的形成过程，引导他们自己去得出知识的结论，从而增进他们的想象力和创造力；同时，现代教育技术要求必须提高信息意识，培养学生的信息处理能力，从而增强创造思维的启动，这比学习知识本身更为重要。因此，运用现代教育技术是培养学生创新精神和创造能力的必由途经。五、信息技术在创新教育中运用的实例1、创设情境，激发创新意识心理学研究告诉我们：“好奇心是人们对新奇事物积极探求的一种心理倾向。”现代信息技术能使文本、图形、图像、声音、视频、动画等多种媒体有机组合，图、文、声、形、像并茂，可为学生提供多样化的外部刺激、创设多样化的情境，具有丰富的感受性和新颖性，有利于诱发学生的好奇心和求知欲，为激发创新意识提供了良好的条件。能引起学生的学习兴趣并提高学生的学习积极性。从而为学生进行创造性的学习奠定基础。如在教学分数的大小比较时，我利用多媒体课件创设这样的情境来导入：烈日炎炎，口渴难忍，猪八戒找来一个大西瓜解渴。悟空说：“咱们四人平分，每人吃四分之一吧。”八戒很贪吃，不高兴的说：“西瓜是我找来的，应该多吃一点吧，我至少要吃六分之一或七分之一吧。”其余三人听了哈哈大笑。小朋友，你知道大家为什么取笑八戒吗？在这个情境中，火红的太阳，干枯的大地，翠绿的西瓜，滑稽的人物表情，幽默的人物对话为学生提供身临其境的感觉，适时提出的问题，自然就能创设出最佳的学习情境，唤起学生思考的兴趣，大大地诱发学生的好奇心和求知欲，激发起学生的创新意识。2、巧设质疑，培养创新思维创新思维是创造能力的核心。创新思维表现在积极的求异性、敏锐的观察力、创造性的想象、独特的知识结构、活跃的灵感等几个方面。学生能够在教师提供的事例中归纳出一个法则（哪怕是不完善的），抽象出一个概念、想出一个巧妙的解题方法对学生来说都是一个发现，是创新思维萌发的嫩芽。而教师要使嫩芽成长，就可运用信息技术灵活多变的优势，为学生积极思维营造问题情境，利用多媒体课件显示直觉材料让学生大胆猜想，充分建立表象，提出有价值的问题。如教学圆的周长中“圆周率”这个概念时，在学生弄清周长的意义后，用多媒体课件演示：以O为端点，延长出射线L，在射线L上任取一条线段作直径动态地画出大小不同的圆（图1）。让学生仔细观察后质疑：“在这些圆中，谁的周长最长？”“你猜想圆的周长大小与圆的什么有关？”“能猜出是什么样的关系吗？”“能用数学方法计算出来吗？”引导学生猜想圆的周长大小与圆的直径有关。学生根据课件的演示能很自然的推理到研究圆的周长就得研究圆的周长与圆的直径的关系，然后再进一步研究它们之间有什么关系，得出“圆周率”这个概念。3、交互设计加强学生动手操作能力，提高学生创新能力。作为创新教育核心的创新能力，小学数学中表现出来的主要是学生的信息加工能力、动手能力和创新结果的表达能力。利用信息技术强有力的交互功能、人机对话功能、提供大量信息的功能，让学生通过看一看、拖一拖、摆一摆、拼一拼、比一比等活动主动发现问题，找出事物间的联系，找出疑点，为创新架设桥梁。在学习小学数学圆的面积后有这样一道思维训练题（图2）：计算图中阴影部分的面积。传统