网络环境中运用建构主义理论构建高中数学互动型教学模式探索与

1、网络环境中运用建构主义理论构建高中数学互动型教学模式探索与尝试浙大附中 段明贵摘要在新课程标准精神中，学生的主体地位被提高到前所未有的高度，教学过程不在被看作是一种纯粹的给予和接受的静态过程，而是教师学生之间的相互交流的动态过程；建构主义关于教学的基本观点是：重视教学中教师与学生，以及学生与学生之间的相互作用，提倡协作学习与交互式教学；本文主要想在新课程标精神下，以建构主义为主要理论根据，运用信息技术构建高中数学师生互动型教学模式.一:背景 新世纪是飞速发展的知识经济时代，信息化时代。教育已面临挑战，教育如何适应信息时代的人才需求，这是学校教育研究的大课题。当前，我校正在逐步实现教育现代化，教

2、育现代化离不开教育信息化,而教育信息化必将推进教育现代化。从信息论的观点来看，学校教育信息化的本质就是动用现代教育教学理论和现代教育信息技术，把学校的教学环境建设成为一个充满信息，而且方便教育者和学习者获取信息的环境。近几年来，我校致力于现代教育技术的研究以及计算机多媒体教学的实验研究，取得了可喜的成绩，奠定了良好的电化教育、计算机辅助教学的研究基础和良好的信息教育环境、设施。 然而，我们也看到，科技的发展日新月异，信息传递日趋高速化，人才需求的标准越来越高，就目前教师的教育理念，教学方法和教学模式，培养未来的创新人才是远远不符合要求的。九十年代计算机辅助教学（演示型）的研究与实践，仅是某历史

3、阶段的产物，虽具有一定的研究意义，但从信息论观点和信息技术理论的观点来看，它毕竟是遵循了行为主义的理论模式，注重于学习指导，解决教学重难点、练习等，其基本特点仍是以教师为中心呈现教学内容，学生较被动或机械学习，自主性、探究性、合作性、发现性的个性化学习体现不够，教学的效益不大。 我校教育信息化的近期目标，就是通过课堂教学的改革，构建新型教学模式，为基础教育的素质化服务。 媒体信息技术与网络技术在课堂教学中的应用，构建师生互动型的教学模式的研究，就是研究教学中教师的角色转变，变讲授者为指导者；学生地位的转变，变接受者为主体，媒体功能的转变，变演示工具为认识工具；教学过程的转变，由传统的逻辑分析讲

4、授过程转为通过发现问题，探究问题，学生获得知识，培养能力。 二、建构主义理论与网络环境相结合教学模式的学习和探索 建构主义（constructivism）也称为结构主义，它是由瑞士学者让.皮亚杰最早提出来的。自20世纪90年代以来，随着多媒体和计算机网络应用的日益普及(特别是Internet的迅速发展)，作为现代教育技术最新理论基础的建构主义学习理论在国际上迅速流行。建构理论认为，人的学习过程不是学习者被动接受知识，而是积极地建构知识的过程，由于学生的知识获取是以学生的主动建构方式为主，因此教学不再是学生接受知识的过程，而是根据自身原有的知识结构，对外界提供的信息主动建构的过程。建构理论还认为

5、，有效的学习应该是在一定情境下发生的，知识也只有在具体环境下才有意义。从这一意义来看，网络环境可以很好地实现建构学习理论的理念，具体而言，主要表现为： 1网络充足的信息和自由的空间，为学生建构知识提供了良好的环境。网上资源具有共享性、无限性、适时性等特点。充足的信息资源，弥补了传统教学中信息来源于教师和教材的局限，为学生建构知识提供了广阔、自由的空间。利用网络学习，学生不受时空的限制，可以根据自己的兴趣与需要，筛选信息，然后与原有知识建立联系，将新信息进行加工、编码和存储，并对原有知识进行改组，进一步建构学生新的认知结构和知识体系。同时，网上资源的多媒体形式，可以提供大量多角度、多视点观察和探

6、究情境，创建适合学生建构知识的环境。 2网络环境为学生的合作学习创造条件。建构主义者在强调学习者主动建构内部心理特征过程的同时，还强调学习者的“协作”和“对话”，通过协作可以使学习者对问题的理解更深入，认识更全面，而网络环境为合作学习提供了条件。“互动性”是网络信息的一个重要特点，师生之间、学生之间，在教室内外可以通过多种交流手段对某一问题发表见解。这种合作化的学习，可以集思广益，使学生对问题的思考更深入、更全面，从而多角度积极地进行主动探索式学习。 3网络环境能实现因材施教，发展学生的个性。不同的学习者建构知识体系的方式不同。网络环境在展示大量信息内容的同时，也提供了多种信息呈现的方式，能满

7、足不同学生学习方式的需要，学生可以按照自己的认知方式学习探索，从而满足学生个性的需要 那么，建构主义理论与网络环境相结合教学模式应该是怎样的呢？建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习。学生是网络信息加工的主体，是认知结构的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输对象；教师是意义建构的帮助者、引导者与促进者，而不是知识的传输者与灌输者。这样我们就可以把学生、教师、教学信息、网络学习环境作为这种教育教学模式的四个要素，这四个因素相互作用、相互联系成为稳定的信息化教育的教学模式结构，如下图所示根据上述思想理论观点，运用信息技术构建高中数学师生互动型教学模式，是适应教育信息化的需求，能

8、促使教师实现教学过程的信息化。下面就以自己的实践浅谈一下自己是如何运用信息化的环境，结合现代教育论改革传统教学模式，构建培养学生数学素质与能力的新型教学模式的三：网络环境中高中数学师生互动型教学模式的设计（一） 基本流程：信息化环境创设情景问题导学随机进入自主寻的交互协作学习课堂小结（二） 案例:课题： 9.7: 二面角（新教材实验修订本）【教学目标】1.知识目标（1）使学生初步了解二面角及二面角的平面角概念；（2）使学生能求二面角的平面角大小及常见的三种求作二面角的平面角的方法。2.能力目标（1）培养学生的空间想象能力；（2）培养学生提出问题能力、自主学习能力、协作学习能力和自我评价能力；

9、（3）提高对信息的处理能力，锻炼学生的实践能力。3.情感目标（1）激发学生学习积极性；（2）培养思维的变通性和严密性，培养学生的探索精神和创新个性。【教学重点、难点】1.重点：二面角的概念及其平面角的探索及常见的三种求作二面角的平面角的方法。2.难点：求作二面角的平面角【教学模式】基于网络环境下的高中数学师生互动型教学模式：创设情境-问题导学-随机进入-自主寻的-交互协作学习-课堂小结。(1) 信息化环境我校的网络教室;运行软件:几何画板.把软件包分发给全体同学。(2) 创设情景师：平面几何中我们学习过角的概念，它是如何描述的？立体几何中我们也学习一些角，它又是如何描述的？学生回答，教师指出角

10、的概念中的关键.展示教学目标设计思想：建构主义学习理论认为,学生对知识和经验的获得是以已有的知识经验为依托的,贮存在头脑中的知识和经验如何与来自各方面的信息产生作用是由情景来激发的,只有在平时的课堂教学中随时创设问题的情景,培养学生认知和元认知能力,他才能积蓄解决问题的能量,完成当前所学知识的意义建构.因此,本节课一开始制定了符合学生认知规律的目标,在教学中通过教师的“导”,学生对过去知识的感悟,来实现对“二面角”等概念的意义建构。 （3）问题导学师:我们已经学习了直线与直线,直线与平面所成的角,他们分别刻画了直线与直线,直线与平面的位置关系,我们知道平面与平面有两中位置关系:相交与平行,为了

11、对相交平面的相互位置做进一步的探讨,我们有必要来研究两个平面所成的角.教师利用多媒体显示生活中的常见的模型:人造地球卫星的轨迹与赤道平面,山坡面与水平面,打开的门窗等以增加学生对二面角的感性知识,再请同学们围绕以下展开自学、讨论：问题1：类比平面几何中的概念，如何描述两个相交平面所成的角？问题2：二面角的大小如何度量？设计思想：建构主义学习理论认为学习总与一定的知识背景即情景相联系，在实际情景下进行学习，可以使学生利用已有知识和经验“同化”和“索引”出当前要学习的新知识，这样获取的知识，不但便于保持，而且易于迁移到陌生的问题情景中去。本环节就是想从线线、线面角的旧知识背景“同化”和“索引”新知

12、识“二面角”，从而实现二面角的意义建构。（4）随机进入学生利用计算机动手操作，主动探索，同学之间互相讨论，交流，尝试解决以上问题的方法，教师通过主机监控分机的情况，并注意收集反馈信息。设计思想：教学过程是教师与学生的统一体，教师为主导，学生为主体。建构主义认为教师是学生学习活动的促进者，是学生意义建构的帮助者，教师要努力培养学生的自觉意识和元认知能力，努力调动学生的学习积极性，高度重视对于学生错误的诊断与纠正，并很好地发挥教学活动组织者和导向作用。本环节就是基于这种思想来设计的，使学生的协作性、主体性得到充分的体现。(5)自主寻的学生发表看法,教师指导完善对于问题1:学生A:类比平面几何中的角

13、的概念,角可以看作是一个旋转量我觉得二面角可以看作是一个旋转量.教师:很好，继续.学生A:二面角可以看做是一个平面绕一条直线旋转而成的.教师:好,其他同学有没有补充. 学生B:是一个半平面绕起边界(直线)旋转而成的图形.教师:同学们比较一下哪一个说法更准确?为什么?学生交流,讨论后,教师给出二面角的概念及其表示方法,强调其中关键词的含义,同时利用多媒体演示再进一步指出,两个相交平面所成的角同我们以前学习过的直线与直线,直线与平面所成的角一样不仅有大小,而且大小唯一确定的对于问题2:学生C:我想到的度量二面角的大小的方法是:在二面角 l的棱上任取一点O,如图,过点O在半平面内做射线OAl ，同理

14、，过点O在半平面内做OBl ，这时就得到一个角AOB，且它的大小与点O在上的位置无关，因此用AOB的大小来度量二面角l 教师：这时，我们称AOB为二面角 的平面角教师多媒体演示平面角的形成过程、范围、直二面角等学生计算机点击练习练习： 1拿一张正三角形的纸片ABC，以它的高AD为折痕，折成一个二面角，指出这个二面角的面、棱、平面角2一个平面垂直于二面角的棱，它和二面角的两个面的交线所成的角就是二面角的平面角为什么？3教室相邻两面墙、天花板两两所成的二面角各有多少度？4在30°二面角的一个面内有一个点，它到另一个面的距离是10cm，求它到棱的距离略解：1如图1123，二面角BADC中，

15、面ABD，面ACD；棱AD；平面角BDC2如图1124，平面AOBa，平面AOB与平面、的交AOB是二面角a的平面角3如图1125，二面角c，二面角b，二面角a的平面角分别为AOB，AOC，BOC，都是90°4已知：如图1126，二面角AB为30°，P，P到平面的距离为10cm求P到AB的距离解：在内作点P的射影O，过点P作PQAB于Q，连结OQ，根据三垂线定理，可得OQABPQO为二面角AB的平面角，即PQO3O°PO10cm，PQ20cm即P到AB的距离为20cm（这些标准答案，等学生完成后再展示）教师监控 并注意解疑,紧接着教师:大家想一想,作二面角的平面角

16、有几种常见方法学生D:可以从棱上一点出发有定义来做教师:我们把它叫做定义法学生E:我的作法是：在二面角 的面上取一点P，过P向面做垂线PB，垂足为B，过B做BO ,垂足为O,则POB为二面角 的平面角.教师:很好,这种方法是利用三垂线定理(逆定理)求作二面角的平面角,我们把它叫做三垂线法还有什么方法?学生F:可以象练习2那样从角内一点出发作二面角的棱的垂面作出二面角的平面角教师:很好,这种方法作的是二面角的棱的垂面,我们把它叫垂面法.同学们都充分发表了自己学习收获,经过交流,我们已经得到了三种不同的度量二面角的方法,它们分别是“定义法”、“三垂线法”、“垂面法”，其本质只有一个，在后面的学习中

17、，我们慢慢体会（以上过程可以让学生“电子举手”，边演示，边回答）。设计思想：建构主义认为：学习者，以自己方式建构对于事物的理解，从而不同人看到的是事物的不同方面，不存在唯一的标准的理解，高级知识的教学应该提倡师徒式的传授，以及学生之间的相互交流，讨论和学习，教学过程中需要亟待解决的重要问题进行，并对学生的问题解决过程给予高度重视，在该过程中，要鼓励学习者同其他学生和教师进行对话和协商。提倡小组学习，协作学习，创建“学习社区”。在这个环节中，是通过学生对经验的操作,交流，来主动建构的，也就是说学生不只是模仿和接受教师的策略和思维方式他们要用自己现存的知识去过滤-和解释新的信息。教学过程中学生通过

18、自主探索，自由想象，充分交流，相互合作，相互补充，可以更好地纠正理解中的错误，充分感受到成功的情感体验，完成了新知识、新方法的建构。（6）交互协作学习老师让学生点击练习，教师评析。强化练习：如图1122，山坡的倾斜度（坡面与水平面所成二面角的度数）是60°，山坡上有一条直道CD，它和坡脚的水平线AB的夹角是30°，沿这条路上山，行走100米后升高多少米？解：已知CD=100米，设DH垂直于过BC的水平平面，垂足为H，线段DH的长度就是所求的高度在平面DBC内，过点D作DGBC，垂足是G，连结GHDH平面BCH，DGBC，GHBC因此，DGH就是坡面DGC和水平平面BCH所成

19、的二面角的平面角，DGH60°，由此得： 43.3（米）答：沿直道前进100米，升高约43.3米设计思想：对新概念的理解需要一个不断深化完善的过程，因此教师继续辅导学生做一些应用练习，可以使学生自觉梳理自己理解进程和理解水平，帮助学生更好地理解概念的本质属性，将所学的新知识系统化，条理化，纳入到以有的认知结构中从而实现能力的建构，网络教室的学习环境为学生提供了很好的交互协作学习的平台。（7）课堂小结教师：本节课的主要内容是什么？揭示了什么数学思想？寻找二面角的平面角的方法有哪些？请同学们认真总结在自学与交流中的体会。由师生共同完成。设计思想：学生完成了基本知识二面角及平面角的建构后，

20、对这一知识的意义的建构是否有质有量，这取决于学生认知结构中的这些概念的思维联系清晰有序，因此在学生完成对二面角及其平面角的意义建构后教师仍然要继续在知识的联系上做细致扎实的引导工作,这样既便于学生长时间记忆,又能激活将学习的的新知识.本案例主要是在建构主义的学习理论指导下，以网络教室为教学平台展开教学的,充分体现了师生互动,生生协作的教学模式四：感悟与反思这种教学模式以问题为主线，以探究为方式，以技术促研究，以交流求发展，充分体现了“以学生发展为本”的理念。在教学中，我体会到，教与学的信息量迅速膨胀，教师对知识的垄断被打破，信息无处不在，无处不有，对传统的“教育即是传授知识”的观念产生了巨大的冲