论现代信息技术与数学探究式教学模式的整合

1、论现代信息技术与数学探究式教学模式的整合论现代信息技术与数学探究式教学模式的整合 江苏省姜堰中学 邱晓昇 探究式教学模式与现代信息技术整合与国家政策、方向相吻合。当我们步入21世纪时，世界科学技术正在发生新的重大突破，以信息科学和生命科学为代表的现代科学技术突飞猛进，为世界生产力的发展打开了广阔前景。基础教育特别是高中教育面临着难得的发展机遇，也面临着严峻挑战。根据国家“十一五”规划提出的基础教育战略目标和基础教育现状，教育部审时度势，制定了一系列有关政策和措施。早在几年前，教育部部长就已指出：“教育部决定，从2001年起用5至10年左右时间在全国中小学基本普及现代信息技术教育，全面实施校校通

2、工程，以信息化带动教育的现代化，努力实现基础教育跨越式发展。” （一）现代信息技术与数学课程整合的界定 教育领域中，所谓整合，首先是相对于分化而言，这包括学校教学系统中要素、成分的整合;其次，它既涉及宏观上的学校教学系统中学生、内容的要素，同时也涉及微观上的认知、情感、技术、需要、兴趣、意志、以及知识的各个系列等要素的成分;最后，整合是一个过程。现代信息技术是指信息产生、加工、传递、利用的方法和技术。随着人类对信息处理方式的变化，特别是计算机技术和网络技术的成熟、发展，现代信息技术有了根本性的革新。现代信息技术所带来的学习方式上的变革使它成为课程整合的一个切入口，而课程整合为了实现它的时代目标

3、也选择了现代信息技术为依托。目前我国教育研究领域中讨论的“课程整合“都锁定为现代信息技术支撑下的课程整合。这既与整个国际环境中对人才的信息素养要求有关，又与我国当前的基础教育课程改革相呼应。 什么是信息技术与学科教学整合?国内许多学者都对这一概念做了精确的定义。何克抗教授认为，信息技术与学科教学整合是要求在先进的教育思想、教学理论的指导下，尤其是在“主导一主体”教学理论指导下，把以计算机和网络为核心的信息技术作为促进学生自主学习的认知工具、情感激励工具以及丰富教学环境的创设工具，并将这些工具全面地应用到各学科教学过程中，使各种教学资源、各个教学要素和教学环节经过整理、组合，相互融合，在整体优化

4、的基础上产生聚集效应，从而促进传统教学方式的根本变革。 笔者认为现代信息技术与探究式数学教学模式的整合，就是将现代信息技术作为一种有利的工具与数学探究式教学有机地结合起来，和教与学融为一体，改变传统数学课的教学模式，发展学习者的创新精神和实践能力，培养符合社会发展需要的新人材。现代信息技术是探究式数学教学模式组成要素之一。课程是实体，而技术是载体，课程内容需要通过恰当的技术形式呈现出来，从而形成有序的、系统性的教学模式，同时技术手段也能通过课程内容的展示而表现出不同的特性。例如，优秀的课件其教学内容的选择与设计往往有独特之处，而课件的操作界面友好、交互性强、艺术表现力强等，这些都能很好地反映出

5、内容与技术之间的和谐统一的结果。为此，课程内容与技术手段相辅相承，互为表里，从而形成一个功能完整、表现力强的有机整体。技术手段与课程内容的整合，一则现代信息技术可以作为媒体工具而作用于教学过程，从而影响教学效果或学习质量;二则课程内容可以通过恰当的技术手段，把课程系统组织成为一个整体，这样现代信息技术也就成为了组成要素之一。 （二）现代信息技术与数学课程的整合的基本原则 第一，数学课程与现代信息技术的整合应体现数学学习的发现、探索教学过程的原则。它强调利用现代信息技术对数学知识的发生发展过程给学生以展示，强调对数学知识的探索;强调对数学知识应用;强调对数学知识的迁移。这种整合，是以数学教学的具

6、体任务为完成目的，有意识地与现代信息技术相结合的教学。其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、探寻解决方法、解决问题的自主的、动态的过程中。在解决问题的同时，让学生做到个性学习与协作和谐统一，以达到数学学习的目标。 第二，数学课程与现代信息技术的整合应体现“教师为主导，学生为主体”的教学理念原则。任何教学改革，教师都是最初的创造者和最终的执行者，数学课程与现代信息技术的整合中，应根据中学数学教学本身的特点，利用现代信息技术的优势，从数学课堂教学和数学实践教学中寻找切入点，创设具有丰富性、挑战性和开放性的教学环境。教师所做的一切努力，都应是为学生的发展提供更为宽广、有弹性

7、且具有创意的学习空间，使以学生为中心、基于资源及交流讨论的全新教学方法得以实现。 第三，数学课程与现代信息技术的整合应体现知识学习和创新精神相结合的原则。计算机多媒体技术支持学生通过不同的途径与方法研究相同的数学知识，对已有的知识从多角度去思考与再认识，从而产生新的认识。这便是数学创新思维的产生源头。 第四，数学课程与现代信息技术的整合体现现代信息技术作为数学学习的基本工具的原则。现代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，或是练习机器这样一个相对被动的角色。在数学课程与现代信息技术的整合中，应让学生把现代信息技术作为获取数学知识所需信息、探索问题和解决问

8、题的认知工具。对于学生来说，现代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。 第五，数学课程与现代信息技术的整合应体现“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。 （三）现代信息技术与探究式数学教学模式的整合 一、整合内容 首先、要整合资源。这个整合过程，其实就是利用现有的教师资源、教学经验、教辅资源、网络资源的整合。首先要学会对人力资源的整合。其一是对学校内部教师人力资源的整合。这是将学校固有的人力资源的优化与重组，将进一步促使学校内部教师联合体的形成。其二是对网络上的人力资源进行整合。另外，对数

9、学知识整合，当我们从教材、资料、网络上获取了大量的材料之后，就要进行一番细致的筛选、鉴别，挑选出能够更好地为数学教学服务的资料加以重新组合，这种组合充分体现了一个数学老师的专业水平和教学艺术水平。这种选择和组合，是一个数学老师信息素养、知识结构、教学经验、价值判断水平的综合体现。 第二、创设情境.激发兴趣。传统教学模式下，引入的情景设计很难做好，但在现代信息技术下很好的做到这一点。可以将创设情景与现代信息技术整合。兴趣是认知事物和探求知识的心理倾向，由它产生的求知愿望是克服一切困难的内在动力。浓厚的兴趣能有效地诱发学生的学习动机、启动有关器官达到最兴奋状态，促进学生积极地思维。美国的心理学家布

10、鲁纳曾说:“学习最好刺激，乃是对新学教材的兴趣。”数学是思维领域的学科，它高度的抽象性使不少学生对它感到枯燥，我们可以利用计算机丰富的图像、声音、色彩等功能，使本来枯燥的教学内容变得丰富多彩、魅力无穷。它提供的虚拟现实可以突破时空的限制，帮助学生提高抽象思维能力和空间想象能力，从而提高学生对数学的兴趣和情感，激发学生的学习欲望，调动学生的学习积极性。使学生在轻松愉快的气氛中学到知识，增强能力。一旦通过感官刺激而获得的思维成功转化为精神、心智上的满足，学生对数学学习就越有兴趣，越爱钻研。 第三、运用多媒体技术突破数学教学难点 由于多媒体计算机的介入，一个抽象的数学概念,一个复杂的数学问题中数与形

11、的关系，通过多媒体技术的旋转与平移，分割合并，以及慢镜头的分解动作，可以变抽象为具体，变复杂为简单，变隐形为显形，从而达到拓宽教学时空维度，降低抽象思维坡度，突破教学难点的目的。 数学定理的教学过程中，真正的难点往往是定理的发现、探索的过程。传统的教学往往只能给学生讲授定理的证明过程，却不能给学生提供发现问题的思维环境和条件。而使用多媒体则能给学生创设发现问题的良好思维环境和条件，从而能激发学生的学习兴趣，并能培养学生积极探索与发现问题的能力。在几何课中，平面图形的平移和和旋转的教学过程中，很多学生对图形的平移和旋转的过程弄不清楚。传统教学中只能凭粉笔画出的静态图来讲解比较费劲难解，而现在可以

12、利用计算机动态显示平移和旋转的整个过程，既形象又直观，使学生在这一过程中易于观察量与量的关系。 第四、传统教学模式下，教师与学生的课堂交流很难做到。但可以在现代信息技术下很好的做到这一点。在新课程标准的引导下，多媒体教学能充分体现教师作为学生的组织者、引导者和合作者的教与学的双边活动，引导学生运用观察、联想等方法，使学生主动参与研究问题，从中得出新的理解、新的结论、新的发现。培养学生的创造性，提高学生的逻辑思维能力。同样，传统教学模式下学生之间的交流基本没有，现代信息技术下可以做到。如课后可利用利用网络及时交流。 第五、传统教学模式下，上课听记与评价相对隔离，可以将现代信息技术与评价整合，可以

13、充分体现评价效果。如上课可将学生的问题、练习直接投影来引导学生继续思考。 二、整合作用 第一、探究式数学教学模式强调模拟情镜，而现代信息技术给它提供了可能。G.波利亚提出：数学有两个侧面，一方面它是欧几里德式的严谨科学，从这个方面看，数学是一门系统的演绎科学，但另一方面，创造过程中的数学，看起来更象一门实验性的归纳科学，数学的创新教育，更需要数学实验、猜想.在数学实验中，观察、分析、对比、归纳、建立关系，处理数据、发现规律，现代信息技术的应用给数学实验提供了可能。 譬如，使用几何画板这个数学教学软件。该软件功能强大，能方便地用动态方式表现对象之间的关系，既能创设情境又能让学生主动参与，所以能有

14、效地激发学生的学习兴趣，使抽象、枯燥的数学概念变得直观、形象，使学生从害怕、厌恶数学并乐意学数学。让学生通过做，数学实验去主动发现、主动探索，不仅使学生的逻辑思维能力、空间思维能力得到较好的训练，而且还有效地培养了学生的发散思维和直觉思维，是目前数学教学中最为流行的辅助软件之一。借助几何画板可以将抽象的数学概念形象化。如对“轴对称“概念的讲授，教师可以先利用几何画板制作一只会飞的蝴蝶，这只蝴蝶既能吸引学生的注意力，又能够让同学们根据蝴蝶的两只翅膀在运动中不断重合的现象很快就理解“轴对称“的定义，并受此现象的启发还能举出不少轴对称的其他实例。这时再在屏幕上显示出成轴对称的两个三角形，并利用几何画

15、板的动画和隐藏功能，时而让两个对称的三角形动起来，使之出现不同情况的对称图形;时而隐去或显示一些线段及延长线。在这种形象化的情境教学中，学生们一点不觉得枯燥，相反在老师的指导和启发下他们会始终兴趣盎然地认真观察、主动思考，并逐一找出对称点与对称轴之间、对称线段与对称轴之间的关系，在此基础上学生们就很自然地发现轴对称的三个基本性质并理解相应的定理，从而实现了对知识意义的主动建构。 第二、探究式数学教学模式强调数学对象的多重表示，而现代信息技术可以很方便地实现。现代信息技术使数学概念、理论及数学问题容易地用数字的、图形的、符号的、语言的等多种方式表达.学生可以在这些表示法之间进行自由转换，既可以用

16、计算机或计算器的数据处理分析功能、作图功能、可视性与动态显示效果，又可以通过图形的方法或数值的方法来探索数学，使得“多重表示与表示的互相转换”这一重要的学习理论的实现成为可能。 第三、探究式数学教学模式强调数学教学要为学生充分展示数学知识的发生、发展过程，展现思维过程，而现代信息技术可以给它提供可能。现代信息技术的融入利于创设新颖的教学环境，教学模式将从以教师讲授为主转为以学生动脑动手自主研究、小组学习讨论交流为主，现代信息技术可以把数学课堂转为“数学实验室”，学生通过自己的活动得出结论、使创新精神与能力得到发展.数学教学是思维过程的教学，但在传统教学中教师并不能把握每个学生的思维过程，从而不

17、能给予及时反馈。现代信息技术的交互功能则很好地解决了这个问题。以往运用传统的教学手段，学生在练习纸上整理数据，教师很难了解到学生整理数据的全过程，教学的实效性很难把握等结果.而现代信息技术的互动性，大信息量传载功能正好可以解决这个问题，使师生及时掌握各小组整理的全过程，有利于学生在自己探索的过程中真正理解和掌握基本的数学知识与技能、数学思想与方法，同时获得广泛的数学经验. 第四、现代信息技术可以实现历代教育家梦寐以求的理想目标一个别化教学，它同也是探究式教学模式的目标。由于多媒体课件的出现，计算机可以利用自己强大的处理数据的能力，实现内容的切换和选择，即可以被用来在同一教学内容的不同教学设计间切换和选择，也可以用来在同一数学对象的不同结构侧面的切换和选择，同一数学问题的不同解法思路的切换和选择。也就是说，教师可以利用计算机的这种快速切换和灵活选择的功能，设计出多种授课方式，满足各类学生的需要。现代信息技术与数学教学的整合，是教育面向现代化、面向世界、面向未来的必然发展，是一种国际趋势。数学教学中使用现代信息技术应该着眼于解决今天数学教学面临的现实问题，同时在积累经验的过程中，不断从教学观念、教学内容和教学模式等方面深化改革，逐步设计未来在现代信息技术支撑