信息技术与数学课程的整合

1、信息技术与数学课程的整合湖北省沙市中学王鹏摘要：信息技术整合于课程，不是简单地应用于教学，而是让信息技术成为学习者强大的认知工具， 以期最大限度地达到预期学习效果。 数学作为一门基础学科，在与计算机结合的同时，其研究领域、研究领域、研究方式和应用范畴等方面得到了空间的拓展。 信息技术在数学教学中的渗透和应用， 标志着数学课堂教学进入了数字化时代， 给数学教学注入生机和活力， 为培养学生的创新精神和实践能力开辟了广阔前景。 本文就整合的基本方式、 整合应遵循的原则以及整合对教师提出的要求等若干问题，对信息技术与数学教学的整合进行思考。关键词： 信息技术数学教学 整合信息技术与课程整合，是指在课程

2、教学过程中把信息技术、信息资源、信息方法、 人力资源和课程内容有机结合， 共同完成课程教学任务的一种新型的教学方式。 以计算机技术为核心的信息技术， 正在改变整个社会的生产方式、 生活方式和学习方式， 推进整个人类社会进入信息社会。 课程整合的重点是用信息技术全面地改造教育教学， 创立一套适应信息技术环境的教学方式， 其思想是革命的。数学是集严密性、逻辑性、精确性、和创造性与想象力于一身的 科学 ，于是揭示思维过程、 促进学生思考就成为数学教育的特殊要求。 正因为数学的高度抽象性，使得学生不太愿意主动地学习数学，总是被老师牵着走，思维很呆板。随着计算机的普及，在美国， 1994年底已经使用 1

3、810万台教育计算机，其中 620万台直接进入了中小学，98%的中小学已经在不同程度上使用计算机辅助教学，全美小学、初中、高中在校人数与计算机的比率分别为15： 1、14： 1、10： 1。在我国，中小学计算机的普及率也在逐步提高，据不完全统计，截止1996 年，在我国近 80 万所中小学中， 已有 34 万所配置了不同档次的计算机40 万台， 许多学校还配备了网络计算机教室。 但实际上真正在课堂上使用计算机的教师却很少， 计算机教室成了打字室。 这种情况在发达国家也是如此。 比如日本高中计算机普及率达99.7%，但教师愿意在课堂上使用的也仅占18.7%。有的教师认为利用信息技术就是用计算机代

4、替黑板。 信息技术对数学教学的影响并不大， 甚至存在严重的脱节。那么， 怎样将信息技术与数学教学整合呢？一、信息技术与数学教学的整合的基本方式信息技术与数学教学相整合，基本方式可以有两种：1 .信息技术作为教学工具信息技术与课程整合的首要前提是关注可视化教学。所谓可视化是指在计算机软件和多媒体资料的帮助下，将被感知、被认知、被想象、被推理的事物及其发展变化的形式和过程，用仿真化、模拟化、形象化、现实化的方 式，在教学过程中尽量表现出来。可视化教学可以使学生直观地观察、体验、 发现、干预、利用这些生动的、信息化了的知识模型，透过现象探索本质， 从而使学生形象地建立起客观世界和主观世界、存在于运动

5、的本质属性图像， 自然地培养和造就学生的认知能力和创新能力。在这种方式中，信息技术和数学教学内容的关系可用图表示：信息技术应用数学过程+ 创设一情境情境探/究教学&， h*境资源共享其中具体体现为两种不同的模式：(1)用计算机进行课堂演示在这种模式下，计算机作为指导者，是将传统教学过程中教师通过黑板、 投 影片、教具模型等媒体展示的各种信息，由计算机加工成文字、图形、影象等资 料，并进行一些必要的处理(如动画)，将这些资料组织起来。课堂教学时，可 以将计算机与大屏幕投影电视连接起来， 也可以在网络计算机教室中进行。利用 这种模式进行课堂教学，在较短的时间内，计算机使学生多种感官并用，提

6、高对 信息的吸收率，加深对知识的理解，因而可以做到更高密度的知识传授，大大提 高课堂利用率。比如在讲“中心对称和中心对称图形”这一节时，如果用传统的教学方法， 就用教具进行比划演示，这很难把一个图形绕着一个点旋转180度后的图象与原 来的图象的关系说清楚，进而学生很难掌握。而用计算机辅助数学教学，可让图 象绕着一个点旋转180度后的运动过程和结果都保留在屏幕上， 使学生清楚的观 察图形的运动变化过程，同时也使学生的想象力、思维能力得以丰富和加强，这 样，学生就很容易建立起“中心对称”的概念。利用计算机进行课堂演也应注意，计算机的演示只能是帮助学生思考，而不 能代替学生的思考，教师应当恰当的给予

7、提示，留以一定的时间给学生完成思考 过程。2）利用计算机进行小组合作学习问题是数学发展的动力， 所以对解题的教学历来受到教师的重视， 现代数学教育更是强调要进行 “问题解决 ” ，在解决问题过程中锻炼思维、提高应用能力。而传统的数学教育由于多方面的限制， 片面强调了数学演绎推理的一面， 忽视了数学作为经验科学的一面。 现在， 计算机强大的处理能力为数学的发现学习提供了可能， 它的动态情境可以为学生 “做 ”数学提供必要的工具与手段， 使学生可以自主地在 “问题空间 ”里进行探索，来做 “数学实验 ” 。教师可以将更多的探索、分析、思考的任务交给学生去完成。在教学中， 教师把构成和表现某一个数学

8、问题的各种层面的元素用一种或几种软件工具 （如几何画板等开放型系统） 制成一个课件， 即在电脑平台上建构一个问题情境， 由教师或学生对各元素进行有序的控制操作， 变换各种情境， 并通过学生小组的协作学习，去观察问题，验证结论，归纳和发现新结论。目前，在这方面已经有了一些有益的尝试。 如 98全国计算机辅助中学数学教学课例展评、交流、研讨活动中，北京师大附中的一个课例 “求圆内接三角形面积的最大值” ，就是在电脑网络教室里， 让学生利用几何画板， 自己在动态变化中观察静态图形的变化规律，对图形进行定量的研究，通过交流、讨论，最终得到问题的解答，其中有一个解法是教师在备课时也未想到的。 1995年

9、夏季学期，两个美国初中二年级学生David Goldeheim和Dan Litchfiled应用几何画板发现了又一种任意等分线段的方法； 东北育才学校一名学生发现了广义蝴蝶定理。 抛开这些问题自身的意义不说，他们处理问题的过程（猜测，验证，论证），对我们的数学教学也是一种启示。在这种小组合作学习的模式下， 教师在教室里的角色更象学生的辅导者或帮助者。 教师不可能 也不应该期望 完全掌握与某个主题有关的内容， 他们需要知道的是如何引导学生， 如何问学生一些探试性的问题， 如何使学生与有关的资源联系起来，如何提供给他们存储、操纵与分析信息的工具。 当然，这并不是意味着每节数学课都必须采取该模式教学

10、。 遇到探究性问题时可实行， 毕竟教学的时间和空间有限。2 .信息技术作为学习工具。由于课堂时间的限制，可以把拓展性学习资源（如相关知识的网络，电子阅览室， 多媒体视频库等） 作为课外学习内容， 给出一个学习主题或一个具体要解决的问题， 让学生有目的、 有针对性地利用互联网或校园网丰富的资源查找相关内容，通过资源整合形成对该主题的观点。此外，学生还可利用专题学习论坛、电子公告板（简称BBS ）等平台，通过留言来提出并讨论问题，学生围绕问题各抒己见， 借助网络的即时交互功能， 使不同观点能够即时地呈现在每个协作者眼前。通过这种集思广益的协作交流讨论，形成一个全面、深入的讨论过程。其过程可用下图表

11、示：二、信息技术与数学教学整合应遵循的原则1 .主体性原则。这是信息技术和数学教学整合的基本原则。新课程标准要求 教学中学生成为学习的主人，教师是数学学习的组织者、引导者和合作者，在学 习过程中，教师引导学生主动学习。根据需要，学生自己选择认知工具，自己选 择学习方法，自己动手操作实验，学习新知识，建构自己的知识体系，形成自己 的思维方式和解决问题的能力。2 .目的性原则。这是信息技术与数学教学整合的重要原则。信息技术的选择 和使用，其目的是为数学教学服务，最终目标是为了提高学生的数学素养和信息 素养。利用信息技术辅助制作的课件的内容应该是其他教学方法和手段进行时效 果不好或难以实现的教学问题

12、。在教学过程中，不能贪求形式多样华丽，而不顾 及教学效果。笔者在教学实践中总结出“用传统教学方式很难讲清楚的内容用计 算机辅助教学比较合适”，具体的说有以下几方面：1、从常量到变量的过渡，如：函数；2、从静态到动态的过渡，如：图形的变化；3、从平面图形向空间图 形的过渡，如：柱、锥、台；4、逻辑思维与形象思维的结合，如：数形结合；5、 探索性问题，如：多边形的内角和，蚂蚁怎样走最近等方面。3 .活动性原则。从数学教学改革趋势来看，传统的课堂教学正向着数学活动 课的形式发展，尤其是初中生、小学生，教学中学生更喜欢动手实验、上机操作、 搞课题研究等，数学教学应该从学生的学习特点、 认知规律出发，采

13、取多种形式 方法，开展丰富的教学活动，让学生在实践中探索，在活动中学习，在学习中成 才。4 .开放性原则。这种开放是相对于传统、封闭而言的，不是无限制的开放。 从观念上，教师不是知识的唯一拥有者，不是权威；教师与学生是合作学习的伙 伴，从内容上，教学内容不局限于教材，渠道更多，范围更广；从学习方式上， 不局限于课堂，不依赖于教师的传授，途径更多、更广。三、信息技术与数学教学整合对教师的要求信息技术在教学中的应用，标志着数学课堂教学进入了一个崭新的数字化时 代，给数学课堂教学以生机和活力。新课程、新标准、新理念给教师带来了机遇， 也迎来了挑战。1 .信息技术与数学教学整合要求教师改变观念。信息技

14、术与课程整合， 将绝不是传统的作为教学工具出现， 而应该作为学习者的学习工具和认知工具。 教学观念的改变最重要的是让学生自己通过媒体在教师的参与和指导下获取知识、 巩固知识和应用知识， 因此我们在教学中要充分重视这种整合的巨大驱动力，充分作好设计的准备。2 .信息技术与数学教学整合要求教师适应角色的转换。一直以来，教师作为知识传播者的主体地位和家长角色几乎无人怀疑。但是今天， 教师已不再是传统的中心人物了， 取而代之的是学习者， 教师扮演的角色主要是教学资源的选择者、开发者，教学过程的设计者，学习群体的组织者、帮助者， 学习者个人的咨询者， 学习群体智力交流活动的指导者和协调者。 由于信息技术

15、科学的更新日新月异， 信息技术与数学教学的融合还需要教师具有不断摄取信息的技能，是一名终身学习者。3 .信息技术与数学教学整合要求教师不断更新知识和教学策略。面对信息社会对教育的挑战，要求教师的知识结构也要进行调整，即在学习已有的教育学、 心理学和学科专业知识的同时， 还必须学习和掌握信息技术的硬件、 软件知识以及开发应用等方面的基本理论和方法， 不断更新充电， 不断自我完善。 教师只有在熟练进行信息技术操作的前提下， 才能使信息技术更好地为数学教学服务， 才能正确合理地选择教学策略， 从而有效地组织教学， 提高学习效率。二十一世纪，是数字化信息时代，是充分展示学生品质的时代，数学的课堂教学要适应时代的需要， 在课堂教学中， 形成把书本知识与社会信息通过电脑有机的结合，从而实现传授知识与自我探索知识的教学理念和教学模式。随着Internet在我国的广泛使用和我国校校通工程的逐步实施，教育必将迎来一次改革和发展的大好机遇， 教师如何才能把学生引入知识的海洋， 培养学生的