《在小学数学教学中运用信息技术“分层指导,问题解决”教学策略》

PAGEPAGE1江西省南昌市豫章路学校《在学校数学教学中运用信息技术“分层指导，问题解决”教学策略》［摘要］:《在学校数学教学中运用信息技术“分层指导，问题解决”教学策略讨论》实验是我校、我区所担当的一项重要的国家级实验课题。通过几年的努力，实验完成了预期的目标,即以信息技术为工具，通过在教学过程当中实施分层指导,促进同学分层提高,全面进展，逐步提高同学问题解决能力。本篇实验讨论报告主要陈述了开展本次实验的课题提出、实验过程设计、实验结果、实验的分析和商量以及结论等.［关键词]：信息技术分层指导问题解决实验结论一、问题的提出科学技术迅猛进展,格外是计算机技术的飞速进展，使得数学的应用领域得到了极大的拓展，数学成为公民必需的文化素养，数学教育大众化是时代的要求。这一切构成了当前数学教育改革的基础。新课程理念认为：教育是培育人的社会活动,教育必须关心全部儿童的最充分地进展；而学校的责任则是制造能使每一个同学达到他可能达到的最高学习水准的学习条件,学校必须给同学奠定终生学习的基础。同学的学习基础、智力条件、学习方法、学习习惯、自学能力、学习自觉性和意志力等方面存在着差异，而目前学校采纳“平行班授课制"，实践中越来越感到，对全体同学用“一本书、一把尺子、一刀切”弊端严重,它否认了同学的差异，同时也扭曲了同学共性、爱好和特长。《标准》中指出,义务教育阶段的数学课程应实现:人人学有价值的数学；人人都能获得必需的数学；不同的人在数学上得到不同的进展。那么如何在班级授课制下充分进展同学共性、爱好和特长，面对全体、分层指导、分类推动，使每位同学都能学有所得、学有所长、学有所用,从而感到学校教育的乐趣呢?信息时代的到来，使教学进入了一个开放、快捷而多变的信息网络世界，探究创新也日益渗透在课堂之中，2001年9月我们开头了对学校数学教学中运用信息技术“分层指导，问题解决”教学策略的讨论。二、理论基础1、素养教育理论所谓素养教育,是指依据时代社会进展和人的进展需要，以全面提高全体同学的基本素养为根本目的,以弘扬同学的主体性为主要运作精神,注意潜能开发和健全共性进展，注意培育创新和实践能力为根本特征的教育，他强调人自身的进展，把同学看做能动的主体，是着眼同学的共性差异，以同学进展为本位的共性化教育。素养教育的一大基本精神，就是使每个受教育者的共性得到充分自由的进展.课堂教学是实施素养教育的主要阵地,是激励同学进展的最重要的外部条件，老师在课堂教学中要充分发挥同学的主体作用，使其从被动的知识接受者转变为主动的探究者和共性化的的独立学习者,教育者要把“同学的进展"作为教学的最终目的，这其中包括同学的智力水平的进展、能力水平的提高、身心的健康进展等。老师必须树立全新的教育观念，制造和选择适合同学爱好和爱好、共性和爱好的空间方式,让同学在轻松、愉快的氛围中，充分发挥每个人的聪慧才智和内在潜能，使其具有改造世界的物质力气和精神力气，体现素养教育的宗旨，培育同学的创新精神和实践能力,在教学中要面对全体同学,因材施教，旨在让不同层次的同学通过学习得到其能力所能达到的知识,让其尝试成功的喜悦.2、多元智能理论：多元智能理论对智力定义为：是在某种社会和文化环境的价值标准下,个体用以解决自己遇到的真正难题或生产及制造出某种产品所需要的能力。解决问题——是针对某一特定的目标，找到通向这一目标的正确路线；制造产品的能力——需要猎取知识、传播知识、表达个人观点或感受的能力(Gａrdnｅｒ,１9８３）.美国哈佛高校教授加德纳博士１983年证明白人类思维和熟识的方式是多元的，亦即存在多元智能：言语语言智能、数理规律智能、视觉空间视觉智能、音乐韵律智能、身体肢体运动智能、人际沟通智能、自我熟识智能和自然观察智能。多元智能理论认为每个同学都或多或少具有８种智力，只是其组合的方式和发挥的程度不同,每个同学都有各自的优势智力领域,都具有自己的智力特点、学习风格类型和进展特点，人人都有一片盼望的蓝天。多元智能理论是适应时代和社会进展需求的现代教育、教学理念,它认为,每个同学在全面进展多元智能的基础上，可以有一种或数种优势智能，亦即全面进展与共性进展间是可以取得平衡、和谐进展的,这与素养教育理念一样,注意每个人的全面进展和共性进展、注意潜能开发、强调以同学为中心.多元智能的教学观强调，由于同学的智力表现的多样性和简洁性,不行能找到一种适合所以同学的教学方法.老师应当依据教学内容、同学的智能特点、学习风格和进展方向,选择和创设多种多样的、适宜的教学技术，与同学的优势智能倾向和喜好的学习与进展偏向吻合起来,从而有效地促进同学进展三、实验的过程设计1、实验假设在学校数学教学中充分尊重同学差异，以同学为本，运用信息技术及多元智能理论对同学实施分层指导，能有效提高同学的学习爱好、发挥潜能提高学习效率,促进同学分层提高，全面进展,最终实现问题解决能力的全面提高.2、实验变量（1）自变量：基于MI理论的分层教学模式和策略及现代信息技术与学校数学课堂教学的有机整合。（2）因变量:同学学习数学的爱好;搜集信息、处理信息、解决问题的能力及原由的数学学习水平。（3）掌握变量：老师方面:实验老师掌握信息技术的能力。同学方面:使用计算机的能力.环境方面：校内网络的建立。3、课题讨论目的（1）探究基于多元智能理论进行分层教学,促进同学问题解决能力提高的有效课堂教学模式。（2)探究运用现代教育手段与“分层指导，问题解决”课堂教学模式有机结合的规律，找寻信息技术基本特征和老师、同学主体性的契合点,真正发挥教育信息技术的长处，以点带面，在促进同学优势智能得到进展的同时,带动其他智能的协调进展,使信息技术成为培育学习者问题解决能力的促进手段。,(３）通过课题讨论使实验老师明确使用现代化教育信息的意义和价值，提高实验老师运用现代教育信息的意识及使用现代信息技术工具的能力,增强课题讨论的能力。4、实验对象在三、四、五班级各班中各挑出一个实验班进行讨论.5、实验方法本课题实行调查讨论、实验讨论、行动讨论和文献讨论相结合的方式进行。６、课题讨论步骤（1)实验筹备阶段(20０1。9。—-200２。２．）①成立课题实验小组。②制定课题实施方案，确定实验计划。③对实验老师进行信息素养的问卷调查，对实验班同学进行实验前测。（２)实验实施阶段（２002．３。——２003．２）①实验老师把现代教育信息与数学教学相互融合进行提高.②选择实验的教学内容，探究信息技术与学科整合的有效策略,摸索信息技术环境下“分层指导,问题解决”教学模式。③收集实验数据，检测效果.(３）实验总结阶段(2０0３．2．—-２00３．12．）①整理分析实验数据资料.②撰写实验报告和论文,推广实验成果.四、实验结果(一）基于MI理论的“分层指导，问题解决”课堂教学模式的探究1、对科学分层方法的探究（１）依据学习水平分层传统的分层方法是以同学的学习水平做依据的，这也是我们实验初期所采纳的分层方法。我们把同学依据学习成果分成Ａ、B、C三个层次，从学习目标、学习内容、到练习等各个环节都分层次支配。这种分层方法层次明显，便于老师的操作管理，同学也格外明确自己属于哪个“层次”。但在实践过程中我们发现这种做法还存在很多弊端：如按成果分层会给学习心理造成压力,学优生容易产生自满情绪，学困生容易产生自卑心理，学习爱好降低等等。(２）依据多元智能分类霍华德·加德纳提出的多元智能理论认为:每个同学都是独一无二的,都有自己的优势智力领域,即每个同学都有他自己独特的智能学习风格类型和进展特点,他们都能以其独特的方式对人类文化做出有价值的贡献。在多元智能理论的指导下,我们在教学过程中给同学创设不同的教学环境及学习方式，让他们用自己喜爱的方式去学习同一个知识内容,如为了让同学感知1分钟时间的长短，我们让言语语言智能强的同学默写古诗，让身体运动智能强的同学拍皮球、跳绳，让数理规律智能强的同学练习速算……同学都用自己喜爱的方式体验到了１分钟的长短，数学知识掌握了，优势智能也得到了进展。（３）多种分层方法相融合通过一段时间的实践，我们感觉到各种分层方法都有其存在的必要性,各有利弊,单一的分层方法已不能适应课堂教学的实际。我们在教学中逐步摸索、采纳了一种多种分层方法相融合的弹性分层方法,即在教学过程中依据同学智能进展情况，依据课程特点实施同质分组或异质分组，在练习和评价中依据同学的学习水平和优势智能进行分层、分组，让同学依据自己的能力、爱好自主选择学习内容、学习方式、练习内容、练习形式,老师并随时依据同学的进展变化调整分层，同学也能依据自己的需要进行自我调整。２、基于ＭI理论的“分层指导，问题解决”课堂教学模式的构建在长期的课题讨论实践过程中,我们逐步摸索、构建出了如下信息技术环境下“分层指导，问题解决”课堂教学模式。学生学生信息技术支持持持分层教学策略教师问境创设媒体演证程序操练网络协作/媒体综合电子学档分层提问分层施教分层练习练习分层探究练习分层评价复习准备，引入新课自主选择新课讲授学习新知问题解决巩固练习强化新知拓展运用，问题解决探究归纳小结，反馈评价以多元智能为学习路径为学习路径以问题解决为核心(“分层指导,问题解决”课堂教学模式图）该模式主要包括三大模块:分层教学策略,问题解决课堂教学基本流程，信息技术支持。该模式图只是一个总体的操作思路，在简略的教学中，可依据不同教学内容和不同老师的教学风格作弹性的,灵动的转变。（１）分层教学策略本课题以信息技术为工具,以“分层指导”为手段,以最终实现提高同学“问题解决”能力为目的。在课堂教学中，我们本着以同学为本的思想，遵照“因材施教"的教学原则，兼顾同学的学习水平、学习风格、及智能的进展情况对同学实施分层指导。为了实现“人人都能获得必需的数学；不同的人在数学上得到不同的进展”这一数学课程理念，我们在教学目标、提问、施教、练习、探究和评价等多个环节对同学实施了分层。①教学目标分层课堂分层教学是因材施教原则在课堂教学中的简略运用。它依据因材施教的原则，对不同基础、不同学习风格类型的同学，提出不同层次的教学目标要求,使教学更符合同学的实际情况，更适应各个层次的同学。《学校数学课程标准》在关注同学知识技能目标的同时,提出了对数学思考、解决问题、情感与态度目标的关注。而此课题讨论对教学目标的确定在考虑同学差异对知识掌握目标进行分层的同时更加关注同学能力、及情感态度的进展。我们把教学目标分为：基础性目标、提高性目标和进展性目标三个层次。学学习目标教学目标基础性目标基础性目标提高性目标提高性目标发展性目标发展性目标知识与技能知识与技能数学思考数学思考解决问题解决问题情感与态度情感与态度一级目标一级目标二级目标二级目标三级目标三级目标（“分层指导,问题解决”课堂教学目标框架图)三个层次的目标由浅入深，基础性目标是每一个同学都必须达到的,主要以知识技能的掌握为主，提高性目标对同学数学思考及解决问题的能力提出了更高的要求，而进展性目标对同学在数学学习过程中情感态度的进展提出了简略的要求.教学目标的制定应从每一个同学的实际情况动身,依据不同同学的智力水平、认知能力、及优势智能的进展情况来制定。教学目标的制定应是灵敏的,机动的，只要这样才能适应不同层次的同学,使每个同学能多起点、多落点，实现分层提高，这才是真正意义上的“因材施教”。②提问分层该课题的讨论是以问题解决为核心的，问题情境的设置是分层教学过程中格外重要的一环.依据分层教学目标，我们对同学实施了分层提问，依据同学智力水平的不同,让同学解决自己能解决或是可能解决的问题,依据同学智能进展情况，学习风格的不同，让同学解决自己感爱好的问题.③施教分层分层施教必须处理好同步讲授和分层个别教学的关系。一方面,依据新课程标准的统一要求、教材的统一内容在同一时间内向全体同学进行同步教学，讲授基本的教学内容,完成基本的教学目标.另一方面，老师又要依据不同层次同学在知识、能力及多元智能进展情况方面的差异,实行分层异步教学,使尖子生“吃得好”、中等生“吃得饱”、学困生“吃得了”，达到群体教学和分层个别教学的和谐统一。在这方面，我们充分发挥了现代信息技术“多渠道、反馈准时、评价准时”的优势，把计算机技术与数学教学相结合,利用网络对同学实施分层教学。如依据同学知识水平、接受能力的不同，执教者把同一教学内容设计成A、B、C三个不同的学习方案，以适应不同层次的同学：Ａ方案适合学困生，在这个方案中，老师利用多媒体技术设计了很多的帮助提示,可以引领着同学学习；B方案“扶中带放”，适合中等生，通过电脑引导同学尝试、商量、发现、总结；Ｃ方案适合学优生,让同学主动探究，引导反思，总结学习方法；又如依据同学智能进展情况的不同，在教学过程中为言语语言智能强的同学尽可能多的供应视听教材和运用文字的机会，让他们通过阅读，写学习笔记、数学小论文等一些活动增强对数学知识的理解；给肢体运动智能强的同学创设肯定的虚拟情境，通过动手制作模型、角色扮演等活动实现对数学知识由表象向抽象的过度;对于视觉空间智能强的同学充分利用想象、图片、颜色来教学,引导同学的视觉性活动，鼓励同学用画图、制表来表述对数学知识的理解。新课程理念强调以同学为本，强调要关注每一个同学的进展。对于不同层次同学在学习过程当中消灭的不同层次、不同类型的问题,我们要实施分层辅导。分层辅导的目的之一是查漏补缺，完成教学目标；二是进一步激发同学爱好,提高同学自学能力和制造力,促使其优势智能得到进一步的进展。分层辅导的方法很多，可以是老师与同学面对面的个别辅导；可以是同学间的相互辅导；还可以利用网络的准时评价反馈功能对同学实施辅导帮助。不同智能类型的同学需要的帮助和辅导也是不同的，对于数理规律智能强的同学来说，他盼望得到的是一些清楚、条理化的问题以帮助其学习；对于言语语言智能强的同学来说他更喜爱看一些直观的文字说明;对于视觉空间智能强的同学来说,直观形象的动画演示，或是图片资料更能吸引他们的注意；对于肢体运动智能强的同学来说为他们创设肯定的情境，给他们供应动手操作的机会,更能提高他们的工作效率。这一切都需要老师针对同学的实际情况，灵敏选择辅导的方式。④练习分层练习分层就是反馈练习的设计和课外作业的设计应考虑各层次同学的接受情况。重视数学知识的应用性和实践性成为国际数学教育改革的一个基本趋势.《学校数学课程标准》中明确指出要注意培育同学的应用意识，使同学在面对实际问题时,能主动尝试着从数学的角度运用数学知识和方法寻求解决问题的策略。所以在练习的编排上努力突出层次性，利用网络的优势，让同学自由选题练习：学优生可完成一些难度较大的综合题、深化题,以培育同学运用知识的意识，提高同学运用知识解决问题的能力,中等生可完成适量的巩固练习题,学困生可完成肯定数量的基础题，加强基本功训练，并鼓励低层次同学在完成作业后,尝试向高层次练习冲刺，逐步缩小差距。练习还应考虑同学的需要和爱好,老师应依据同学智能差异设计出形式多样的练习，如让言语语言智能强的同学和数理规律智能强的同学合作写数学小论文，让言语语言智能强的同学把所学的数学知识编写成打油诗、绕口令，让数理规律智能强的同学建构知识框架图，让肢体运动智能强的同学制作模型、手工艺品等等。⑤探究分层同学运用所学知识,主动探究,解决问题,最终实现问题解决能力是我们课题讨论所要完成的最高目标。同学因知识水平及智能进展的不同，在探究的内容和探究的层次上也会存在不同大小的差异。在引导同学主动探究的过程中因依据同学个体的差异,教学内容的不容对同学实施分层要求。如在学习、探究同一知识内容时，可把同一智能类型的同学分一组即同质分组,这样便于同学的沟通进展其优势智能，也便于老师的分层提问、分层辅导、分层练习、分层评价等教学环节的展开，但同学若长时期处于单一形式下学习，其他弱势智能将得不到进展、提高.所以在分组完成一个综合性的学习任务时，可以把不同智能类型的同学分一组即异质分组,这样便于同学发挥各自优势、合作互助，在与其他不同智能类型同学的接触中，自己的弱势智能也得到强化。⑥评价分层《学校数学课程标准》中指出：评价的主要目的是为了全面了解同学的数学学习历程，激励同学的学习和改进老师的教学；应建立评价目标多元、评价方法多样的评价体系。对数学学习的评价要关注同学学习的结果，更要关注他们学习的过程;要关注同学数学学习的水平,更要关注他们在数学学习活动中所表现出来的情感与态度，帮助同学熟识自我，建立信心。多元智能主张的评价宗旨是：以评价促进展，适应同学共性化学习风格，进展自身的优势智能,弥补弱势智能，真正做到因材施教,使全体同学再全面进展的基础上达到充分的共性进展.我们在课堂教学中采纳老师评，同学互评、家长评,利用电脑帮学系统评等多种评价方式对同学的学习过程、学习结果进行全面的评价,让同学自己反思在学习过程中所表现出来的优势智能和弱势智能各是什么，我们力争通过这种以同学自评、互评为主,以老师、家长、信息技术工具评价为辅的，多层次、立体式的评价方法,让每一个同学都能学有所获,让每一个同学都能感受到成功的喜悦。（２）“分层指导、问题解决”的课堂教学模式的操作流程通过近三年的实践探究，我们摸索并总结出信息技术环境下,“分层指导，问题解决"课堂教学模式，即:“创设情境,引出问题自主选择,分层学习分层练习，准时反馈分层指导,解决问题分层指导，解决问题分层练习，及时反馈分层评价，共同提高”这五步教学模式。老师在实施教学时以“问题解决”为核心，贯穿整个课堂教学过程。创设情境,引出问题可以由复习旧知引入，为同学进行知识的迁移奠定基础,也可以创设一个简略的问题情境，让同学提出问题，引发同学的探究。不同的同学提出的问题在内容和层次上都会有所差异,这样可以利用信息技术让同学带着问题在老师细心设计的课件、学件中进行自主选择,分层学习,而老师可以利用传奇2000、ＬanStaｒ等教学软件对同学的学习进行必要的辅导及适时的调控。在分层练习，准时反馈环节,要求同学在进行必要的基础性练习之后自主选择一些适应自己学习水平,自己感爱好的练习完成，进一步巩固新知。而老师应擅长依据同学的层次，学习风格创设一些形式多样的练习。在掌握必要的知识技能之后，则可以让同学或独立探究或合作去解决前面所提出的问题,老师可以适时地给予一些辅导或提示同学自己去寻求帮助,或现实的帮助或网上的帮助，以实现分层探究,问题解决。在分层评价，共同提高这一环节,老师要彻底转变以同一个标准去衡量在智力、水平、学习风格等方面千差万别的同学的现象,应建立评价目标多元，评价方法多样的评价体系。在现实课堂教学中,这五个步骤并不是一成不变的，老师可以依据需要进行适当的调整。教师在实施教学时以“问题解决”为核心,贯穿整个课堂教学过程（简单说明五个步骤并不是一成不变，)并在实践中进一步探索根据学生学习风格分层施教的有效办法。(3、）信息技术支持策略对应“分层指导、问题解决”课堂教学模式中的创设情境,引出问题复习准备，引入新课——自主选择，分层学习新课讲授，问题解决--分层练习，准时反馈巩固练习,强化新知—-分层指导,解决问题拓展运用，问题探究——分层评价，共同提高这归纳小结,反馈评价5步流程教学模式，信息分别起着问题情境创设,媒体演示，分层练习任务的程序课件操练,网络协作/媒体综合应用进行探究以及建立电子学档进行过程性评价等支持作用。同时，在实施不同的智能学习活动时,可以整合应用不同的技术工具,见下表：智能类型教育技术（软件）言语语言文字处理软件、电子邮件软件、网页创作家、多媒体演示工具、外文软件、故事光盘、打字帮手、台式电脑、电子图书馆、文字游戏／软件等数理规律数学技能指南、计算机设计辅导、电子制表软件、制图工具、数据库、规律性游戏、科学程序软件、批判性思维软件、问题解决软件等视觉空间动画程序、3D建模语言、剪辑艺术应用软件、计算机帮助图像、数字照相机和显微镜、绘画和制图软件、电子象棋竞赛、建模工具、讨论组、空间难题解决竞赛、电子难题包、几何学软件、数字想象/图形程序软件、虚拟课件等身体肢体运动计算机接口的有用结构包、模拟运动游戏、虚拟现实系统软件、眼——手协调游戏、接通计算机的工具、触觉设备等音乐韵律音乐文化辅导软件、唱歌软件（声音合成器)、音调识别和旋律增强器、音乐乐器数字接口、制造你自己的音乐节目等人际关系人际沟通电子公告栏、模拟游戏、电子邮件程序等自我熟识个人化选择软件、职业询问服务软件、任何可自定步调的软件、可下载的多媒体应用程序等自然观察科普性软件、自然界声音和/或图像文件、植物/动物的分类软件、动物声音辨认软件、地球科学软件等(二)实验结果分析师生的变化１．同学学习成果明显提高实验前现五(3)班数学学科平均分与班级平均分相差４。9分，下面是该班在实验过程中两年的数学平均成果与班级平均分对比表：表一:２０01——2003学年实验班五(3）数学平均成果与班级平均分对比表第一学期其次学期期中期末期中期末２00１——2００２学年-4.5(进步０．4)-3。8(进步1．１）－4．1(进步０。8）—3。2（进步１。7）2０02-—200３学年—2。6(进步2．3)-２.1(进步2。8）—１.7(进步3.2)表二:实验班在校、区、省数学学科竞赛中获奖情况校区省一等奖二等奖三等奖一等奖二等奖三等奖一等奖二等奖三等奖实验前１人次实验后１人次2人次３人次１人次2人次1人次由以上两个表可以看出：在进行了课题实验之后，实验班同学的数学成果比实验前有了明显提高，尖子生脱颖而出。2.同学的非智力因素明显改观

①学习爱好深厚了，自信心增强了。开展课题实验以来，学优生学习劲头更足了，学困生也有了明显改善。对数学学习的态度人数百分比有很大兴趣１４8７5。７％比较感兴趣3517.8%感觉一般105。1%没兴趣31.4%(同学对数学学习爱好的调查统计）通过实验，我们欣喜地看到了发生在同学身上的变化：他们在课堂上的发言率大幅度提高,也学会从别人的发言中找到讲对和不完善的地方。他们说:“以前我们考试成果总不抱负，现在老师上课提问、考试的内容都能考虑我们的起点，学得会,考出好成果,就有信心了”。②学习品质改善了，意志力增强了。学优生在完成了老师规定的作业后，能主动找更多、更难的题目去做，花在学习上的时间比以前增多了。学困生上课注意力集中的时间也延长了。懂得了如何掌握自己，课外也能逐渐抵制外界的诱惑,逐渐自觉地学习.遇到难题时的表现人数百分比以前现在以前现在直接放弃５4827.5%4。１%直接寻求帮助７82４３９．8１2.2％思考一会，不会就放弃３９５8１９.92９。6%努力思考,不会再寻求帮助２5１0６12．8％54．1%(实验前后同学学习品质的调查对比)③学习习惯改善了，问题解决能力提高了。解决问题的方法、策略人数占调查人数的百分比独立思考、解决１２86５。3％询问同学、老师、家长10３52.6上图书馆查资料８141。3％上网查找资料9548。5（同学解决问题方法、策略的调查统计）实验前总有部分同学迟交或缺交作业。实验后，随着成功心理强化，同学普遍地都能按时完成作业，不懂能主动向同学和老师请教。平常测验和考查，也能认真、反复检查,力争考出好成果。在解决问题的方法和策略上也比以前跟完善，能用多种方法，从多种渠道获得信息,姐姐问题，问题解决能力得到大幅度提高.3。老师的教育思想、教学方法、教育教学能力和教育科研能力都有大幅度改善随着课题讨论工作的不断深化,实验老师越来越感受到开展这个课题讨论的意义：同学在智力上的差