獨家原創(chuàng)-信息技術與高中數(shù)學學科教學整合的實踐研究

1、獨家原創(chuàng):信息技術與高中數(shù)學學科教學整合的實踐研究 【摘要】21世紀人類已進入信息時代,以計算機和網(wǎng)絡為核心的現(xiàn)代信息技術不斷發(fā)展,其應用已逐步進入教育領域,推動了教育從目的、內(nèi)容、形式、方法到組織的全面變革。現(xiàn)代化教學手段的使用，有效地提高了課堂效率，有助于學生對教學內(nèi)容的認識更形象、直觀，可以使學生親身參與到教學活動中，為學生創(chuàng)造了自行探索、獲得親身體驗的機會，有利于突出學生的主體地位。信息技術與高中數(shù)學教學的整合是利用現(xiàn)代信息技術的優(yōu)勢特點，作為教師的教學輔建基于信息技術與高中數(shù)學課程整合的探究式教學模式，以更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)助工具、情感激勵工具和學生的認知工具，構筑數(shù)字化學習資源，學生

2、實現(xiàn)學習方式的變革，從被動接受式學習真正轉變?yōu)樽灾魈骄繉W習和有意義學習，尤其要構新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力。 【關鍵詞】信息技術;課程整合;基本原則;實踐研究 1信息技術與課程整合的本質 信息技術與課程教學整合是一個包含著多種思路、多樣實踐的概念，不同的研究者和實踐者從不同的視角對課程整合做出了不同的界定。其本質和內(nèi)涵是把信息化網(wǎng)絡資源教學的技術運用了課堂教學上去。讓教師更便于傳授知識給學習者，也讓學習者更加易于學習到更多知識。為了建設數(shù)字化教育環(huán)境，推進教育的信息化進程，促進學校的教學方式根本性變革，培養(yǎng)學習者的創(chuàng)新能力精神和實踐能力，實現(xiàn)信息化技術環(huán)境下的素質教育和創(chuàng)新

3、教育。 1.1信息技術進行數(shù)學實驗教學特征 由重視現(xiàn)成的知識的傳授轉向了重視知識產(chǎn)生過程的探索和分析；由重視學生知識的單純積累轉向重視學生體驗知識產(chǎn)生和能力發(fā)展。利用信息技術進行數(shù)學實驗教學，其優(yōu)勢表現(xiàn)為：增強學生學習的主動性，提高學生的學習興趣；教學方式化靜為動，化抽象為直觀，交互性強，有利于幫助學生形成良好的思維習慣和正確的學習策略。因此，只有將信息技術與數(shù)學課程進行有機地整合，才會使數(shù)學課向素質教育模式轉化。 1.2信息技術對學生功用 利用信息技術，學生有更多的時間自練、自悟、自查，并及時檢查學習效果。信息技術可使應變速度較慢和學習有困難的學生有機會主動參與到教學過程中，進而理解和掌握數(shù)

4、學知識。信息技術還可以分層設計適合不同層次的學生的數(shù)學學習計劃和內(nèi)容，能使各個層次的學生的潛能得到充分發(fā)揮。 1.3信息技術與數(shù)學整合融合效果 功能內(nèi)涵 函數(shù)作圖與分析系統(tǒng)函數(shù)的解析式、圖象、表格；函數(shù)的零點；給定任意區(qū)間上函數(shù)的最大值和最小值；函數(shù)在某點的切線及其方程；兩個函數(shù)圖象交點的坐標；函數(shù)圖象局部放大和縮小等等。 幾何繪圖系統(tǒng)以“幾何畫板”代表。通過基本的圖形：點、線、圓畫出幾何圖形，任意拖動圖形、觀察圖形、猜想并驗證。在觀察、探索、發(fā)現(xiàn)的過程中，增加對各種圖形的感性認識，形成豐厚的幾何經(jīng)驗背景，有助于學生理解和證明。 計算機符號代數(shù)系統(tǒng)加、減、乘、除、乘方、開方等運算；代數(shù)符號運算

5、；解方程；三角函數(shù)化簡；甚至包括極限、導數(shù)、積分等運算。 電子表格與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)基本的統(tǒng)計運算：平均數(shù)、方差等；用扇形圖、直方圖、條形圖、折線圖描述數(shù)據(jù)；確定數(shù)據(jù)的回歸方程；對數(shù)據(jù)進行其他量化描述。 程序編輯為處理某個問題編寫小程序。 整合的網(wǎng)頁瀏覽通過網(wǎng)址或其他鏈結與互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)，直接瀏覽互聯(lián)網(wǎng)上相關的信息、進行升級服務等等。 2信息技術與高中數(shù)學課程整合所面臨的問題 雖然我國從20世紀70年代末期就開始得出計算機輔助教育的研究項目，但計算機輔助教學僅是在研究課、評比課中出現(xiàn)得較多，由于種種客觀原因，計算機輔助教學經(jīng)常性的教學工作中還難于推廣。計算機還沒有被當作幫助教師教和學生學的工具，計算機

6、輔助教學還遠未取得真正的成功。我們面臨的主要問題是： 2.1對信息技術在教育教學中的作用認識不足 部分教師對現(xiàn)代教育技術缺乏正確的認識和理解，認識不到現(xiàn)代教育技術對數(shù)學教育教學特別是在新一輪課程改革中的地位和作用，對科技快速發(fā)展在當今數(shù)學教學的影響認識不足。認為有無現(xiàn)代教育技術裝備對教育教學質量沒有多大的關系。因此舍不得在現(xiàn)代教育技術裝備上進行投入。 2.2教師的計算機應用水平還很不夠 由于我們現(xiàn)在的教育正是一個大轉軌的階段，教師之間的年齡差異較大，在使用多媒體輔助教學的水平上還存在著很大的差異，尤其是一些邊遠農(nóng)村和山區(qū)的教師，甚至根本不知道什么是計算機輔助教學。 2.3教學設備短缺影響著課程

7、整合 我國現(xiàn)在已經(jīng)大力推行計算機輔助教學，我們教育工作者也正在迎接著這一具有歷史意義的大轉變。但是由于資金和教育理論的傳統(tǒng)化、陳舊化等問題還有很多教師沒有計算機、很多學校沒有網(wǎng)絡教室，更不用說使用信息技術與學科課程整合了。 由于這些客觀原因的存在，因此長期以來，計算機輔助教學僅是在研究課、評比課中出現(xiàn)得較多，而經(jīng)常性的教學工作還難于推廣。計算機還沒有被當作幫助教師教和學生學的工具，計算機輔助教學還遠未取得真正的成功。 3信息技術與高中數(shù)學課程整合的基本原則 信息技術與高中數(shù)學課程整合既是高中課程的迫切需要,也是信息技術本身發(fā)展的客觀需要.信息技術與數(shù)學教學整合，為學生學更多、更深的數(shù)學提供了可

8、能，也為學生更好地理解和應用數(shù)學開拓了廣闊的空間。但是，它不能被用來代替基本的數(shù)學活動，如熟練的基本運算、基本的代數(shù)變換、解方程、邏輯推理、數(shù)學證明等。應當使信息技術的使用與傳統(tǒng)的紙筆運算、邏輯推理、畫表作圖之間達到一種平衡。而信息技術與課程整合對于高中數(shù)學教學的意義主要表現(xiàn)在應用信息技術可以更有效的啟發(fā)學生理解抽象概念、可以更形象地展示數(shù)學知識規(guī)律等幾方面.充分發(fā)揮信息技術在高中數(shù)學課程中的作用,并使之與課堂教學融為一體,使之為課堂教學服務,這是信息技術與高中數(shù)學課程整合的基本原則. 3.1目的明確 信息技術的選擇與運用，其目的是為了完成教學目標服務。不能為形式上的多樣化而失去教學的方向。學

9、生學習的重心不再僅僅放在學會知識上，而是轉到學會學習、掌握方法和培養(yǎng)能力上，包括培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)。學生利用信息技術解決問題的過程，是一個充滿想象、不斷創(chuàng)新的過程，同時又是一個科學嚴謹、有計劃的動手實踐過程，它有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，并通過這種“創(chuàng)新驅動”的不斷訓練，學生可以把這種解決問題的技能逐漸遷移到其他領域。 3.2主體突出 在教學中強調學生的主體性，要求充分發(fā)揮學生在學習過程中的主動性、積極性和創(chuàng)造性。學生被看作知識建構過程的積極參與者，學習的許多目標和任務都要學生主動、有目的地獲取材料來實現(xiàn)。要做到讓學生根據(jù)自己的需要，自己選擇認知工具，自己選擇學習內(nèi)容、學習方法、學習伙

10、伴。強調學生的主體性，要求充分發(fā)揮學生在學習過程中的主動性、積極性和創(chuàng)造性。學生被看作知識建構過程的積極參與者，學習的許多目標和任務都要學生主動、有目的地獲取材料來實現(xiàn)。這樣，學生才能在學習中體驗、感悟、發(fā)展，而這種活動是出于學生自身的需要，是積極的主動的，而不是被動的無耐的。 3.3思維發(fā)散 數(shù)學之所以難學，主要原因是它的高度抽象性。這是現(xiàn)代數(shù)學課堂教學的一個顯著特點，是整合應該很好遵循的一個原則。教師不一定是知識的唯一擁有者，不一定是權威，教學中教師不是主體，是主導，是學生的合作伙伴，在把握好課堂的前提下，可以讓學生思想的野馬盡情馳騁。因此，數(shù)學對象的形象化、數(shù)學關系的顯性化對于數(shù)學思維有

11、很大的促進作用，有利于學生發(fā)現(xiàn)數(shù)學本質。幾何畫板、maple等數(shù)學軟件具有強大的形象化功能，通過對知識的重新組織，能讓學生從整體上處理數(shù)學對象，通過參數(shù)賦值、拖動等進行對象變換，在各種表示法之間相互轉換以發(fā)現(xiàn)它們的內(nèi)在聯(lián)系，等等。信息技術可以對學生的數(shù)學猜想進行演示、驗證，甚至直接把對象構造出來，這就能極大地提高猜想的成功率，提高數(shù)學結論歸納的準確性和全面性。 3.4信息整合 大信息量是“整合”的物質基礎。學生只有在力所能及的情況下，處理大量的復雜的信息時，才能真正培養(yǎng)主體能力。只有大信息的情況下，才方便于使所有學生有所選擇，才能實現(xiàn)不同的學生學不同的數(shù)學，有不同的提高，有不同的成功體驗。所以

12、在課程整合的教學模式中，強調學生的主體性，要求充分發(fā)揮學生在學習過程中的主動性、積極性和創(chuàng)造性。學生被看作知識建構過程的積極參與者，學習的許多目標和任務都要學生主動、有目的地獲取材料來實現(xiàn)。同時，在課程整合中，教師是教學過程的組織者、指導者、促進者和咨詢者，教師的主導作用可以使教學過程更加優(yōu)化，是教學活動中重要的一環(huán)，它自始至終是以學生自主探究為主線的。 4信息技術與高中數(shù)學課程整合 4.1構造信息技術與數(shù)學教學平臺 傳統(tǒng)的教學中，數(shù)學知識的難點、重點主要靠教師講解、啟發(fā)、分析。學生理解的程度如何，純粹看個人能力。利用信息技術搭建理解數(shù)學知識的平臺，過去一些抽象難以理解甚至講不清的數(shù)學問題，借

13、助先進的數(shù)學軟件，一動就清楚明白，一看就豁然開朗。從感覺到理解，從意會到表達，從抽象到具體，從猜想到證明，促進數(shù)學變式教學。對于數(shù)學概念的教學，利用先進的數(shù)學cai軟件可以創(chuàng)設有效的數(shù)學情境，將抽象的概念直觀化，使學生理解更生刻。 4.2信息技術與數(shù)學內(nèi)容資源整合 數(shù)學教學中的一大問題就是數(shù)學的學習與實際脫離。許多偏文學生對數(shù)學提不起興趣。而高中數(shù)學知識章節(jié)內(nèi)容又不是弧立的，它有一個知識結構體系，所以利用信息技術可方便地使學生從整體上掌握某個單元某一節(jié)的數(shù)學知識。例如：解析幾何中橢圓、雙曲線、拋物線都有一個刻劃曲線形狀的一個數(shù)值就是“離心率”。傳統(tǒng)的教學環(huán)境中教師只是強調什么曲線其離心率在什么

14、范圍之內(nèi)，學生后來只是強記硬背，很難理解這個數(shù)值與圓錐曲線之間的必然聯(lián)系。利用數(shù)學軟件幾何畫板輕易地根據(jù)圓錐曲線統(tǒng)一定義作出圖形，將一線段的長度作為e值，用鼠標拖動線段一端點調整e的取值，即可看到相應的曲線變化，把圓錐曲線的變化規(guī)律淋漓盡致的展現(xiàn)出來，學生立刻就能理解明白。再如，高中數(shù)學每章講完后都要進行知識總結。傳統(tǒng)的粉筆加黑板式只能將知識羅列起來，形成線性結構。而利用多媒體輔助教學，只須用powerpoint即可變?yōu)槎嗝交某夋溄咏Y構形式，按照網(wǎng)狀結構非線性地組織全章知識。新的高中數(shù)學課程是以模塊和專題的形式呈現(xiàn)的。利用信息技術可以溝通部分內(nèi)容之間的有機聯(lián)系。例如，函數(shù)與方程、不等式的聯(lián)

15、系，向量與三角、與幾何、與代數(shù)的聯(lián)系，導數(shù)與現(xiàn)實世界中存在的變化率的聯(lián)系等等。講解某一內(nèi)容時，可跳轉到和該內(nèi)容相關的任何知識點或網(wǎng)絡資源，把不同階段的數(shù)學知識組成一個有機的整體，教學效果就會大大提高。 4.3軟件整合 如，使用幾何畫板這個數(shù)學教學軟件。該軟件功能強大，能方便地用動態(tài)方式表現(xiàn)對象之間的關系，既能創(chuàng)設情境又能讓學生主動參與，所以能有效地激發(fā)學生的學習興趣，使抽象、枯燥的數(shù)學概念變得直觀、形象，使學生從害怕、厭惡數(shù)學并樂意學數(shù)學。讓學生通過做數(shù)學實驗去主動發(fā)現(xiàn)、主動探索，不僅使學生的邏輯思維能力、空間現(xiàn)象能力和數(shù)學能力得到較好的訓練，而且還有效地培養(yǎng)了學生的發(fā)散思維和直覺思維，是目前

16、數(shù)學教學中最為流行的輔助軟件之一。 例對三垂線定理的學習，利用幾何畫板制作課件，把圖形運動引入教學法中，用動態(tài)的眼光研究定理的形成、發(fā)展、應用和延拓等各個階段，從而摒棄靜態(tài)圖形的形狀、大小、位置對學生認知的干擾，獲得對定理深刻、全面的理解。在課件演示中，主要考慮三種動態(tài)變化，一是改變斜線與平面所成角及斜線的位置，可讓斜面線繞斜足旋轉或平移；二是平移平面上的直線，可以是經(jīng)過斜足或垂足或它們之間或兩邊；三是平移或翻轉平面。讓學生認識接觸變化后的圖形，從圖形變化中仍保持定理的存在性揭示定理的本質：三垂線定理與直線在平面內(nèi)的位置，平面的位置，斜線的位置無關，只與斜線、斜線在平面上的射影，平面內(nèi)的直線的相互位置關系有關。 5結論 總之，信息技術作為一種現(xiàn)代教育技術時，對傳統(tǒng)教學手段來說是一場革命，由于其自身具有的巨大功能，使得它與傳統(tǒng)教學手段相比具有很多優(yōu)勢。而對數(shù)學來理解，本是是研究空間形式和數(shù)量關系的科學，具有高度的抽象性、嚴密的邏輯性，這既是數(shù)學的特點，也是數(shù)學的優(yōu)點。所以，信息技術的出現(xiàn)，對高中數(shù)學整合有著巨大意義。它可以在整合后根據(jù)學生各自特點進行實踐操作，開啟學生對數(shù)學良好思維，引發(fā)對數(shù)學濃厚興趣；使得學生的學習更具有探究性、發(fā)散性和創(chuàng)造性；使得數(shù)學課堂更顯得和諧和互動。 參考文獻 【1】姚淑華.李孝誠幾何畫板在中