信息技術(shù)與數(shù)學(xué)學(xué)科課程整合-的階段性成果

1、“信息技術(shù)與數(shù)學(xué)學(xué)科課程整合”的階段性成果信息化是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大趨勢(shì)，以多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的信息技術(shù)已成為拓展人類能力的創(chuàng)造性工具。信息技術(shù)與其它課程的整合是中小學(xué)普及信息技術(shù)教育的主要目標(biāo)之一，也是當(dāng)前深化教育改革的“突破口”。國(guó)家基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）中明確指出：必須“大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中的普遍應(yīng)用，促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，教師的教學(xué)方式和師生互動(dòng)方式的變革，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具?！币蚨M(jìn)行信息技術(shù)教育與數(shù)學(xué)課程整合實(shí)驗(yàn)，探索課程整合的實(shí)施途徑和基

2、本方法，是深化教育改革的需要，也是我們教育工作者應(yīng)盡的職責(zé)。1 課題實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)與步驟1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)（1）在信息技術(shù)學(xué)科方面：探討如何在學(xué)科教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生在其他學(xué)科的教學(xué)活動(dòng)中利用信息技術(shù)的能力與意識(shí)，為信息技術(shù)課程的改革提供理論和實(shí)踐的參考依據(jù)。（2）數(shù)學(xué)學(xué)科方面：探索通過(guò)信息技術(shù)與數(shù)學(xué)學(xué)科課程的整合，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，教師的教學(xué)方式和師生互動(dòng)方式的變革，以優(yōu)化課堂教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量的方法與模式，為現(xiàn)代教育技術(shù)支持下的中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革提供參考依據(jù)。1.2 實(shí)驗(yàn)步驟（1）準(zhǔn)備階段：2006年9月至2007年7月本階段主要任務(wù)是學(xué)習(xí)有關(guān)的理論，查閱教學(xué)、教改資料，調(diào)查教

3、學(xué)實(shí)際，了解亟待解決的問(wèn)題，制定實(shí)驗(yàn)方案，培訓(xùn)實(shí)驗(yàn)教師，設(shè)計(jì)教案。（2）實(shí)驗(yàn)階段：2007年9月至2008年7月2007年9月至2008年2月，進(jìn)行首輪探索性實(shí)驗(yàn)研究，在初二兩個(gè)班采用實(shí)驗(yàn)研究法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，完成形成性和階段性檢測(cè)，寫(xiě)出階段報(bào)告和專題論文。2008年2月至2008年7月，在學(xué)校各年級(jí)以行動(dòng)研究法為主進(jìn)行第二輪推廣驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)研究，總結(jié)成果，撰寫(xiě)專題告和論文。(3)總結(jié)階段：2008年9月至2009年7月本階段的主要任務(wù)是：進(jìn)行終期總結(jié)，結(jié)題驗(yàn)收，形成實(shí)驗(yàn)報(bào)告、論文、教案集，完成學(xué)科教學(xué)網(wǎng)站和教學(xué)資源庫(kù)。2 實(shí)驗(yàn)的基本原則2.1 “任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)方法。采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)方法，把學(xué)

4、生置身于提出問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的動(dòng)態(tài)過(guò)程中學(xué)習(xí)，通過(guò)任務(wù)，把計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)科知識(shí)和能力要求作為一個(gè)整體，有機(jī)地結(jié)合在一起，學(xué)生在完成任務(wù)的同時(shí)，也就完成了所需要掌握的學(xué)習(xí)目標(biāo)的學(xué)習(xí)。2.2 能力培養(yǎng)和知識(shí)學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)目標(biāo)。課程整合的最基本的特征，就是它的學(xué)科交叉性和立足于能力的培養(yǎng)。學(xué)生利用信息技術(shù)解決問(wèn)題的過(guò)程，是一個(gè)充滿想象、不斷創(chuàng)新的過(guò)程，同時(shí)也是一個(gè)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、有計(jì)劃的動(dòng)手實(shí)踐過(guò)程，十分有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。它使學(xué)生學(xué)習(xí)的重心不再僅僅放在學(xué)會(huì)知識(shí)上，而是轉(zhuǎn)到學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、掌握方法和培養(yǎng)能力上，使學(xué)生做到知識(shí)學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。2.3 “教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教

5、學(xué)模式。在課程整合的模式中，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性，要求充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主動(dòng)性，積極性和創(chuàng)造性。學(xué)生被看作知識(shí)建構(gòu)過(guò)程的積極參與者，學(xué)習(xí)的許多目標(biāo)和任務(wù)都要學(xué)生主動(dòng)、有目的地獲取材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，在課程整合中，教師是教學(xué)過(guò)程的組織者、促進(jìn)者和咨詢者，教師的主導(dǎo)作用可以使教學(xué)過(guò)程更加優(yōu)化，是教學(xué)活動(dòng)中重要的一環(huán)。3 課題實(shí)驗(yàn)實(shí)施情況3.1 探索創(chuàng)新，初見(jiàn)成效首輪探索性實(shí)驗(yàn)是在初二兩個(gè)班采用實(shí)驗(yàn)研究法進(jìn)行，具體匯報(bào)如下： 3.11實(shí)驗(yàn)方法（1）實(shí)驗(yàn)對(duì)象根據(jù)我校教師任教和學(xué)生學(xué)習(xí)的情況，為了便于實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)變量的控制，選擇初二(3)班為實(shí)驗(yàn)班，初二(6)班為對(duì)比班，兩班人數(shù)分別為53人和54人

6、。 （2）實(shí)驗(yàn)變量及其控制(1)自變量：在總課時(shí)不變的前提下，分別對(duì)實(shí)驗(yàn)班和對(duì)比班采用不同的教學(xué)方案。(2)因變量：學(xué)期末兩班學(xué)生信息技術(shù)和數(shù)學(xué)知識(shí)分別接受同一份測(cè)驗(yàn)的成績(jī),以及應(yīng)用信息技術(shù)解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力。(3)干擾變量的控制：實(shí)驗(yàn)班與對(duì)比班學(xué)生數(shù)量、基礎(chǔ)、師資力量基本相當(dāng)；教材、課時(shí)、測(cè)試內(nèi)容、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)完全相同；在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不讓學(xué)生知道在參加實(shí)驗(yàn)。（3）數(shù)據(jù)分析處理本實(shí)驗(yàn)采用準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的不相等實(shí)驗(yàn)組與控制組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì)，并采用獨(dú)立樣本的Z檢驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。3.12實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）信息技術(shù)課：對(duì)比班按大綱要求對(duì)教學(xué)內(nèi)容分配課時(shí)。實(shí)驗(yàn)班將每周2課時(shí)信息技術(shù)課程的教學(xué)任務(wù)壓縮為1課

7、時(shí)，由信息技術(shù)教師授課；另一課時(shí)用于幾何畫(huà)板教學(xué)及應(yīng)用練習(xí)，由數(shù)學(xué)教師授課。（2）數(shù)學(xué)課：對(duì)比班采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段進(jìn)行教學(xué)，實(shí)驗(yàn)班在教學(xué)中以幾何畫(huà)板為基本軟件，教師講課時(shí)可采用現(xiàn)有的工具軟件（如Word,Powrrpoint等）作為輔助軟件。在實(shí)驗(yàn)中我們堅(jiān)持以下三大原則：一是效率原則。CAI的目標(biāo)是解決傳統(tǒng)教學(xué)所面臨的低效問(wèn)題，因此，必須在教學(xué)時(shí)間、精力，費(fèi)用投入相對(duì)恒定的情況下，追求最好的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果；二是與傳統(tǒng)教學(xué)媒體優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)原則。并非所有的教學(xué)內(nèi)容都要用計(jì)算機(jī)，如果用傳統(tǒng)教學(xué)手段能很好解決的內(nèi)容就不必采用計(jì)算機(jī)處理，應(yīng)當(dāng)用計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)克服傳統(tǒng)教學(xué)媒體的不足，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)教

8、學(xué)媒體的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)；三是以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)設(shè)計(jì)原則。數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程是教師和學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的意義和價(jià)值進(jìn)行合作性建構(gòu)的過(guò)程。學(xué)生是認(rèn)反饋調(diào)節(jié)創(chuàng)設(shè)情景組織交流變式訓(xùn)練歸納小結(jié)引導(dǎo)探究知的主體，是意義的主動(dòng)建構(gòu)者，教師是學(xué)生建構(gòu)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者、組織者、引導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者。必須按照這個(gè)原則來(lái)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。根據(jù)現(xiàn)代教育理論及課題實(shí)驗(yàn)的目的，我們構(gòu)建了現(xiàn)代教育技術(shù)支持下的中學(xué)數(shù)學(xué)探究性學(xué)習(xí)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，其過(guò)程如右圖所示。3.13實(shí)驗(yàn)結(jié)果(1)提高了學(xué)生的信息技術(shù)課的學(xué)習(xí)成績(jī)。初中信息技術(shù)是在初二才開(kāi)始的學(xué)科，大家起點(diǎn)一樣。實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生在課時(shí)數(shù)只有對(duì)比班一半的情況下，在全市統(tǒng)一的結(jié)業(yè)考中仍取得較好的成

9、績(jī)（見(jiàn)下表）。初二信息技術(shù)結(jié)業(yè)考成績(jī)統(tǒng)計(jì)班級(jí)總?cè)藬?shù)平均成績(jī)標(biāo)準(zhǔn)偏差(S)Z值實(shí)驗(yàn)班5385.5217.5192.548對(duì)比班5478.5919.369(2)提高了學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)成績(jī)。 上表直觀地反映了本實(shí)驗(yàn)前后學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)的變化情況。這兩個(gè)班在前測(cè)成績(jī)相近的情況下，經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的教學(xué)，實(shí)驗(yàn)班的優(yōu)秀率比對(duì)比班提高了23.2個(gè)百分點(diǎn)。兩班的平均分?jǐn)?shù)相差7.73分。計(jì)算Z=3.14，P<0.01，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)班和對(duì)比班在測(cè)驗(yàn)的平均成績(jī)上存在顯著差異，實(shí)驗(yàn)班的成績(jī)明顯高于對(duì)比班。從表中還可以看到實(shí)驗(yàn)班的標(biāo)準(zhǔn)差明顯小于對(duì)比班，這說(shuō)明實(shí)驗(yàn)班的整體水平有所提高，成績(jī)分布相對(duì)集中，處于較好的穩(wěn)定狀態(tài)。而對(duì)比

10、班有兩極分化的趨勢(shì)，屬于不均衡發(fā)展。(3)培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)與數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)班學(xué)生不僅數(shù)學(xué)成績(jī)有了顯著提高，而且計(jì)算機(jī)操作水平、應(yīng)用意識(shí)有很大的提高，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)與數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在校第四屆科技文化節(jié)中，我組織班級(jí)同學(xué)利用“幾何畫(huà)板”和“PowerPoint”軟件，自選課題制作課件并展示。陸娜等同學(xué)的“用運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)，特殊化的手段，復(fù)習(xí)四邊形”，以新的視角，創(chuàng)造性地對(duì)四邊形的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重組。潘仲賢等同學(xué)的“菱形的畫(huà)法”，綜合應(yīng)用“幾何畫(huà)板”及幾何的有關(guān)知識(shí)總結(jié)出菱形的六種畫(huà)法。陳耀斌同學(xué)的“多邊形內(nèi)角和定理證明”，利用幾何

11、畫(huà)板的動(dòng)態(tài)功能得到了多邊形內(nèi)角和定理的四種證法。這些課件均獲得了聽(tīng)課老師好評(píng)。（4）初步構(gòu)建了現(xiàn)代教育技術(shù)支持下的中學(xué)數(shù)學(xué)探究性學(xué)習(xí)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)。根據(jù)該教學(xué)結(jié)構(gòu)，利用幾何畫(huà)板軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的平行線分線段成比例定理一課參加第二屆全國(guó)初中計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)觀摩展示會(huì)現(xiàn)場(chǎng)示范課比賽，榮獲二等獎(jiǎng)。（5）完成了三篇實(shí)驗(yàn)報(bào)告：信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)改革的實(shí)踐與探索、現(xiàn)代教育技術(shù)支持下中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)研究、信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程整合實(shí)驗(yàn)研究及多篇論文。階段性實(shí)驗(yàn)報(bào)告信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)改革的實(shí)踐與探索獲省計(jì)算機(jī)教育優(yōu)秀論文一等獎(jiǎng)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告現(xiàn)代教育技術(shù)支持下中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革的實(shí)踐與探索獲省計(jì)算機(jī)年會(huì)優(yōu)秀論文一等獎(jiǎng)。階段性實(shí)

12、驗(yàn)報(bào)告信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程整合實(shí)驗(yàn)研究獲省第八屆基礎(chǔ)教育論文評(píng)選一等獎(jiǎng)。3.2 以點(diǎn)帶面，輻射推廣完成首輪探究性實(shí)驗(yàn)后，我們于2001年12月20日進(jìn)行了階段性匯報(bào)，并向全市開(kāi)了“整合”示范課。首輪探究性實(shí)驗(yàn)的成功，不僅探索出一條實(shí)施課程整合的途徑，也吸引了一批教師投身于課題研究之中。自上學(xué)期起我們?cè)诟髂昙?jí)進(jìn)行第二輪推廣驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，主要采用行動(dòng)研究法。為了課題研究的順利實(shí)施，我們采取了以下措施：（1）在初一開(kāi)設(shè)了信息技術(shù)課。按省頒教學(xué)計(jì)劃，信息技術(shù)課只在初二和高一開(kāi)設(shè)，每周2課時(shí)。為了更好地進(jìn)行課題研究，我們?cè)诔跻荒昙?jí)開(kāi)設(shè)了信息技術(shù)課，與“三防”課交叉，隔周上一節(jié),主要任務(wù)是教給學(xué)生計(jì)算機(jī)的基本

13、操作和數(shù)學(xué)教學(xué)中需要的一些工具平臺(tái)。如學(xué)生在學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)圖的選擇時(shí)需要學(xué)習(xí)電子表格的制作，學(xué)習(xí)制作人口圖一課對(duì)人口相關(guān)問(wèn)題探討時(shí)需要上網(wǎng)查詢以及學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的網(wǎng)頁(yè)制作，任課教師都能根據(jù)教學(xué)需要，靈活安排教學(xué)內(nèi)容，保證了數(shù)學(xué)學(xué)科的教學(xué)需要。（2）支持并規(guī)范教師的“行動(dòng)研究”。教師只要教學(xué)需要都可以申請(qǐng)到網(wǎng)絡(luò)教室上課，并且每節(jié)課都給拍錄像。但要求授課教師課前必須根據(jù)教學(xué)目標(biāo)制定教學(xué)計(jì)劃，繳交教學(xué)設(shè)計(jì)，課后認(rèn)真觀看錄像，進(jìn)行自我反思或組織沙龍式評(píng)課，繳交教學(xué)實(shí)錄和教后記。通過(guò)“計(jì)劃行動(dòng)觀察反思”不斷提高教師的業(yè)務(wù)水平。我們于2003年3月13日向全市教師開(kāi)了三節(jié)“信息技術(shù)與數(shù)學(xué)學(xué)科課程整合”課題研討課，分別

14、是初一實(shí)踐活動(dòng)課、初二活動(dòng)匯報(bào)課對(duì)稱知識(shí)活動(dòng)匯報(bào)課和高一探究性學(xué)習(xí)課三角函數(shù)的圖象，均獲得聽(tīng)課教師很高的評(píng)價(jià)。其中制作人口圖一課被評(píng)為福州市2002-2003學(xué)年新課程優(yōu)秀教學(xué)案例和20022003學(xué)年新課程優(yōu)秀課堂教學(xué)錄像；三角函數(shù)的圖象一課參加“福建省現(xiàn)代教育與中學(xué)教學(xué)改革課例展評(píng)交流會(huì)”，榮獲一等獎(jiǎng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)踐，我們形成了三本“信息技術(shù)與數(shù)學(xué)學(xué)科課程整合”論文、課例集，構(gòu)建了高一數(shù)學(xué)教學(xué)網(wǎng)站和數(shù)學(xué)教學(xué)資源庫(kù)，課題實(shí)驗(yàn)也不斷引向深入。4 討論與思考4.1 實(shí)驗(yàn)班教學(xué)方案對(duì)學(xué)生的影響(1)有利于學(xué)生的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)。數(shù)學(xué)學(xué)科的高度抽象、形式化的特點(diǎn)，決定了學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過(guò)程中，要真正地理

15、解并掌握數(shù)學(xué)，進(jìn)而領(lǐng)悟數(shù)學(xué)中的精神和思想方法，必須要經(jīng)歷一個(gè)“再創(chuàng)造”的過(guò)程。幾何畫(huà)板軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為學(xué)生提供了一個(gè)十分理想的“做數(shù)學(xué)”的環(huán)境，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，或在教師所創(chuàng)設(shè)的情境幫助下，主動(dòng)進(jìn)行探索式、發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)，所有的新知識(shí)，通過(guò)自身的“再創(chuàng)造”，納入到自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，徹底改變了以講授“結(jié)果”為主，以“灌輸”為特征的數(shù)學(xué)教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)。這對(duì)發(fā)展學(xué)生的認(rèn)知能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)是大有裨益的。(2)有利于誘發(fā)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。學(xué)習(xí)心理學(xué)的理論指出：動(dòng)機(jī)在學(xué)習(xí)中是很有效能的一個(gè)因素，它對(duì)人的學(xué)習(xí)可以發(fā)揮明顯的促進(jìn)作用。計(jì)算機(jī)引入數(shù)學(xué)教學(xué)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)方

16、式由“聽(tīng)講”、“記筆記”，更多地變?yōu)橛^察、實(shí)驗(yàn)和主動(dòng)地思考，有利于發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位；多媒體計(jì)算機(jī)圖文音像并茂、豐富多彩的知識(shí)表現(xiàn)形式，不僅可以有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，同時(shí)也可以提供多種感官的綜合刺激。大量的實(shí)驗(yàn)證實(shí)：人類接受外界信息時(shí)以視覺(jué)獲取的信息量最大，占83%，聽(tīng)覺(jué)次之，占11%。多媒體技術(shù)既能看得見(jiàn)，又能聽(tīng)得見(jiàn)，還能用手操作，這樣通過(guò)多種感官的刺激所獲取的信息量，比單一地聽(tīng)講強(qiáng)得多，而且還非常有利于知識(shí)的保持。(3)有利于提供高質(zhì)量的及時(shí)反饋。研究表明，學(xué)生記憶的半衰期一般為24小時(shí)，因而教學(xué)信息反饋的及時(shí)與否，對(duì)教學(xué)效果有很大影響。傳統(tǒng)教學(xué)雖然可通過(guò)提問(wèn)或課堂練習(xí)，收到一定的及時(shí)的教學(xué)信息反饋，但由于人數(shù)有限，其所得到的教學(xué)信息反饋有很大的局限性，不可能對(duì)全體學(xué)生的錯(cuò)誤進(jìn)行全面有效的矯正。教師往往要等到批改作業(yè)甚至考試以后才能較準(zhǔn)確地把握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。而利用計(jì)算機(jī)的交互性特點(diǎn)，學(xué)生的大量練習(xí)和作業(yè)可直接在計(jì)算機(jī)上操作完成，并得到及時(shí)反饋，這樣既可滿足學(xué)生急于了解自己對(duì)所學(xué)知識(shí)掌握情況的迫切心理愿望，又可使學(xué)生正確的結(jié)果得以強(qiáng)化，錯(cuò)誤之處得以及時(shí)矯正。4.2 結(jié)論本實(shí)驗(yàn)研究可獲得以