從高中數(shù)學(xué)談現(xiàn)代教育技術(shù)是新課程背景下信息技術(shù)手段..._百

1、從高中數(shù)學(xué)談現(xiàn)代教育技術(shù)是新課程背景下信息技術(shù)手段 與傳統(tǒng)教學(xué)模式優(yōu)勢互補、有機整合的必然結(jié)晶 陳國光(廣州市第 91中學(xué)數(shù)學(xué)組,廣東 廣州 510530 【 摘要 】 新課程容量大,情境生活化,形成探究化,過程動態(tài)化、體材應(yīng)用化、目標多維化、 知識模塊化,傳統(tǒng)的粉筆加黑板以及教師啟發(fā)式講解己無法確保以上課程的實施與目標的實現(xiàn),現(xiàn)代信息 技術(shù)對高中數(shù)學(xué)新課程的內(nèi)容、教學(xué)方式與學(xué)習(xí)方式形成有效支撐,而現(xiàn)代信息技術(shù)的使用對實際課堂教 學(xué)亦存在某種短絀,其本身對數(shù)學(xué)學(xué)科的教學(xué)存有天生的不足與普及化的瓶頸,信息技術(shù)手段與傳統(tǒng)教學(xué) 模式對于高中數(shù)學(xué)新課程的實施各有不及之處,必須在優(yōu)勢互補的基礎(chǔ)上形成某種

2、高端的有機整合的現(xiàn)代 教育技術(shù)體系。【 關(guān)鍵詞 】 新課程;信息技術(shù);教學(xué)模式;現(xiàn)代教育技術(shù); , 必然結(jié)晶新課程容量大,情境生活化,形成探究化,過程動態(tài)化、體材應(yīng)用化、目標多維化、 知識模塊化, 課程不只是知識的載體, 更是教師和學(xué)生共同探索知識的過程, 要立足學(xué)生終 身發(fā)展以及參與未來競爭的需要, 著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力, 因此新教材力求實 現(xiàn)基礎(chǔ)性與現(xiàn)代性的統(tǒng)一, 使靜態(tài)的課本材料變?yōu)橛欣趯W(xué)生發(fā)展的動態(tài)教學(xué)活動, 傳統(tǒng)的 粉筆加黑板以及教師的啟發(fā)式講解己無法確保以上課程的實施與目標的實現(xiàn), 故不少情況下 須依賴于現(xiàn)代信息技術(shù)的有效加盟, 但作為信息技術(shù)的電教手段在數(shù)學(xué)理性抽象

3、思維和邏輯 推理、 轉(zhuǎn)化代換等解題技能上又著實存在著她天生的不足, 而且也存在著客觀條件和軟件自 身人性化的瓶頸制約, 因此信息技術(shù)并不能解決教學(xué)中的所有問題, 教學(xué)過程還是以學(xué)生為 主體的、 教師為主導(dǎo)的活動, 師生的雙邊活動是聯(lián)接多種教學(xué)因素最活躍的因素, 是教學(xué)過 程的主宰, 因此, 信息技術(shù)在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中的應(yīng)用不能為應(yīng)用而應(yīng)用, 整合的最佳結(jié)合點 是適合發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)之優(yōu)勢的地方, 整合的目標之一就是解決傳統(tǒng)教學(xué)遇到的困局, 彌 補傳統(tǒng)教學(xué)方式的不及之處, 使學(xué)生更有利地認識理解數(shù)學(xué)的本質(zhì)。 因此要真正使新課程標 準得到有效貫徹,必須形成高端性有機整合的現(xiàn)代教育技術(shù)體系。一、現(xiàn)代信

4、息技術(shù)對數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的有效支撐1.1信息技術(shù)對課程內(nèi)容的有效支撐新課程理念下教材并不完全代表課程,必須著力校本開發(fā),網(wǎng)絡(luò)資源浩瀚無邊,用信 息技術(shù)提供的資源可以突破書本有限的知識, 可以用各種相關(guān)資源豐富孤立的課堂教學(xué), 豐 富學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),如數(shù)學(xué)史,數(shù)學(xué)家,數(shù)學(xué)應(yīng)用等。又如:藝術(shù)中的數(shù)學(xué),商標設(shè)計與幾 何圖形等等。 極大地豐富和提升學(xué)生的數(shù)學(xué)文化理念與開拓創(chuàng)新精神。 如何在廣袤的信息海 洋中快速準確地找到所需的資源, 如何合理地將資源重組為已用, 這無疑可以培養(yǎng)學(xué)生獲取、 分析、加工信息的能力。高中數(shù)學(xué)的各章節(jié)形成了知識結(jié)構(gòu)的縱橫體系, 每章講完后都要進行知識總結(jié)。 傳統(tǒng)的 粉筆加黑板只能

5、將知識羅列起來,形成線性結(jié)構(gòu),而利用多媒體輔助教學(xué),只須用 powerpoint 即可變?yōu)槎嗝交某夋溄咏Y(jié)構(gòu)形式,按照網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)非線性地整合全章知識。 高中數(shù)學(xué)新課程是以模塊和專題的形式呈現(xiàn)的, 利用信息技術(shù)可以溝通各部分內(nèi)容之間的有 機聯(lián)系。例如,函數(shù)與方程、不等式的聯(lián)系,向量與三角、幾何與代數(shù)的聯(lián)系等等。講解某 一內(nèi)容時, 可跳轉(zhuǎn)到和該內(nèi)容相關(guān)的任何知識點或網(wǎng)絡(luò)架構(gòu), 把不同階段的數(shù)學(xué)知識組成一 個有機的整體,使教學(xué)效果大大提高。1.2信息技術(shù)對教學(xué)方式的有效支撐,可喜的釋解了傳統(tǒng)教學(xué)方式的困境傳統(tǒng)的教學(xué)中,數(shù)學(xué)知識的難點、重點主要靠教師講解、啟發(fā)、分析,學(xué)生理解的程度 如何, 關(guān)鍵看個人

6、能力, 而數(shù)學(xué)學(xué)科的邏輯性強, 抽象思維要求高,傳統(tǒng)教學(xué)手段很難利用 黑板將這種復(fù)雜的情景展示出來, 這就大大降低了學(xué)生理解和教師教學(xué)的難度。 運用建構(gòu)主 義思想進行教學(xué)設(shè)計, 通過課堂教學(xué)中學(xué)生、 教師和媒體的互動, 有效分解和突破教學(xué)難點, 利用信息技術(shù)搭建理解數(shù)學(xué)知識的平臺, 借助先進的數(shù)學(xué)軟件, 使學(xué)生一動就清楚明白, 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,促進教學(xué)方 式的轉(zhuǎn)變。 對于數(shù)學(xué)概念的教學(xué), 利用先進的數(shù)學(xué) CAI 軟件可以創(chuàng)設(shè)有效的數(shù)學(xué)情境, 將抽 象的概念直觀化,使學(xué)生理解更深刻。個案 1:奇函數(shù)圖象關(guān)于原點呈對稱性,傳統(tǒng)的教學(xué)大多是成

7、品觀察命令接受,再利用 函數(shù)式筒要解釋, 若利用計算機動態(tài)演示, 將圖象繞原點旋轉(zhuǎn) 180度后, 發(fā)現(xiàn)與原圖象重合, 學(xué)生看完后對這一性質(zhì)心領(lǐng)神會。利用先進的數(shù)學(xué)軟件可以將函數(shù)圖象平移、旋轉(zhuǎn)、對稱、 伸縮等等, 使學(xué)生能在圖形的變換中研究數(shù)學(xué)規(guī)律, 提高應(yīng)變能力。 在講對數(shù)函數(shù)的圖像和 性質(zhì)時,因為對數(shù)函數(shù)和指數(shù)函數(shù)互為反函數(shù),我們可利用幾何畫板或其它教學(xué)軟件, 讓學(xué)生親眼目睹教師用函數(shù)的對稱性來畫函數(shù)圖像的過程; 根據(jù)圖像我們可以使學(xué)生得出函 數(shù)的性質(zhì), 可以用計算機的數(shù)字追蹤功能進行函數(shù)性質(zhì)的驗證; 這樣, 有計算機的輔助就可 以用很少的時間取得顯著的效果,這是其它教學(xué)手段不能比擬的。個案

8、 2:在上拋物線的定義這個概念之前,我們認真研究了三個問題:教材是怎樣引 進概念的,怎樣擴展內(nèi)容的 ;怎樣設(shè)計具有啟發(fā)性的問題,引導(dǎo)學(xué)生積極探索新知; 怎樣有效組織獲取知識過程的教學(xué), 因此, 對課件的設(shè)計著力于展示概念的形成、 發(fā)展過程, 揭示本質(zhì)屬性。 對此概念的學(xué)習(xí)主要需引導(dǎo)學(xué)生形象地認識到拋物線概念的成因, 即由到定 點的距離與到定直線距離相等的點組成的集合。 其設(shè)計思路大致如下:先設(shè)置一定點及與該 定點有一定距離的定直線,然后截取一些長度不等的線段,作為 " 距離 "d ,作出以該定點為 圓心, 以該距離 d 為半徑的圓, 此即到該定點距離為 d 的點的軌跡; 再

9、作出與該定直線平行, 且到定直線距離也為 d 的兩條直線, 此即到該定直線距離為 d 的點的軌跡, 兩軌跡的交點即為了在實際教學(xué)中更多更好的突出學(xué)生的主體作用這一特點, 我們在考慮課堂教學(xué)結(jié)構(gòu) 的設(shè)計時, 重點應(yīng)研究四個方面:科學(xué)安排一節(jié)課的各組成部分進行的順序; 合理分配 和使用時間; 精心設(shè)計安排練習(xí); 要根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求, 有計劃有步驟地 引導(dǎo)學(xué)生進行各種認識活動, 如操作、 觀察、 測量、 畫圖、 解題等, 引導(dǎo)學(xué)生在活動中思考, 逐步放手讓學(xué)生自己去探索。而電教手段的應(yīng)用, 可以節(jié)約傳統(tǒng)的板書、畫圖等的時間,從 時間上使有限的課堂 40分鐘 " 變長 "

10、; 了,使學(xué)生的主體作用可以得到更加充分的發(fā)揮。 一些優(yōu)秀的計算機軟件,如幾何畫板 、函數(shù)作圖器等等,利用這些軟件提供的平臺 對高中數(shù)學(xué)相關(guān)內(nèi)容進行教學(xué), 可以極大的解放教師的繁重艱施, 其效果也是傳統(tǒng)教學(xué)無法 比擬的。個案:講授冪函數(shù)一節(jié)時, 采用了 幾何畫板 教學(xué)的嘗試。 由于冪函數(shù)圖象錯綜復(fù)雜, 有 11種之多,傳統(tǒng)的講授要列表作圖再歸納,費時費力。而幾何畫板軟件畫圖簡易, 方便快捷。首先,提出教學(xué)目標,第一階段是根據(jù)冪函數(shù) y=x, 指數(shù)的不同取值歸納出冪函 數(shù)的圖象種類, 第二階段是歸納冪函數(shù)性質(zhì)。 筆者只要鍵入不同的值,圖象立刻出現(xiàn),一 時間學(xué)生的興致非常高漲。 很快有同學(xué)發(fā)現(xiàn)指數(shù)

11、取奇偶數(shù)、 指數(shù)取正負數(shù)時圖象均是不同類 型,接著,又有同學(xué)發(fā)現(xiàn)指數(shù)取小數(shù)(分數(shù)對圖象的影響等等。學(xué)生通過自已的探索,并 觀察思考, 印象深刻,回味久遠,教師只要稍加引導(dǎo)便較好地完成了教學(xué)任務(wù)。按照新課程 的理念, 教師要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)方式, 由傳授知識者轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂教學(xué)的設(shè)計者, 與學(xué)生一同 學(xué)習(xí)的合作者。1.3信息技術(shù)對學(xué)習(xí)方式的有效轉(zhuǎn)變, 極大的豐富了新課程目標的內(nèi)涵和學(xué)生的過程性 體驗與情感價值觀高中數(shù)學(xué)的很多定理、性質(zhì)、規(guī)律和結(jié)論, 如果直接拋給學(xué)生, 學(xué)生在理解上很可能會 產(chǎn)生困難, 只能無奈地接受。 優(yōu)秀的數(shù)學(xué)軟件能為學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)良好的實驗環(huán)境, 通 過數(shù)學(xué)實驗可以對一些函數(shù)

12、圖象的形狀進行實驗、 觀察、 歸納得出規(guī)律。通過實驗,學(xué)生親 歷整個數(shù)學(xué)探索的過程, 始終處于主體地位, 有利于發(fā)揮學(xué)生的想象空間, 對所實驗的數(shù)學(xué) 問題必然有相當(dāng)深刻的認識。例如:函數(shù) y=Asin(Wx+ 的圖象一節(jié),教師可先用幾 何畫板創(chuàng)設(shè)好演示軟件告訴學(xué)生本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標,對 W、 、 A 的不同值引起圖象的 變化,再讓學(xué)生進行實驗,對 W 、 A 的值自由輸入,得出相應(yīng)的圖象,再變換三個值 的先后輸入順序反復(fù)實驗、探索,學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)規(guī)律?？梢宰寣W(xué)生小組合作共同實驗, 互相 交流、探討,讓每位學(xué)生都親歷實踐、探討,激發(fā)學(xué)生的求知欲,使自主學(xué)習(xí)的能力得以培養(yǎng)。 又如:離散性隨機變量的正態(tài)

13、分布曲線, 可將典型的呈等腰分布的 9行鐵釘之均勻空隙 下的玻璃球?qū)嶒? 通過 flash 軟件制成課件搬進課堂屏幕輕快反復(fù)地演示實驗, 使學(xué)生對正 態(tài)總體分布的規(guī)律和曲線有一個確信而深刻的認識。借助于數(shù)學(xué)軟件可以對一些數(shù)學(xué)問題的解決找到可行性方法。 例如, 求方程的近似解問 題,利用作圖軟件作出函數(shù)圖象,得到函數(shù)圖像與橫軸交點,再顯示交點的橫坐標即得解; 再如,正方體內(nèi)線線、線面垂直關(guān)系或夾角問題的證明或找尋,當(dāng)證明或找出一對關(guān)系后, 再利用數(shù)學(xué)軟件將正方體旋轉(zhuǎn)或翻滾很快發(fā)現(xiàn)位置結(jié)構(gòu)完全相同或均勻?qū)ΨQ的的其它關(guān)系 對, 很快就啟發(fā)找到是解題思路; 再如運用極端原理用數(shù)學(xué)軟件使曲線和圖形退縮到

14、極端情 形尋求問題的特殊解,再拓展到一般,往往很快突破解題思路。高中數(shù)學(xué)新課程強調(diào)數(shù)學(xué)的應(yīng)用性, “數(shù)學(xué)建?！被顒訋椭鷮W(xué)生體驗數(shù)學(xué)在解決實際問 題中的作用。其突出特點就是它的實踐性,需要調(diào)研收集數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù),實驗試探、擬合 數(shù)學(xué)模型, 探索的結(jié)果又運用于實踐。 利用計算機軟件能高效地處理大量數(shù)據(jù), 擬合出最貼 近的數(shù)學(xué)模型。例如 ,在調(diào)查本校高中學(xué)生(男性身高與體重平均值情況后,根據(jù)數(shù)據(jù) 在計算機上畫出散點圖, (身高 cm 為 x 軸, 體重 kg 為 y 軸 這些點的連線是一條向上彎曲 的曲線,通過計算機反復(fù)實驗,可歸納曲線近似于 y= a·bx 這一函數(shù)模型,而并非是二 次函

15、數(shù) y=ax2+bx+c ,從而較準確地判定某位男生身高與體重是否正常等等。對數(shù)學(xué)產(chǎn)生枯燥乏味、 神秘難懂的主要原因就是脫離實際。 其實, 數(shù)學(xué)本身就是一門與 生活聯(lián)系比較緊密的學(xué)科,多媒體技術(shù)以其形、聲、景,動靜結(jié)合等生動多樣的表現(xiàn)形式, 以及大容量、超時空、易接受等特點,備受師生的青睞, 一方面它提供外部刺激的多樣性可 有效地開啟學(xué)生思維的閘門, 激發(fā)聯(lián)想, 激勵探索; 另一方面將現(xiàn)代信息技術(shù)融合到高中數(shù) 學(xué)新課程教學(xué)中來, 充分利用各種信息資源, 創(chuàng)設(shè)出多種教學(xué)情境, 從而有效的激發(fā)學(xué)生的 數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣,提升學(xué)生的情感態(tài)度和價值觀,促進高中數(shù)學(xué)的教與學(xué)。二、現(xiàn)代信息技術(shù)的使用對實際課堂教

16、學(xué)的某種短絀2.1信息技術(shù)本身對數(shù)學(xué)學(xué)科的教學(xué)存有天生的不足與普及化的瓶頸。數(shù)學(xué)的綜合解題教學(xué)無疑要突出理性抽象思維, 要暴露思考和探索的過程, 要展現(xiàn)邏輯 推理、 轉(zhuǎn)化代換等解題技能機巧, 可不斷切換和閃現(xiàn)的媒體屏幕顯然會存在著她天生的不足, 這一點還得依托于傳統(tǒng)教學(xué)導(dǎo)疑啟發(fā)、 手寫板畫、 凝注沉思的方式方法, 而且多媒體信息系 統(tǒng)的配置規(guī)格和專業(yè)應(yīng)用軟件在課件制作、 演示操作、 針對性和兼容性上的人性化工具化程 度都給信息技術(shù)在實際數(shù)學(xué)課堂中的普及實施帶來一定的制約瓶頸。 因此信息技術(shù)并不能解 決教學(xué)中的所有問題, 必須有高度的教學(xué)設(shè)計理念、 教學(xué)功力本領(lǐng)和開拓進取精神作為課程 目標實施的

17、前提保障。2.2部分教學(xué)課件等同于“電子讀物” ,完全代替了教師的教學(xué)。用粉筆加黑板的傳統(tǒng)教學(xué), 教師在黑板上板書是需要一定時間的, 這一段時間正是學(xué)生 審題、 思考的時間。 利用教學(xué)課件后, 往往教師將許多東西都呈現(xiàn)給了學(xué)生, 很快就過去了, 沒有給學(xué)生以思考的時間。 表面上看整堂課容量大, 其實是課件演示完全代替了教師的教學(xué)。 更有甚者,只是利用課件代替大量板書,仍使用“滿堂灌”教學(xué)。學(xué)生被動接受大量繁雜的 知識,沒有真正實現(xiàn)記憶過程,繁榮之后呈現(xiàn)出比傳統(tǒng)教學(xué)還差的教學(xué)效果。2.3部分教學(xué)課件展示了完美的教學(xué)內(nèi)容,卻無意識地制約了學(xué)生的想象。課件中優(yōu)美的畫面為學(xué)生優(yōu)化了視覺環(huán)境; 課件中完

18、美的教學(xué)內(nèi)容, 體現(xiàn)了教師水平的 高深; 課件整體設(shè)計的和諧讓人感覺是一種享受, 可這些完美教學(xué)內(nèi)容甚至是科學(xué)嚴謹?shù)慕Y(jié) 果,在 40分鐘內(nèi)快速展現(xiàn)于學(xué)生眼前,將會嚴重制約學(xué)生的想象,違背新課程的主干非線 性原則,限制住學(xué)生發(fā)散思維、 創(chuàng)造思維的發(fā)展, 使學(xué)生完全陷入無條件接受的漩渦, 僅將 教學(xué)內(nèi)容記憶為定式。這不是完全有悖于新課程改革的目標嗎?2.4信息技術(shù)課與數(shù)學(xué)課的不同步新課程中信息技術(shù)已經(jīng)滲透到高中數(shù)學(xué)教學(xué), 教材提倡使用計算器或計算機幫助學(xué)生理 解數(shù)學(xué)概念, 探索數(shù)學(xué)結(jié)論, 但對于一個不具備信息技術(shù)基礎(chǔ)的人, 是很難實現(xiàn)信息技術(shù)與 數(shù)學(xué)教學(xué)整合的。 在必修 5的數(shù)列中出現(xiàn)了編程題, 因為學(xué)生沒有學(xué)程序, 所以題目的意思 都看不懂。三、現(xiàn)代教育技術(shù)是新課程目標體系有效實施的必然結(jié)晶從以上可以看出, 信息技術(shù)手段與傳統(tǒng)教學(xué)模式對于高中數(shù)學(xué)新課程的實施各有不及之 處, 必須在優(yōu)勢互補的基礎(chǔ)上形成某種高端的有機整合的現(xiàn)代教育技術(shù)體系。 所謂現(xiàn)代教育 技術(shù), 就是運用現(xiàn)代教育理論和現(xiàn)代信息技術(shù), 通過對教與學(xué)過程和教學(xué)資源的設(shè)計、 開發(fā)、 利用、 評價和管理, 以實現(xiàn)教學(xué)優(yōu)化的理論與實踐; 現(xiàn)代教育技術(shù)是人類在教育教學(xué)活動中 所運用的一切物質(zhì)工具、方法、技能和知識