試述教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源有效開發(fā)研究

1、試述教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源有效開發(fā)研究【摘要】隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化教育得到廣泛的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)有了較為成熟的模式。張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)有利于推動(dòng)我國(guó)數(shù)學(xué)教育的發(fā)展，如何對(duì)該教育資源進(jìn)行有效的開發(fā)值得深入研究。簡(jiǎn)述張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源及其作用，分析現(xiàn)階段張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源開發(fā)面臨的問(wèn)題并提出相應(yīng)的解決策略，使其更好地運(yùn)用于教學(xué)中，發(fā)揮最大的功效?！娟P(guān)鍵詞】張景中教育數(shù)學(xué)；網(wǎng)絡(luò)教育資源；開發(fā)教育與信息化的結(jié)合早已有跡可循，從投影儀到PPT，再到可視化教學(xué)及網(wǎng)絡(luò)課堂，數(shù)字化的教學(xué)方式取得了突破性的進(jìn)展，各種適應(yīng)數(shù)字化環(huán)境的教學(xué)手段應(yīng)運(yùn)而生，教育教學(xué)目標(biāo)也在

2、不斷地改革和發(fā)展，使教育更加貼合學(xué)生身心的發(fā)展，更加與時(shí)俱進(jìn)，實(shí)現(xiàn)與時(shí)展需求的緊密結(jié)合。一、張景中教育數(shù)學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教育資源網(wǎng)絡(luò)教育資源是伴隨著數(shù)字化教學(xué)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種教學(xué)模式，基于網(wǎng)絡(luò)傳播性、開放性和共享性的特點(diǎn)，使用數(shù)字化技術(shù)將教育資源進(jìn)行整合之后，利用網(wǎng)絡(luò)作為媒介進(jìn)行信息的存儲(chǔ)、傳播和共享，實(shí)現(xiàn)教育資源的擴(kuò)大化，讓更多的人接觸到優(yōu)質(zhì)的教育資源，促進(jìn)數(shù)字化教學(xué)的發(fā)展。我國(guó)著名的數(shù)學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士張景中所倡導(dǎo)的教育數(shù)學(xué)已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)了數(shù)學(xué)教育的網(wǎng)絡(luò)教育資源化，他主持開發(fā)的“Z+Z智能教育平臺(tái)超級(jí)畫板”已經(jīng)投入使用多年，獲得了無(wú)數(shù)教師及學(xué)生的喜愛(ài)，為我國(guó)數(shù)學(xué)教育的發(fā)展做出了杰出的貢獻(xiàn)1。現(xiàn)階

3、段，張景中院士的教學(xué)實(shí)驗(yàn)及推廣研究項(xiàng)目已在國(guó)內(nèi)的多省份落地，著力打造線上、線下聯(lián)動(dòng)的數(shù)學(xué)課堂，將教育數(shù)學(xué)的思想進(jìn)行實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知能力，助推學(xué)生思維的發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛力，將小學(xué)、初中、高中的數(shù)學(xué)知識(shí)脈絡(luò)進(jìn)行串聯(lián)，在教學(xué)方式方法的創(chuàng)新中推動(dòng)數(shù)學(xué)教學(xué)的新發(fā)展。二、張景中數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源在教學(xué)中的作用由張景中院士主持開發(fā)的“Z+Z智能教育平臺(tái)超級(jí)畫板（以下簡(jiǎn)稱：超級(jí)畫板）”免費(fèi)版的具體功能包含：立體幾何制圖、曲線制圖、平移變換、3D動(dòng)畫、追蹤和路徑、文本和關(guān)系式、符號(hào)計(jì)算、程序編寫環(huán)境、隨機(jī)變量設(shè)置、統(tǒng)計(jì)圖自動(dòng)生成、嵌入外部項(xiàng)目、教學(xué)課件或?qū)W件設(shè)計(jì)制作、課件演示等，其豐富且異常強(qiáng)大的應(yīng)用性

4、以及功能性可以有效提升學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效果2。在數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)用超級(jí)畫板不僅可以實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)從抽象化到具象化的轉(zhuǎn)換，幫助學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)熱情，而且可以幫助教師更好地創(chuàng)新教學(xué)模式，提高教學(xué)質(zhì)量。（一）充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情作為一種現(xiàn)代化的數(shù)學(xué)教學(xué)工具，超級(jí)畫板對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)具有較好的推動(dòng)作用。學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)閿?shù)學(xué)知識(shí)太過(guò)抽象而無(wú)法真正將其理解與掌握，而超級(jí)畫板能夠?qū)?shù)學(xué)問(wèn)題的產(chǎn)生流程、形成結(jié)果一一展現(xiàn)出來(lái)，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)而更好地幫助學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識(shí)。（二）實(shí)現(xiàn)知識(shí)的形象化呈現(xiàn)雖然數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)繁多復(fù)雜，知識(shí)結(jié)構(gòu)大多較為抽象，但教師利用超級(jí)畫板就

5、可以將抽象的知識(shí)點(diǎn)以更加形象的方式進(jìn)行呈現(xiàn)，從而有效地提高學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)和理解能力。例如，在函數(shù)知識(shí)的教學(xué)中，如果教師只是單一地為學(xué)生講授公式的應(yīng)用，學(xué)生不僅無(wú)法全面理解并掌握知識(shí)要點(diǎn)，復(fù)雜的公式可能會(huì)使學(xué)生失去學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。而利用超級(jí)畫板，教師可以通過(guò)生動(dòng)形象的動(dòng)畫形式將函數(shù)知識(shí)進(jìn)行展示，有利于學(xué)生理解知識(shí)，更有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力，促進(jìn)學(xué)生的有效學(xué)習(xí)。（三）實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式的創(chuàng)新超級(jí)畫板可以有效推動(dòng)教師教學(xué)模式的創(chuàng)新。例如，在傳統(tǒng)的立體幾何教學(xué)中，針對(duì)幾何圖形，教師通常是利用繪圖等方式進(jìn)行展示，這種靜態(tài)化的展示雖然比文字直觀了很多，但依然存在較大的局限性，不利于學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的延伸

6、。而利用超級(jí)畫板進(jìn)行教學(xué)，教師就可以為學(xué)生設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)化的立體幾何跟蹤展示，使學(xué)生能夠更好地掌握立體幾何的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)有效的知識(shí)延伸。三、張景中數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源開發(fā)面臨的問(wèn)題當(dāng)前，雖然我國(guó)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了城鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)的全范圍覆蓋，但是在網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)過(guò)程中還有部分不可忽視的問(wèn)題存在。在數(shù)字化的大背景下，網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)不斷推動(dòng)著網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)和完善，但因其建設(shè)時(shí)間不長(zhǎng)，經(jīng)驗(yàn)不夠豐富，區(qū)域發(fā)展又不平衡，我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)教育資源開發(fā)依然任重而道遠(yuǎn)。因此，為了有效開發(fā)張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源，需要解決以下幾個(gè)問(wèn)題。（一）重技術(shù)，輕教學(xué)設(shè)計(jì)在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)教育資源開發(fā)過(guò)程中，大多都存在著過(guò)度重視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而忽略

7、科學(xué)合理的教學(xué)設(shè)計(jì)的問(wèn)題。造成這一問(wèn)題的原因在于網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)者不是專業(yè)的教育工作者，而是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員，因此，他們對(duì)課程的把握只能停留在表面，無(wú)法達(dá)到更深層次的要求。誠(chéng)然，在網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代，學(xué)習(xí)和生活的界限已經(jīng)趨于模糊，但作為教學(xué)資源，其首要條件是滿足教育的功能，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高3。因此，如果只重視技術(shù)而忽視教學(xué)設(shè)計(jì)，就會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)課程雖然精彩紛呈，但缺乏針對(duì)性，達(dá)不到教育目的的問(wèn)題。特別是對(duì)于數(shù)學(xué)教學(xué)來(lái)說(shuō)，為了使抽象的概念具象化，課堂教學(xué)若沒(méi)有合理的教學(xué)設(shè)計(jì)，就會(huì)變成“盲人摸象”，導(dǎo)致學(xué)生抓不住核心和關(guān)鍵。（二）區(qū)域發(fā)展不平衡，資源共享率低網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)實(shí)際上也是一種市場(chǎng)化的運(yùn)作模

8、式，同類型的資源可以由不同的開發(fā)者各自開發(fā)，也可以統(tǒng)一開發(fā)，按需分配。若同一教育資源由不同的開發(fā)者進(jìn)行開發(fā)，會(huì)因側(cè)重點(diǎn)不同，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大范圍的統(tǒng)一，管理難度大，且會(huì)導(dǎo)致資源浪費(fèi)。而統(tǒng)一開發(fā)的教育資源又會(huì)存在區(qū)域適配性的問(wèn)題，因?yàn)槲覈?guó)現(xiàn)階段的教育發(fā)展是不均衡的，各地區(qū)所使用的教材都有所不同，這就導(dǎo)致統(tǒng)一開發(fā)的線上課程難以匹配不同的線下課程，所以在全國(guó)大范圍內(nèi)推行同一套教育資源還是存在一定的問(wèn)題。（三）忽視應(yīng)用管理，為開發(fā)而開發(fā)當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)教育已經(jīng)普遍化，網(wǎng)絡(luò)教育的項(xiàng)目早已琳瑯滿目，各省市地區(qū)甚至一些高校都有了屬于自己的網(wǎng)絡(luò)教育資源項(xiàng)目。有效應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)教育資源需要進(jìn)行前期的項(xiàng)目開發(fā)和后期的維護(hù)與管理。在

9、后期的維護(hù)管理中，因?yàn)橹匾暢潭炔蛔慊蚴褂靡饬x不大，有些項(xiàng)目使用者漸漸疏于管理，導(dǎo)致其后勁不足，慢慢荒廢，而有些項(xiàng)目則可能只是為了開發(fā)而開發(fā)，沒(méi)有持續(xù)運(yùn)營(yíng)的計(jì)劃，因此很難提高使用的效率。四、有效開發(fā)張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源的措施要實(shí)現(xiàn)對(duì)張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源的有效開發(fā)，就需要解決上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)該教育資源的效益最大化。（一）以學(xué)生為中心，強(qiáng)化教學(xué)設(shè)計(jì)教育的意義不是強(qiáng)制輸出，而是有效輸入。特別是對(duì)于數(shù)學(xué)學(xué)科而言，學(xué)生只有在理解的基礎(chǔ)上，才能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)懂和弄通。要做到對(duì)張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源的有效開發(fā)，就需要融合ADDIE教學(xué)模型的構(gòu)建，強(qiáng)化教學(xué)設(shè)計(jì)。此外，開發(fā)團(tuán)隊(duì)中還應(yīng)該有部分具有豐富教學(xué)經(jīng)

10、驗(yàn)的教師，以便指導(dǎo)課程的開發(fā)。以幾何為例，在認(rèn)識(shí)圓的性質(zhì)時(shí)，可以將圓看作一個(gè)無(wú)限等邊的正多邊形，教學(xué)設(shè)計(jì)就可演示把圓周等分為3、4、5等多個(gè)點(diǎn)，連接這些點(diǎn)數(shù)，就可以得到正三角形、正方形、正五邊形等，等分的點(diǎn)數(shù)越多，連接點(diǎn)數(shù)所得到的多邊形的周長(zhǎng)和面積就越趨近于圓。通過(guò)直觀的演示，學(xué)生就能夠全面地理解該部分知識(shí)點(diǎn)。張景中院士對(duì)幾何的邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)易的具象化，對(duì)解題的方法進(jìn)行了全面的創(chuàng)新，這就從根本上優(yōu)化了幾何的學(xué)習(xí)4。（二）提高適配性，提升資源共享率在對(duì)張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源進(jìn)行開發(fā)時(shí)，要注意教育資源的適配性。首先，在開發(fā)者的選擇上，應(yīng)該做到統(tǒng)一開發(fā)，按需分配。統(tǒng)一的開發(fā)能夠確保這一教育資源

11、的統(tǒng)一性，不會(huì)因?yàn)椴煌拈_發(fā)者而產(chǎn)生多種不同的版本，導(dǎo)致使用者難以選擇。其次，由于我國(guó)現(xiàn)階段的教育發(fā)展具有不平衡性，在對(duì)該教育資源進(jìn)行開發(fā)時(shí)，還要注意使用地區(qū)的適配性，在統(tǒng)一的基礎(chǔ)上增加個(gè)性化的設(shè)置，使資源的利用更符合當(dāng)?shù)氐慕逃l(fā)展情況，特別是要和當(dāng)?shù)氐木€下教育情況相匹配，以提高資源的使用和共享率。（三）加強(qiáng)應(yīng)用管理，推進(jìn)資源的使用張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)利用是提高我國(guó)中小學(xué)數(shù)學(xué)教育質(zhì)量的有效手段，因此，在對(duì)該教育資源進(jìn)行開發(fā)后，還要注重后期的應(yīng)用和管理。目前，國(guó)內(nèi)的許多地區(qū)都對(duì)張景中的教育數(shù)學(xué)理念進(jìn)行了實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐，在實(shí)踐的過(guò)程當(dāng)中，網(wǎng)絡(luò)教育資源的需求也日漸增加。為了使該網(wǎng)絡(luò)教育資

12、源的使用效益最大化，使用該網(wǎng)絡(luò)教育資源的地區(qū)、學(xué)校應(yīng)該建立專門的資源建設(shè)中心，配備專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)該資源進(jìn)行定期的維護(hù)與更新，確保該資源與每一階段的教學(xué)相適應(yīng)，同時(shí)也要對(duì)該教育資源的使用情況進(jìn)行管理，促進(jìn)該教育資源的合理使用，避免造成資源的浪費(fèi)。五、張景中數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源在教學(xué)中的有效應(yīng)用（一）更好地凸顯數(shù)學(xué)本質(zhì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的本質(zhì)是處理數(shù)學(xué)知識(shí)中變和不變之間的關(guān)系。不同于其他教學(xué)軟件，超級(jí)畫板最大的特點(diǎn)在于其動(dòng)態(tài)化的展現(xiàn)方式上，它可以使原本靜態(tài)化的數(shù)學(xué)知識(shí)動(dòng)起來(lái)，又可以把原來(lái)動(dòng)態(tài)化的數(shù)學(xué)問(wèn)題維持靜止的狀態(tài)。因此，超級(jí)畫板可以有效處理數(shù)學(xué)知識(shí)中變和不變之間的關(guān)系，從而使數(shù)學(xué)的本質(zhì)愈加凸顯。例如，在五

13、角星的黃金比例的教學(xué)中，教師可以利用超級(jí)畫板任意制作五角星，然后使用超級(jí)畫板自帶的計(jì)算功能對(duì)五角星的每條線段的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，接著算出相關(guān)線段之間的比例，再利用動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能對(duì)五角星的形態(tài)、規(guī)格進(jìn)行扭曲，并針對(duì)扭曲后的五角星進(jìn)行各線段的長(zhǎng)度以及比例的計(jì)算。隨后，教師可以讓學(xué)生以兩組數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的總結(jié)分析，找到其中的規(guī)律。最后，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)，不管五角星的線段怎樣變化，其比例始終是相同的。由此，教師借助變化的數(shù)學(xué)問(wèn)題為學(xué)生展示了不變的數(shù)學(xué)本質(zhì)。（二）增強(qiáng)數(shù)學(xué)推理的嚴(yán)謹(jǐn)性數(shù)學(xué)邏輯推理在教學(xué)中是非常關(guān)鍵的，但是由于多種原因的限制，在過(guò)去的數(shù)學(xué)課堂中，許多數(shù)學(xué)邏輯推理都缺少嚴(yán)謹(jǐn)性，往往是由教師通過(guò)引證

14、案例進(jìn)行講授，隨后讓學(xué)生增加其他案例，再對(duì)相應(yīng)現(xiàn)象給出最后的歸納解析5。例如，在講授“三角形內(nèi)角和等于180度”這一概念時(shí)，許多教師為學(xué)生羅列的案例都非常受限，繼而導(dǎo)致融合推理過(guò)程總是不夠科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)生的認(rèn)知、理解也不是很深入、正確。而利用超級(jí)畫板就可以很好地解決這一問(wèn)題，教師在畫板上任意畫一個(gè)三角形，讓學(xué)生對(duì)其內(nèi)角進(jìn)行精確測(cè)量，在學(xué)生獲得內(nèi)角和為180的結(jié)論后，再拖曳三角形的三個(gè)端點(diǎn)，使三角形的形態(tài)持續(xù)變化。教師要讓學(xué)生意識(shí)到三角形在變化的同時(shí)，其內(nèi)角也在發(fā)生變化，但三角形的內(nèi)角和始終是180。這不但有益于增強(qiáng)數(shù)學(xué)邏輯推理的嚴(yán)謹(jǐn)性，學(xué)生也會(huì)對(duì)整個(gè)推理的過(guò)程、結(jié)論形成更加深刻的認(rèn)知與記憶。因

15、此，針對(duì)超級(jí)畫板的科學(xué)性引證，教師需要從各個(gè)方面予以深入、細(xì)致的探索。（三）創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)動(dòng)態(tài)表象數(shù)學(xué)形態(tài)中獨(dú)有的表面現(xiàn)象，屬于抽象化思維方式的獨(dú)有的特征。在抽象思維中，其預(yù)先設(shè)定的思維載體為各種圖形模式或數(shù)學(xué)符號(hào)、公式等。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，特別是中小學(xué)學(xué)生，他們的思維方法與認(rèn)知仍然處于初期發(fā)展階段，缺少對(duì)抽象化特點(diǎn)予以完全辨識(shí)的能力。而利用超級(jí)畫板就可以把原來(lái)具有抽象特點(diǎn)的數(shù)學(xué)原理轉(zhuǎn)換成直觀的、形象的圖象，并將其呈現(xiàn)在學(xué)生的面前，使學(xué)生通過(guò)構(gòu)建明確的圖象特征，強(qiáng)化自身的領(lǐng)悟能力。例如，在二次函數(shù)的教學(xué)中，函數(shù)式結(jié)構(gòu)中的系數(shù)、相應(yīng)的具體位置、預(yù)置的張口方位都是探究性學(xué)習(xí)中的疑難問(wèn)題。二次函數(shù)特性下的圖形具有靜態(tài)式的特點(diǎn)，學(xué)生難以辨別變動(dòng)過(guò)程中的聯(lián)系，這樣的情況容易使學(xué)生對(duì)二次函數(shù)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏難情緒，更難以激起學(xué)生深入了解二次函數(shù)的欲望。而利用超級(jí)畫板就可以幫助學(xué)生明確圖形及其獨(dú)有的系數(shù)聯(lián)系，深化學(xué)生最初的記憶，從而幫助學(xué)生針對(duì)全層級(jí)的函數(shù)規(guī)則予以辨別，凸顯教學(xué)的實(shí)效性。六、結(jié)語(yǔ)張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)有利于不斷提升我國(guó)數(shù)學(xué)教育的質(zhì)量和效率，為了合理、有效地開發(fā)此項(xiàng)教育資源，廣大教育工作者需要不斷深入地研究并找到更多行之有效的