信息技术与中学数学课程整合的研究

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【关键词】信息技术数学课程整合
　　本文拟就信息技术与数学课程整合，结合中学数学教学的实际，发表自己的观点，与同行商榷。在进行实际探讨之前，我们首先了解如何进行信息技术与数学教学的整合。
信息技术与数学课程的整合最直接的就是教学方式的变革与学习方式的变革。在信息技术条件下，引起数学教育工作者更多的就是对教学观的反思与课堂结构变化的关注。信息技术环境下所发生的最根本的变化之一是教师作用与角色、学生学习环境的变化，教师不再是知识的提供者、权威和智慧的源泉，而成为学生进行探索和发现的伙伴、援助者和指导者、促进者、引导者。学生不仅仅是从听与做作业中获取知识，而是在自主探索、合作交流的情境中进行学习；学生不再是知识的被动接受者，而是知识的主动探索者，问题讨论的启动者和调整者，问题解决的参与者、经历者，使学生获得更多的学习机会与权利。
信息技术对数学的学习者与教学者都将产生深远而又持久的影响，这将是革命性的一场变革。学习方式（地点、时间、环境、资源）发生了变化，教学内容与学生的发展的关联性将无比接近，教学模式将更加体现数学课程改革的新理念，使人人都能得到发展。由于有信息技术作为学习的平台，就可以满足多样性、个性化、区别化的需求。学生可以利用的资源更加丰富，会更加积极地参与学习过程，探索与不断思索才能实现。对教师而言，原先在教学中起主导作用的教材、教参、黑板、粉笔等载体和手段现在可以被以计算机为主要载体所营造的教学环境所代替，如多媒体学习系统、资料库等，这样教师不仅有灵活选择一些素材的余地，而且可以大胆创设一些教学环境，设计更加开放互动的学习活动，参与式、活动式、主体性教学得到实现，师生关系得以改变，成为真正的合作者。
信息技术提供了理解、探索数学的平台，把数学变得容易理解，使得数学走向生活，走向现实，更加情境化，使得数学教学更加生动活泼，真正从书本中、课堂上、考试中走出来，回到数学教学的本体上来。利用技术之间的交互作用，创设逼真的数学学习情境，用录像、影碟以及计算机软件的方式呈现数学问题，以视觉形式出现比以文本的形式出现使得数学材料更具有活动性、可视性和空间立体感，而且易于与其他学科相结合，使得数学知识与其他知识融通起来，进而使学生深刻体会数学的作用与价值，感悟数学的真谛，真正经历数学化的过程，共事学习收获，从中真切地感受数学的优美、力量、统一性。下面我们从各个方面进行探讨。
一、信息技术与数学课程整合的基本原则
1、数学课程与信息技术的整合应体现数学学习的发现、探索教学过程的原则。它强调利用信息技术对数学知识的发生发展过程给学生以展示，强调对数学知识的探索；强调对数学知识应用；强调对数学知识的迁移。这种整合，是以数学教学的具体任务为完成目的，有意识地与信息技术相结合的教学。其目的是使学生的数学学习始终处于发现问题、用数学的方式提出问题、探寻解决方法、解决问题的自主的、动态的过程中。在解决问题的同时，让学生做到个性学习与协作和谐统一，以达到数学学习的目标。
2、数学课程与信息技术的整合应体现“教师为主导，学生为主体”的教学理念原则。任何教学改革，教师都是最初的创造者和最终的执行者，数学课程与信息技术的整合中，应根据中学数学教学本身的特点，利用信息技术的优势，从数学课堂教学和数学实践教学中寻找切入点，创设具有丰富性、挑战性和开放性的教学环境。教师所做的一切努力，都应是为学生的发展提供更为宽广、有弹性且具有创意的学习空间，使以学生为中心、基于资源及交流讨论的全新教学方法得以实现。
3、数学课程与信息技术的整合应体现知识学习和创新精神相结合的原则。计算机多媒体技术支持学生通过不同的途径与方法研究相同的数学知识，对已有的知识从多角度去思考与再认识，从而产生新的认识。这便是数学创新思维的产生源头。
4、数学课程与信息技术的整合体现信息技术作为数学学习的基本工具的原则。信息技术的教育已经不再局限于扮演以往的角色：教育素材的提供者，或是模拟教育者，或是练习机器这样一个相对被动的角色。在数学课程与信息技术的整合中，应让学生把信息技术作为获取数学知识所需信息、探索问题和解决问题的认知工具。对于学生来说，信息技术则是一种终身受用的学习知识和提高技能的认知工具。
5、数学课程与信息技术的整合应体现现实学习服务于终身学习的原则。数学课程的最终目的是让学生学会学习的方法和手段。因而数学的学习不应也不可能局限于数学知识本身。
二、通过信息技术与数学课程整合，确定新的教学观念
随着信息技术的发展，学生数学知识的获取已不会也不可能单一的是学校课堂这一渠道。而信息技术提供给数学的，从广义是来说，都是数学课程资源。正是基于这一现实，在信息技术与数学课程整合中，教师必须树立新的教学观念。我们认为，这种全新的教学观念至少应包含：教师的教学方式应服务于学生的学习方式；让所教的知识与学生的生活世界密切联系；帮助学生发现知识的个人意义；激励学生完成富有挑战性的学习任务；引导学生创设融洽和谐的学习氛围。在这些观念中，教师与学生的关系是主导与主体的关系，教师的教学是以学生的发展作为根本目的和出发点的。在这些观念下的数学教学，更多的是师生互动的教学。
三、通过信息技术与数学课程的整合，实现学习方式的根本转变
1、从“听数学”转变为“做数学”。可以利用《几何画板》让学生做“数学实验”，利用新型的教学模式取代主要靠老师讲授、板书的灌输式教学模式。由于教学过程主要是让学生自己做实验，所以教师在备课时考虑的应该是如何组织学生进行协作学习和交流。在以往的数学教学中，教师往往只强调“定理证明”这一教学环节（逻辑思维过程），而不太考虑学生直接的感性经验和直觉思维致使学生难以理解几何的概念与几何的逻辑。《几何画板》可以帮助学生在动态中去观察、探索和发现对象之间的数量变化关系与结构关系，因而能充当数学实验中的有效工具，使学生通过计算机从“听数学”转变为“做数学”。如为了让学生较深刻地理解两个直角三角形全等的条件，可以让学生利用《几何画板》做一次这样的数学实验：在该实验中，学生可以通过任意改变线段的长短和通过鼠标拖动端点来观察两个三角形的形态变化，学生从中可以直观而自然地概括出直角三角形全等的判定定理，并不需要由老师像传统教学中那样滔滔不绝地讲解，而学生对该定理的理解与掌握反而比传统教学要深刻得多。
2、倡导学生进行自主性学习和研究行学习。计算机对中学数学的研究性学习，有着十分重要的促进作用。首先，为我们提供了大量的可用数学知识研究解决的数学课题，使研究性学习在时间和空间上得以突破；其次，探索型教学平台整合进数学课堂后，使数学问题的研究朝着开放与服务方面前进。学生对生产生活实际的观察，在一定的背景下自己提出问题，设立自己的研究步骤，优化自己的研究方法，并利用计算机平台进行探索，这样的数学教学才使真正意义上的数学教学和数学教学应追求的目标。如学生对城市交通的调查研究，在采集大量与之有关的数据的情况下，学生可以充分利用计算机平台所提供的统计分析软件，来帮助自己得出研究结论并提出合理化的建议。在这样的学习环境中，驾驭计算机辅助教学平台的学习主体是学生。平台的使用从教师手中转移到了学生，这种学习是开发性和开放性的，学习者从旁观者变成了参与者、开发者。又如，在研究电视发射台对城市的辐射的范围研究性课题中，学生必须收集资料，建立数学模型，应用所学的数学知识解决问题等方面，通过自主地和与人合作的方式，利用计算机为我们提供的分析工具，去完成研究。从这一研究中，学生可更多地思考为什么要发射人造卫星，能覆盖全球各地区，共需多少颗卫星等更深一层次的问题。这对学生开拓知识面，实现学科的综合与交叉无疑会起到重要的作用。这种研究性学习，是充分建立在学生自主的基础上的，是学生探索与合作精神的结果，这为学生的终身学习，在方式与方法上进行了积累。
四、通过信息技术与数学课程整合，培养了学生的“信息素养”
信息素养，是素质教育的核心要素，其中，信息处理能力是重要的一种能力。基于网络的中学数学课程教学，所选择的直接学习素材，既可以是数学问题，而且这些学习素材都附带一定的情景或背景，学生通过网络收集提取有关素材，对相关素材进行分析、研究和比对，通过实验、观察、类比、联想、交流和讨论，最后归纳、综合，实现意义建构。教师的角色和行为方式发生了重大变化，教师不再是主要的信息源，他是教学活动中的导航者，设计者和帮助者。学生成为教学活动的主体，是知识的探索者。自主学习成为学生学习的主要方法。学生在学习过程中学会学习、学会组织、学会协作、学会思考和交流。
如在进行“税收问题”的教学中可以让学生在网上搜索“税收咨询”的网站。同学们可以根据自己的兴趣、爱好，在网站上用“协作”与“对话”的方式进行探索，学习各种税费的计算方法，了解各种税收政策。
又如，在进行数学竞赛辅导中，也可以指导学生查询相关的“数学竞赛”网站，让同学们在这些网站上查找有关数学竞赛的资料，对这些资料进行分析、处理、应用，并参与网上讨论，扩展学生的视野。
总之，数学课程与信息技术的整合，改变了我们传统的数学教育思想与教学模式。信息技术作为认知工具的数学课程整合，无疑将是信息时代中占主导地位的数学课程学习方式，必将成为21世纪学校数学教育教学的主要方法。因此，在当前我国积极推进教育现代化、信息化的大背景下，倡导和探索信息技术和数学课程的整合，将复杂抽象的数学概念变得形象生动，提高了同学们学习数学的兴趣；对于发展学生的“信息素养”，培养学生的创新精神和实践能力，有着十分重要的现实意义。

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