信息技术与数学教学整合的思考

lspjy · 发表于 2008-5-26 08:03:00

信息技术与数学教学整合的思考

　　[内容提要]：随着社会科学技术的进步、学校教育技术的不断更新和家庭电脑的普及，整个社会进入了信息时代的一个崭新阶段，教育走信息化之路已成必然。在学校开设计算机课程的同时，很多学校开始开设信息技术基础课程，并逐步探索信息技术与各学科教学的整合。数学作为一门基础学科，在与计算机结合的同时，其研究领域、研究方式和应用范畴等方面得到了空前的拓展。数学教学也因与信息技术逐步实现整合而得到优化。

　　本文就是在这一背景下，经过实践探索和相关理论研究。试图从树立新的教育理念、遵循新的教学原则、构建新的教学模式、创设新的教学环境、提倡新的教学策略等方面，阐明对信息技术与数学教学整合的实践认识和理性思考。

　　[关键词]：信息技术、数学教学、整合。

　　21世纪中叶以来，数学自身发生了巨大变化，特别是与计算机的结合，使得数学在研究领域、研究方式和应用范畴等方面得到空前的拓展。随着计算机网络通讯等技术在教育教学中的作用日益增强，广大教育工作者已逐步认识到：数学有其自身的规律和特点，但出发点是人的发展，如果将信息技术变成学生手中的认知工具，不仅会实现教学改革上的进步，而且可以真正增强学生终身学习和可持续性发展的能力，真正适应未来社会的需要。笔者从事小学数学教学十余年，有过多年的电化教学的经验和CAI教学的实践，目前，正从事数学教学和信息技术基础课程的教学，因此，有着一定的开展“整合”研究的条件。在经历了大量的“整合”实践和一定的相关理论研究的同时，对信息技术与数学教学的整合有了一点看法，与同仁共同探讨。

　　一、树立新的教学理念

　　教育技术经历了传统技术（口语、文字、黑板、粉笔、图片、模型和实物）；媒体技术（摄影、幻灯、投影、电影、电视、录音及语言实验室等。）；现代进入了以计算机技术以及网络通讯技术为基础的信息技术阶段。信息技术在教育中的应用，使其自然成为一种现代的教育技术，这种技术本身不仅代表物化形态的信息技术，如计算机、网络、通讯等技术，也包括智能形态的教育思想观念的转变，如教师的思想观念、教育艺术等。由此，可以看出，信息技术应用到数学教学中，不仅改变了物化形态的教育技术，而且改变了智能形态的教育技术，使数学教学融入了现代的教育思想观念与教育艺术。使数学教学真正实现改革。

　　“整合”，不是简单地将信息技术作为一种教学手段与传统的数学教学手段叠加，旨在通过信息技术的介入，达到数学教学各要素的丰富和谐，使信息技术融入教学过程之中，通过改变教与学的方式，改变信息资源与传播渠道等实现数学教学的突破与发展。

　　2000年修订的《国家数学课程标准》制定过程中，有这样一个重要理念：“现代信息技术的发展将对数学教育的价值、目标、内容以及学习和教学的方式产生重大影响。数学课程要重视运用现代技术手段，特别是要充分考虑计算机（计算器）对数学学习的影响，把现代技术作为学生学习数学和解决问题的强有力的工具，使学生从大量繁杂、重复的运算中解放出来，将更多的精力投入到现实的、探索性的数学活动中去。”这不仅是数学课程改革的一个理念，也为今天的数学教学改革指明了一个方向。

　　现代教育思想指导下的数学课堂教学，应是以学生发展为本，以思维训练为核心，以丰富的信息资源为基础，以现代信息技术为支撑，通过学生自主探究，合作研讨，主动创新，获得知识技能上的提高，满足兴趣、情感等方面的需要，提高数学素质和信息素养。信息技术在数学教学中的合理运用，由于其自身具有传输的网络化，信息呈现的多样化，信息存储的光盘化等特点，使得数学课堂教学的改革获得了生机，使得我们许多美好的愿望得以实现。而信息技术与数学教学的整合，使得我们对信息技术的运用更加科学合理，使得我们有机会觅得更好的数学教学改革的最佳方案。

　　二、遵循新的教学设计原则

　　“整合”实践表明，信息技术给数学教学带来的绝不仅仅是手段的先进、效率的提高，它改变了教与学的方式，实现了学生的主体地位的确定与主体作用的真正发挥；它拓展的不仅仅是学习的空间，更打开了学习思维的闸门，它为学生提供的不仅仅是接触电脑网络的机会，更使学生在21世纪激烈竞争的今天，掌握了一种学习的工具，增强了学习的能力。

　　任何教学都离不开教师的教学设计，区别就在于你的教学设计是开放的还是程序化的，是如何摆正教学各要素之间的关系的。信息技术与数学教学整合教学设计要把握好以下几个原则：

　　1．目的性原则：信息技术的选择与运用，其目的是为了完成教学目标服务。不能为形式上的多样化而失去教学的方向。信息技术与数学教学整合最终目标是为了提高学生数学素养和信息素养。

　　2．主体性原则：这是信息技术与数学教学整合的基本原则，也是现代教育思想下师生关系的重要转变，在教学中真正做到学生根据自己的需要，自己选择认知工具，自己选择学习内容、学习方法、学习伙伴。这样，才能在学习中体验、感悟、发展，而这种活动是出于学生自身的需要，是积极的主动的，而不是被动的无耐的。

　　3．活动性原则：从数学教学改革的趋势来看，传统的课堂教学正向着数学活动课的形式转变。数学教学应该让学生做数学，这是新的课程标准中的重要理念。教学中学生更喜欢听故事、做游戏、做实验、搞课题研究以及上网查资料、上机操练等形式。教学只有从学生的学习特点、学习规律出发，采取多种形式、方法，展开丰富的教学活动，让学生在活动中学习，才能取得较好的教学效果。

　　4．开放性原则：这是现代数学课堂教学的一个显著特点。是“整合”应该很好遵循的一个原则。开放有教学思想的开放，教学过程的开放，也包括教学内容的开放。这种开放是相对于传统、封闭而言的开放，不是无限制的开放。这种开放可以表现为教师不一定是知识的唯一拥有者，不一定是权威，教师不是课堂的主宰，教师与学生可以是合作伙伴式的关系。教学内容来源不局限于教材，更不局限于教师，渠道可以更多，范围可以更广。题目本身将趋向于开放题，条件不确定、方法多样化、答案不唯一。这样可以充分调动学生的积极因素，实现学生自身知识的更新与能力的形成。

　　5．大信息量的原则：大信息量是“整合”的物质基础。学生只有在力所能及的情况下，处理大量的复杂的信息时，才能真正培养能力。只有大信息的情况下，才方便于使所有学生有所选择，才能实现不同的学生学不同的数学，有不同的提高，有不同的成功体验。

　　三、构建新的数学教学模式

　　信息技术应用到数学教学中，不同时期、在不同教育思想观念指导下，对信息技术有不同的定位，对信息技术与教学其它各要素之间的关系有不同的想法，由此也产生了不同的教学模式。常见的有多媒体组合课堂教学模式和多媒体计算机辅助教学模式（CAI）。

　　其中计算机辅助教学（CAI）的出现，给数学教学带来了勃勃生机，它以超媒体非线性方式组织教学信息，学生可以根据自身的特点和需要主动地、个性化的学习，从而克服了以教师为中心的传统教学弊病。另外，面对信息时代知识的迅猛更新，如何使人在有限的时间学到更多的知识，如何使教育对象自觉且合理地利用信息技术来学习，成为教育面临的一个重要问题，而计算机、网络通讯等技术的发展，使之具有快速准确的信息处理能力、灵活方便的信息控制性能和非常大的信息存储功能。采用它来辅助教学不仅能实现资源的共享，而且可以促进教学向自动化个性化的方向发展，从而有助于人们在有限的时间，按自己的能力去学习不同的知识。

　　计算机辅助教学是将计算机作为教学媒体，教师和学生通过计算机的交互作用进行教学的一种教学形式。构成了人—机—人的教学系统。其中，根据教师、学生和计算机在教学过程中的角色和任务的不同，形成了不同的教学模式。常见的有课堂示教模式、计算机网络教学模式、个别化学习模式、虚拟现实教学模式等几种模式。

　　信息技术与数学教学的整合教学模式，在某种意义上来说并不是完全脱离以上CAI教学的几种模式而独立存在。而是对CAI教学中，尤其是以网络教学模式为基础的教学模式的进一步深化、发展。“整合”应该有以下几个特点：
　　（1）确立了以学生发展为本的思想，以培养学生的数学素养和信息素养为目标；
　　（2）学生真正成为学习的主人；
　　（3）信息技术成为学生认知工具；
　　（4）学习的方式多采用研究性、协作性、探索性学习；
　　（5）数学和信息技术既是学习的对象与工具，又是学习的工具与对象；
　　（6）教学中经常采用嵌入式教学，即在数学教学过程中插入信息技术教育的内容
　　（7）教学全过程不仅局限于课堂40分钟内。要做到课前收集信息、筛选信息；课上交流信息、处理信息；课后整理、存储信息。

　　四、创设新的教学环境

　　1．技术环境：开展信息技术与数学教学整合的实践，前提是要有一个现代化的硬软件设备作支撑。相对充足且配备先进的硬件设备是开展“整合”教学的保障，而科学合理的硬件装备所建立起来的教室则为教学提供了良好的课堂环境；一般来说，一所学校要有一个多媒体的网络教室（联上Internet）。充足的软件资源为“整合”提供强大的信息基础，保证教学中信息的方便获取，当然更多的资源可以来自网上。作为学校也是可以通过购买系列教学软件来丰富教学资源。

　　2．心理环境：教师和学生面对信息化环境要有一个心理适应过程。教师是“整合”能否顺利进行且取得良好效果的关键。其中信息技术操作能力是基本保障。事实表明，在同样面对信息化浪潮时，孩子们显得如鱼得水，应付自如，而大人们则显得笨手笨脚，在计算机操作等方面，大人们的确应该向孩子们学习了，这已经成为当今社会的一种文化现象，有人将它称之为文化“反哺”现象。教师同样也要接受这一事实，不断提高自己的信息技术操作能力；另外，“整合”的效果如何与教师的教育思想方法更是分不开的，如果教师的信息技术操作能力提高了，而教学思想仍然是因循守旧、墨守成规，那么，信息技术只能成为传统教学的附属物，不能很好的发挥信息技术的作用。如果，教师在提高信息技术操作能力的同时，又具备了现代的教育思想，那么，他就能正确摆正教师、学生、信息技术等教学要素的关系，选择科学合理的教学方法，有效地组织教学。最后，要有较高的数学教学专业知识，一个数学教师，只有正确摆正数学学科在学生成长过程中的作用，明确数学学科与其它学科的关系以及数学教学的目的和任务，掌握基本的数学教学原则和方法，了解数学教学改革的动态，才能做到居高临下、有的放矢，准确把握每一节课的教学。

　　“整合”的明显标志之一便是信息技术成为学生认知工具。“整合”的效果最终要取决于学生。学生的知识基础、学习动机、学习方式、基本的计算机应用水平都将影响最终的学习效果。相比之下，低年级的学生，由于知识积累少，计算机应用能力较低，在低年级进行“整合“教学会比较困难。同时，学生对“整合”课的兴趣虽然很高，但有的是对计算机本身感兴趣，有的是对“整合”课感兴趣。无论是哪种动机，学生在学习过程中，都有这样一种现象：对计算机的好奇心强于对数学知识本身。通过信息技术这一工具来学习数学往往变成了纯技术层面上的操作，学生的兴趣点更多的在操作本身。同教师一样，学生要想自如地拿起信息技术这一学习的工具去学习，首先要提高自己的信息技术操作水平，可以通过计算机课、信息技术基础课，或由家长辅导提高操作水平，当然，在运用信息技术学习数学过程中，有意识地提高水平也是一个非常好的办法，这也恰恰是“整合”的一个基本理念之一。

　　另外，针对网上及现有教学资源中小学数学资源不足的问题，教师和学生要学会创造性的工作，去丰富信息资源。当然，教师要把握基本方向层次，既考虑学生的需要又照顾到学生的可接受性，既开阔学生视野、开拓学生思路、激发学习兴趣、培养信息意识又不偏离数学学习的重心、加重学生负担。

　　五、提倡新的教学策略

　　1．现代信息技术的使用不排斥传统的教学手段。

　　信息技术作为一种现代教育技术时，对传统教学手段来说是一场革命，由于其自身具有的巨大功能，使得它与传统教学手段相比具有很多优势。但传统教学手段，无论是物质形态的手段，还是智能形态的手段，之所以可以延续至今，是因为有它巨大的教育功能。信息技术不可能简单地、完全地取代传统教学手段。因此，教学中，只有注意使用信息技术的同时，又合理吸收传统教学手段中合理的东西，才能做到优势互补，协同发挥其教学功能。

　　2．信息技术作为学生的认知工具，同时也是认知的对象。

　　学习就是这样，不可能完全掌握一种工具的所有功能才去实践，往往需要了解其基本特性和使用方法后，在实践中应用、学习、完善。学生的信息技术操作技术也是这样，根据小学生的年龄特点和知识基础，计算机课以及信息技术基础课教学只是为学生应用打下一个基础，在应用信息技术进行学习的过程中，往往会遇到新的技术上的问题，需要在数学教学过程中，帮助学生扫清障。有人将这种方式称为嵌入式教学。这样，会更实际，也更能体现信息技术与数学教学的融合。

　　3．以思维训练为核心，处理好过程与结论的关系。

　　数学教学，其核心是培养学生的思维，而思维能力的培养，需要有一个实践——认识——再实践——再认识的过程。信息技术介入到数学教学中，提供的不仅是超大的信息量、多媒体的信息传递方式，从学生的认知过程来分析，由于学生对计算机的依赖，往往使数学知识变得更直接，由形象到抽象的过程被计算机替代。不禁使我们担心学生的思维停留在形象直观上，产生思维惰性。这恰恰与素质教育对数学教学的要求相悖。因此，“整合”一定要把握好信息技术使用的度，注意时机和时间，注意为学生提供观察比较、分析综合、归纳概括的机会，让学生做数学，在做数学过程中，体验感受数学，深入理解数学知识的生成过程。

　　4．注意引用开放题。

　　学生学习的数学内容应该是现实的、有趣的、富有挑占性的。而有意义的学习应是建立在学生主观愿望和知识基础上的，有效的数学学习活动不能单纯地依赖模仿与记忆，动手实践、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。相对于传统的条件充足、答案确定的封闭题而言，开放题由于自身的特点，使其更易实现上述的教育理念。同时，由于学生可以上网查找相关资料，使得开放题的来源更加广泛。

　　5．信息技术与数学教学的整合不是未来数学教学的唯一模式。

　　无论哪一个时代，无论哪一门学科，没在固定不变的哪一种模式可以供我们去套用。“整合”也是如此，它是现阶段信息技术应用数学教学中比较好的一种模式，我们在数学教学中，只有领会其基本的思想和原则方法，不必过多地去考虑哪一节课是不是“整合课”，其它的教学模式也是对整合的一种补充，不要以为，“整合”提出了，其它的就全落后了，它们之间不存在完全替代的问题。数学教学同其它教学一样，采取哪一种教学模式方法，要视教育对象、教学内容以及现有的教学条件而定。