信息技术环境下整合数学教学的几点体会

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信息技术环境下整合数学教学的几点体会



江西省安福县城关中学　曹经富



摘　要：现代信息技术是在现代教育理论的指导下，运用现代科技所创造的多媒体与网络技术环境和条件，对学习过程中学习资源进行设计、开发、运用、管理和评价的理论与实践活动。在教学中，运用现代信息技术，以培养学生信息素养和创新精神为重点，建立新的教学方式，促进学生学习方式的变革，是时代赋予我们的使命。我们在教学中要不断探索、实践给学生创造最有利的信息环境，培养和提高学生获取加工信息的能力，建构学生知识创新和信息时代学习能力的基础，进一步提高我校教育教学质量、提高学生整体素质，促进学生发展，使他们成为适应知识经济时代需求的人才。信息技术的发展对数学研究、数学课程的设置、教学设计以及数学评价、教学方法的影响极大。教学理念、教学环境的变化，促进了中学数学课堂教学结构的改革，也促进了课堂教学的开放。为学习者的自主性、探索性、研究性提供有力的支持。从而给教学注入生机和活力，为培养学生的创新精神和实践能力，开辟了广阔前景。

关键词：信息技术；信息素养；整合；教学模式；评价

现代教育技术是运用现代教育理论和现代教育技术，通过对教与学的过程及教与学资源的设计、开发、利用、管理和评价，以实现教学优化的理论与实践。信息技术的飞速发展，推动了教育从目的、内容、形式、方法到组织的全面变革。站在教育第一线的教师，完全有必要对教学过程重新认识。《基础教育课程改革纲要(试行)》指出：“大力推进多媒体信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。” 教师运用现代多媒体信息技术对教学活动进行创造性设计，发挥计算机辅助教学的特有功能，把信息技术和数学教学的学科特点结合起来，可以使教学的表现形式更加形象化、多样化、视觉化，有利于充分揭示数学概念的形成与发展，数学思维的过程和实质，展示数学思维的形成过程，使数学课堂教学收到事半功倍的效果。课堂教学可以看作是教师和学生之间的信息传递过程，是师生、学生之间的互动。信息技术与数学教学的整合，不仅是一种教学技术的整合，而且更是一种新的教育观念、教学理念的整合。信息技术提供了丰富的教学资源，弥补了传统教学中的不足，而且对文本、声音、图像、动画等综合处理及其强大交互式的特点，创造出一个图文并茂、有声有色、生动逼真、化抽象为直观的教学环境，为教师顺利提供形象的表达工具，改进了教学手段，有效减轻了学生的课业负担，提高学习效率，激发学习兴趣，实现了教懂、教准、教活、教精，使学生达到乐学、善学、勤学、活学。

一、加强学生的信息素养和信息利用素质的培养，是实现信息技术与数学教学整合的前提

创新能力和信息能力(包括信息获取、信息分析与信息加工能力)是信息社会所需新型人材必需具备的两种重要的能力素质。这两种能力素质的培养需要特定的、有较高要求的教学环境的支持，多媒体的超文本特性与网络特性的结合，正好可以为这两种能力素质的培养营造最理想的环境，这集中体现在它们能充分发挥学生的主动性与创造性，给创新教育提供了一个新支点，营造了创新硬环境。信息技术融入教学过程，使教学方式、学生的学习视野、学习内容极大的丰富，学生对信息的获取、分析、加工和利用，成为学生学习过程的主要内容。

第一，培养学生获取、加工和利用信息的知识和能力。应使学生具有一种内涵丰富的阅读能力，除了语言能力，包括对图像和动态过程的感觉、分析与处理能力、解释与评价残缺的信息和社会文化情境的能力。满足兴趣、情感方面的需要，激发求知欲。其中以思维训练为主线、以丰富的信息资源为基础，通过学生自主探索、合作、研讨主动获得知识和技能，提高学生灵活运用知识的数学素养与信息素养。

第二，培养学生对信息的批判和反思能力，并能对“人工智能”与“技术的信息加工”的关系进行探讨，对技术发展给自身和社会的影响进行讨论，能够评价出媒体环境下的真实与虚拟的价值。

第三，培养学生区分真实与虚拟世界，并进行相应评价，能区分有意义的与无关紧要的信息，区分真实和不可靠的信息。

第四，培养学生终身学习的态度和能力。在信息化的学习环境和资源下，培养学生自主学习、自主发现探索学习的能力，使学生具有主动吸取知识的要求和愿望，并能付诸日常生活实践，能够独立自主学习，自我组织制定和实施学习计划，并能对结果进行自我评价与批判。

例如教学《数据的收集与整理》，以“十一国庆旅游黄金周"为活动背景。让学生分组研究"十一国庆旅游黄金周"旅游行程。学生学习活动包括以下几个环节。首先，让学生分小组登录互联网，查阅各旅游区和各大旅行社信息，了解相关的费用、时间及行程等。其次，将搜集到的资料汇集到一起，制成统计表。然后，通过小组讨论交流，根据自己的家庭经济承受能力、旅游行程及时间，选择最佳的旅游路线，决定乘坐何种交通工具去少有动，并且说明理由。最后，由小组组长汇报，师生评议，评选出最佳统计表和最佳旅游线路，并在网上发布。整合实例都力求把教学与学生的真实生活联系起来，同时让学生在"做"中学习学科知识，学习信息技术，学习做事，掌握解决实际问题的方法和途径。

二、多媒体教学情境的创设、动态模拟的演示，由引导学生“接受式”学习向引导学生“发现式”学习模式的转变

数学教学过程，事实上就是学生在教师的引导下，对数学问题的解决方法进行研究，探索的过程，继而对其进行延拓，创新的过程。于是，教师如何设计数学问题，选择数学问题就成为数学教学活动的关键。而问题又产生于情境，因此，教师在教学活动中创设情景就是组织课堂教学的核心。现代多媒体信息技术如网络信息，多媒体教学软件等的应用为我们提供了强大的情景资源。例如：我在《平面向量的基本概念》及《平面向量的坐标表示》的教学中，利用FLASH制作动态的平面向量课件，学生通过探索，发现了平面向量的基本概念，深刻的理解了平面向量的坐标表示的意义和作用。在讲解与《空间四边形》有关的问题时，如果只利用模型让学生观察，在黑板上作出空间四边形的平面直观图，大部分学生在课后解决相关的问题的时候，总自然而然的认为空间四边形两条对角线是相交的。我在教学中利用三维立体几何画板导入基本图形，现场制作旋转运动的空间四边形图形，现场添加线条，在旋转运动过程中让学生感受空间立体图形的形象，培养学生的空间观察和思维能力，从而使他们在观察过程中留下空间四边形两条对角线不相交的深刻印象，在解决其它有关问题时不致出错，同时学生在这个过程中发现了异面直线的概念，为后面的《异面直线》的教学奠定了基础。由此可见，多媒体信息技术创设情景产生的作用是传统教学手段无法比拟的。

第一、信息技术与数学教学整合，有利于创设新颖、合适的教学环境、资源，实现教学过程要素关系的转变。将从以老师讲授为主转变为学生学习的指导者和教学活动的组织者，把学生被动接受的地位转变为学生主动参与动手、动脑、自主研究、探索、小组学习讨论、交流为主。从而将课堂教学转变为数学实验室。利用教学软件和多媒体素材，编写演示自己的文稿或课件，形象演示教学内容或用图表、动画、影片展示动态的“变化过程”和理论模型，彻底改变传统教学中的凭空想象，似有非有，难以理解之苦，利用《几何画板》、《Flash》构造巧妙的动态方式，表现数学对象之间的关系，化抽象为直观，变静态为动态，让学生动手操作，观察数据，得出结论，有效地激发学生学习兴趣，使抽象枯燥的数学概念变得直观、形象，使学生由原来的害怕、厌恶数学，转为乐学，让学生在动手实验中去主动发现、探索。不仅使学生的逻辑思维能力，空间想象能力和数学能力得到较好的训练，还有效地培养学生的发散思维、创新能力。

例如，初二几何《轴对称》讲解，借助《Flash》可以将抽象的数学概念、性质形象化。可先利用《Flash》制作一个会飞的蝴蝶，既能吸引学生注意力，又能让学生根据蝴蝶的两只翅膀在运动中不断重合、展开的现象，很快就理解了轴对称的定义，并以此为启发让学生列举生活中的实例，这时再演示一个三角形沿一条直线对折的动画过程，再让两个对称的三角形动起来，并改变形状，使之出现不同情况的对称图形，时而隐藏或显示一些线段或延长线，这样学生在兴趣盎然中认真观察、思考，并逐步找出对称点和对称轴之间，对称线段与对称轴之间的关系，在此基础上，学生很快自觉的发现轴对称的三个性质定理和判定定理，从而在愉快中实现了对知识的理解与主动获取。

第二、信息技术的虚拟情境给数学实验、操作提供了可能。数学的创新教育，离不开学生实验，动手操作猜想，验证。在数学实验中，让学生动手、观察、讨论、分析、对比、归纳、建立关系，分析处理数据，发现规律，得出结论。例如，《几何画板》制作的有关圆中的性质、圆周角定理、切割线等课件，为学生提供自我动手、上台演示操作、探索问题的机会，当面对问题时，学生可通过思考、合作，提出自己的假设和推理，再用几何画板进行验证，还可发现总结一些数学规律和现象。例如：用几何画板制作的《平面镶嵌》课件进行教学，让学生亲手演示一种正多边形，当增加边数时，哪些正多边形可镶嵌，并验证能镶嵌的k个正n边形是否满足(n—2)(k—2)=4，进而演示操作两种不同的正n边形进行镶嵌所应满足的条件和能镶嵌的三种不同的正n边形应满足                的关系，使数学形象直观地在实验操作中获取知识。

第三,信息技术与数学教学整合，主张把学习的主动权交给学生，让学生在自主探究中实现知识建构。为学生的自主学习提供了一个良好的学习环境，教师可根据教学目标对教材进行分析和处理，决定用什么形式，呈现什么教学内容，并以课件或网页的形式传送到学生的桌面。学生接受学习任务以后，在教师的指导下，利用网络提供的资源开展个别化和协作式相结合的自主学习。该策略主要培养学生分析信息、加工信息的能力，强调学生对大量信息进行快速提取的过程中，对信息进行重整、加工和再应用。最后，师生一起进行学习评价、反馈。我们要鼓励学生自主地操作、尝试、交流、讨论、质疑、解惑，把问的权利交给学生，把讲的机会让给学生，把做的过程放给学生，尽可能多地给予学生自主探究的时间和空间，彻底改变过去那种灌输注入式的教学模式。如教学“二次函数图像”时，教师可以通过设置句柄控制二次函数图像，让学生上机操作，自己输入a，b，c，观察a，b，c变化时图像的变化，探索a，b，c对图像的影响。学生通过观察、讨论，在教师的点拨指导下，逐渐形成自己的知识体系，达到知识的重新建构。

第四、创设问题情境，让学生主动完成对知识的意义建构，是信息技术与数学教学整合的优势。据有关专家研究表明，人们学习知识时必须依靠人的多种感官。如果教师的语言、情感、教学内容连同渲染的课堂气氛、问题情境成为一个广阔的心理场，作用于学生，可以使学生大量增加相关的听、看、说的机会和内容，大大增加课堂的信息量，实现课内外的沟通。从而促使学生主动积极投入到整个学习活动中，触发学生思维灵感，同时还营造出一种愉悦、和谐、民主、平等竞争的学习氛围，从而使学生达到主动提取所需要的信息，并按思考题进行思考和讨论，协商完成对当前所学知识意义建构。例如：初三几何《解Rt△的应用举例》中，便可创设适当的教学情境，有助于学生积极深入到问题情境，建构解决问题的活动，进一步利用已有的知识主动解决问题，并在真实问题情境中获得新知识且直接体验问题的解决的过程与结果，减少教学所带来的无用知识的量。同时也有助于学生进行高水平的自我监控的学习。同时信息技术很好地实现对数学对象的多种表示。信息技术可以使数学概念理论及数学问题，容易用数字、图形、符号、语言等多种方式表达，学生可以在这些表示法之间自由转换。既可以用计算机的数据处理分析功能、作图功能、可视性与动态显示效果，又可通过图形的方法或数值的方法来探索数学。使学生对知识的意义建构提供保障。

第五、信息技术实现了个别化教学。首先，师生从心理上处于平等地位，教师不是学生学习的主导力量，有利于发挥学生学习的主动性，更有利于深层次的交流、探讨。其次，在练习中编拟的各种形式选择题填空题，是非题等由软件来判断学生解答的正确与否，根据练习情况，给予必要的表扬鼓励或重复练习。最后，由于课件的使用，计算机可以利用自己强大的处理数据能力，实现同一教学内容的不同教学设计间的切换与选择，也有利于师生进行课题式研究，培养学生的探索和创新精神，也培养了学生的学习个性。

三、信息技术与数学教学的整合，要求教师更新观念，转换角色

时代的发展，要求竞争者提高自身素质，也要求学校教育走在发展的最前端，学校教育的发展方向又要求教师更新教学手段，教学手段的更新主要受教育观念的支配，所以我们首先要转变教育观念，真正把信息技术运用到教学中来。把信息技术作为辅助教学的工具，充分发挥信息技术在学生自主学习、主动探索、合作交流等的优势，良好的实现教师角色的转变。信息技术在数学教学中的作用不可低估，它在辅助学生认知的功能要胜过以往的任何技术手段。但它仅仅是课堂教学的一个辅助工具。教学活动过程的核心，是师生之间的情感互动交流过程，这个过程信息技术教育是无法取代的。在师生互动的教与学过程中，信息技术已经成为产生数学问题、促进学生思维扩散的路标。不过，我们不能盲目的使用信息技术，用它来取代教师在教学活动中的地位。所以，客观合理的将多媒体信息技术用于课堂教学，积极探索多媒体信息技术与课堂教学整合方法，才是现代教师在教学活动中应转变的观念。教师素质的不完善将成为信息技术与数学教学整合的制约因素。它绝不是传统的作为教学工具出现，而是作为学习者的学习工具和认知工具。在信息技术与数学的整合过程中，必须时常关注学习者的信息素养和学习能力等水平，既立足于学习者原有的信息技术技能水平上，同时也应关注其信息技能的提高。从传统的教学观念转变为现代教育观念，是课堂设计与实施的关键。在课堂教学中，应以学生为主体，教师为主导，学生是课堂的主要活动者，而教师是参与者。信息技术与教学的整合是以媒体为中心，给学生开辟实践和创新的界面和环境。各种优秀的软件，给学生提供实践、探索的机会，如《Flash》、《几何画板》等就给学生提供探索新知识、巩固新知识的环境，也使数学的抽象性直观地反映出来，使学生的思维和能力得到发展。教师观念的更新，更重要的是通过媒体让学生在教师的参与指导下广泛联想、猜测、实践、论证获取知识，巩固和应用知识。同时，多媒体学习环境的设计需要教师有多个领域的知识和能力，包括对最新教育理论的把握，对新学习文化的认识，现代教学设计理论与实践的体会与了解等。这就要求教师具有较强的基本能力，及时调控课堂，引导学生完成教学目标，及时收集课堂信息的反馈，适时应变学习中所遇到的问题，使教学艺术化、实效化。

教师的角色不仅仅是知识的传递者，更是教学环境资源的选择者、开发者，过程的设计者，学习群体的组织者、帮助者、支撑者、学习者个人的咨询者、激励者，学习群体智力交流活动的指导者和协调者，师生关系转换一种新型学习伙伴关系。要求教师选择并拓展适当的问题，镶嵌在教学情境中并为学习者提供适当的、有目标的学习支撑，同时对于学生学习结果的检验必须遵循与学习目标相适应的评价方案。

总之，我们要充分发挥现代教育媒体的优势和特点，探究教学过程中知识结构的科学性，认知结构的合理性和教学手段助长性相结合的最佳途径，把抽象的问题具体化，枯燥的问题趣味化，静止的问题动态化，复杂的问题简单化，真正优化数学课堂教学，加大课堂教学密度，提高课堂教学效益。把信息技术的信息资源、教学方法、内容、过程结合起来，有机统一在一个时空平台上，构建新型的教学模式。突出以人为本，以学生发展为根本，实现信息技术与数学教学的整合。由于视听结合，手眼并用的特点及其动画模拟、反馈、个别辅导等，使其具有巨大的内在潜力，形成良性循环，能帮助学生获得更多的知识和能力，有助于发挥学生的主动性、创造性，把它作为促进自主学习的认知工具、情感激励工具、教学环境的创设工具，使各种资源、要素、环节经过组合重构，相互融合，在集体优化的基础上，产生聚集效应。