信息技术与中学数学的有机结合初探

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信息技术与中学数学的有机结合初探

【摘要】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有机结合。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有机结合而得到优化。本人认为在信息技术与数学教学的整合中，信息技术所提供的不仅仅是演示功能，而且是要利用信息技术来做“数学实验”.要把信息技术当作学生获取信息、探索问题、协作讨论、解决问题和建构知识的认知工具,从而不仅使传统的课堂教学得以优化，并且有助于提高学生思维能力.
【关键词】信息技术  数学教学  有机结合   
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。信息技术与数学课程有机结合，是指将信息技术以工具的形式与数学课程融为一体，实现信息技术、信息资源、信息方法和数学课程内容的有机结合，共同完成课程教学任务的一种新型教学方式。《基础教育课程改革纲要（试行）》中指出：大力推进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。
一、正确理解信息技术与课堂有机结合的内涵
教育领域中，随着人类对信息处理方式的变化，特别是计算机技术和网络技术的成熟、发展，信息技术有了根本性的革新。信息技术所带来的学习方式上的变革使它成为课堂有机结合的一个切入口，而课堂有机结合为了实现它的时代目标也选择了信息技术为依托。目前我国教育研究领域中讨论的"；课程有机结合"；都锁定为信息技术支撑下的课程有机结合。这既与整个国际环境中对人才的信息素养要求有关，又与我国当前的基础教育课程改革相呼应。我认为对信息技术与数学课堂教学有机结合要充分理解到它们的内涵。因为它们之间都具有：（1）目的性：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：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。相容性：信息技术是可以与其它学科互相结合起来的；（3）独立性：信息技术与其它学科原本是互为独立的不同课程；（4）条件性：信息技术与课程的有机结合依赖于一定的物质条件，即：需要有多媒体教学设备进入课堂；（5）开放性：这是现代数学课堂教学的一个显著特点。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。（6）大信息性：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。由此，所谓信息技术与数学课堂教学有机结合：就是通过数学课程把信息技术与数学教学有机地结合起来，将信息技术与数学课程的教与学融为一体，把信息技术作为一种工具，从而改变传统的教学模式，提高教学效率。简而言之，信息技术与课程有机结合，不是简单地把信息技术仅仅作为辅助教师教学的演示工具，而是要实现信息技术与学科教学的“融合”。它要求突出作为有机结合主动因素的人的地位，并且以实现人与物化的信息之间、网络虚拟世界与现实世界之间的融合。
　　二、信息技术与数学教学的有机结合优化了传统的课程教学，提高了教学效率  
由于数学是集严密性、逻辑性、精确性、创造性和想象力于一身的科学，因而数学要求学生必须在教师设计的教学活动或提供的环境中通过积极的思维不断了解、理解和掌握这门科学。不少学生认为数学是非常枯燥的一门学科，在平时的学习中总是提不起精神，又加上长期以来，数学教学一直延续着以教师讲解为主，学生被动接受的教学方法，因而感受不到数学学习的乐趣。因此要想激发起学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性，教师必须要更新观念，从教学上探索新的行之有效的方法和手段。　　
三、信息技术与数学教学的有机结合可提高学生的数学思维能力及学习数学的趣味性和生动性
数学教学的主要目标之一即是培养学生的抽象思维能力，而信息技术能用具体形象的媒体展示给学生，使其能从中体验形象与抽象的关系。学生可以利用以计算机为基础的多媒体技术为自己提供有利的建构工具，利用一些专门的学习工具软件来对相关的问题进行探索，操纵有关的变量，观测和分析有关的数据资料，记录有关的数据的变化，并进行统计、分析、绘制变化曲线，来帮助自己分析和思考。

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四、信息技术与数学教学的有机结合把握其灵活性
数学是研究空间形式和数量关系的科学，数学能够处理数据和信息，进行计算和推理，可以提供自然现象、科学技术和社会系统的数学模型。将信息技术运用于数学教学弥补了传统教学的不足，提高了教学效率，同时也培养了学生的信息技术技能和解决问题的条件。一是信息技术可以用于模拟情境，给数学实验提供了可能。譬如，使用《几何画板》这个数学教学软件。该软件功能强大，能方便地用动态方式表现对象之间的关系，既能创设情境又能让学生主动参与，所以能有效地激发学生的学习兴趣，使抽象、枯燥的数学概念变得直观、形象，使学生从害怕、厌恶数学并乐意学数学。让学生通过做"；数学实验"；去主动发现、主动探索，不仅使学生的逻辑思维能力、空间现象能力和数学能力得到较好的训练，而且还有效地培养了学生的发散思维和直觉思维，是目前数学教学中最为流行的辅助软件之一。借助几何画板可以将抽象的数学概念形象化。如对"；轴对称"；概念的讲授，教师可以先利用几何画板制作一只会飞的蝴蝶，这只蝴蝶既能吸引学生的注意力，又能够让同学们根据蝴蝶的两只翅膀在运动中不断重合的现象很快就理解"；轴对称"；的定义，并受此现象的启发还能举出不少轴对称的其他实例。这时再在屏幕上显示出成轴对称的两个三角形，并利用几何画板的动画和隐藏功能，时而让两个对称的三角形动起来，使之出现不同情况的对称图形；时而隐去或显示一些线段及延长线。在这种形象化的情境教学中，学生们一点不觉得枯燥，相反在老师的指导和启发下他们会始终兴趣盎然地认真观察、主动思考，并逐一找出对称点与对称轴之间、对称线段与对称轴之间的关系，在此基础上学生们就很自然地发现轴对称的三个基本性质并理解相应的定理，从而实现了对知识意义的主动建构。二是信息技术方便地实现数学对象的多重表示。信息技术使数学概念、理论及数学问题容易地用数字的、图形的、符号的、语言的等多种方式表达．学生可以在这些表示法之间进行自由转换，既可以用计算机或计算器的数据处理分析功能、作图功能、可视性与动态显示效果，又可以通过图形的方法或数值的方法来探索数学，使得"；多重表示与表示的互相转换"；这一重要的学习理论的实现成为可能。三是信息技术融入数学教学为学生进一步展示数学知识的发生、发展过程，展现思维过程。信息技术的融入有利于创设新颖的教学环境，教学模式将从以教师讲授为主转为以学生动脑动手自主研究、小组学习讨论交流为主，信息技术可以把数学课堂转为"；数学实验室"；，学生通过自己的活动得出结论、使创新精神与能力得到发展．数学教学是思维过程的教学，但在传统教学中教师并不能把握每个学生的思维过程，从而不能给予及时反馈。信息技术的交互功能则很好地解决了这个问题。如函数中函数值随自变量的变化而变化，二次函数的图象(抛物线)随△的正负而上下移动，这些能利用动画功能十分直观、形象的表现出来，而且可以反复再现，还可以逐步分解其变化过程，使其变化规律凸现出来。比单纯的讲解，学生更容易理解和接受。有利于学生在自己探索的过程中真正理解和掌握基本的数学知识与技能、数学思想与方法，同时获得广泛的数学经验。四是信息技术可以实现历代教育家梦寐以求的理想目标--个别化教学。由于多媒体课件的出现，计算机可以利用自己强大的处理数据的能力，实现内容的切换和选择，即可以被用来在同一教学内容的不同教学设计间切换和选择，也可以用来在同一数学对象的不同结构侧面的切换和选择，同一数学问题的不同解法思路的切换和选择。也就是说，教师可以利用计算机的这种快速切换和灵活选择的功能，设计出多种授课方式，满足各类学生的需要。信息技术与数学教学的有机结合，是教育面向现代化、面向世界、面向未来的必然发展，是一种国际趋势。数学教学中使用信息技术应该着眼于解决今天数学教学面临的现实问题，同时在积累经验的过程中，不断从教学观念、教学内容和教学模式等方面深化改革，逐步设计未来在信息技术支撑下的全新的教学。
五、如何解决信息技术与数学教学有机结合中存在的问题
为达到课堂教学的真正优化，在数学教学中运用计算机和网络必须解决一下两方面的问题
1、多媒体课件的使用一定要适度。对待课件应主要针对某个教学难点或重点来设计，紧扣教学内容，切忌为追求视听效果而使课件内容华而不实。设计计算机多媒体课件时，一定要以教学内容和要求为依据，充分考虑学生的认知习惯和规律，将完美的外在形式与实用的内容有机结合，才能真正有效地辅助教学。因此，有时，在能解决好教学难点的基础上，设计的时间短一些，反而会使学生印象更深刻，对所学的知识掌握更好。
　　2、运用多媒体教学要充分考虑学生的需要和接受能力，不能让计算机和网络的信息量大的优点成为“满堂灌”的另一种形式。信息量大是多媒体技术的一个特点，而如果运用不当，课件或链接内容过于丰满，信息量超出了学生在45分钟内的接受能力范围。所以，利用计算机和网络进行课前准备时，一定要注意“以人为本”，遵循“适量”原则，切不可贪多求快。运用CAI这种授课方式和传统方式已经有了明显不同，它采用了以计算机为主要工具的新的教学手段，将信息技术手段用于课堂教学。但这种有机结合的方式，基本是按传统的上课程序安排的，只是在原来的使用粉笔板书、投影仪的基础上，增加了多媒体电脑这个“新式武器”。不可否定的是，这样的课堂教学，能使初识电脑课件的学生对学习产生新鲜感，大大增强他们的注意力，从而大大增强了学生学习的兴趣和教学效果。
总之，信息技术与数学课堂教学有机结合，是以数学知识的学习作为载体，把信息技术课程作为工具和手段渗透到数学的教学中去，从而在学习信息技术课程的同时，又能培养学生解决数学问题的综合能力。正确认识信息技术与数学课堂教学有机结合的特点，有利于教师克服目前的困难，大胆地参与有机结合实践。教师在具体教学过程中，可以根据自己的认识水平和学校的具体条件，选择性地进行课堂教学有机结合实践。
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