初中数学优秀获奖论文信息技术与中学数学教学整合

中学生作文

初中数学优秀获奖论文信息技术与中学数学教学整合
摘要：信息技术与学科整合是当前深化教育改革的“突破口”，如何有效地将信息技术与数学教学相整合，让信息技术服务于学科教学是当代教师应积极面对的课题。将信息技术整合于数学学科教学中，对于转变教育思想和观念，促进教学内容、教学方法、教学模式、教学评价的改变，以及推进新课程改革都有重要意义。
关键字：信息技术；中学数学；课程整合
技术从来没有像今天这样施展着它的魔力，如此迅速而广泛地改变着社会。以计算机和通讯为代表的信息技术缩短了“未来”与“现实”的距离，当信息技术各种新名词不断向人们涌来的时候，它们其实已迅速地进入到现实生活中了，而我们的思想却跟随不上这些技术带来的变化，时代要求我们考虑现代教育技术对中学数学教学的影响。现代教育技术主要是指把信息技术用于教育的技术。如何有效地将信息技术与数学教学相整合，让信息技术服务于学科教学是当代教师应积极面对的课题。将信息技术整合于数学学科教学中，对于转变教育思想和观念，促进数学学科教学内容、教学方法、教学模式、教学评价的改变，以及推进新课程改革都有重要意义。
一、 信息技术与中学数学教学整合的基本原则
1． 应体现数学学习的发现、探索教学过程原则。利用信息技术让学生了解数学知识的发生发展过程，强调对数学知识的探索，强调对数学知识的应用，强调对数学知识的迁移。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。
2． 体现“教师为主导，学生为主体”的教学理念。在教学中，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，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。
3． 体现知识学习和创新精神相结合的原则。信息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。
4． 体现信息技术作为数学学习的基本工具的原则。信息技术已经不再局限于扮演：教育素材的提供者，模拟教育者，练习机器等这样一个相对被动的角色。应让学生把信息技术作为获取知识、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． 体现现实学习服务于终身学习的原则。教学的最终目的是让学生学会终身学习的方法和手段，不应只局限于数学知识本身。
二、 信息技术与中学数学整合的教学模式
在信息技术与其它学科的整合进程中，逐步形成了许多教学模式，它们各有特色适用于不同课程的教学，在具体的教学中往往需要多种不同模式的综合运用。这里概括介绍几种常用的教学模式：
1、 作为教与学的辅助工具模式。以教师使用信息技术为主的演示型教学方式，主要用于课堂教学中的演示。例如：创设教学情景，呈现教学内容，使学生获得对知识的感性认识。用信息技术模拟实验环境，产生动态直观的图像，使学生获得在通常现实中无法得到的直观认识或加深对一些抽象概念的理解。
2、 作为学生认知和建构工具模式。为学生提供在学习过程中解决问题的各种工具，使学生利用信息技术解决一些与实际背景比较接近的问题，借助信息技术进行探究性学习，运用信息技术手段呈现和交流自己对知识的理解。在这一模式下的教学过程以学生为中心，借助信息技术提供学习所需的信息、协作、会话等学习环境，充分发挥学生的主动性、积极性，同时培养学生利用现代信息技术进行学习的信息素养。
3、 基于网络平台的学生自主学习模式。教师通过网络资源先把学生所需的学习资源进行整理，提供相应的支持材料，通过指导帮助学生进行相关学习资源的搜索，使学生成为学习的主动参与者。或者运用信息技术搭建对话与咨询，合作与交流的平台，实现教师与学生、学生与学生的双向交流，小组、团体的分工协作构通。或者利用计算机产生一种带有竞争性的学习环境，寓教于乐。
三、 信息技术对中学数学教学的影响
信息技术能够改善数学概念的教学，可以利于信息技术进行比传统教学更加优化的教学设计。先进的教学理论、丰富的教学经验与信息技术的结合能够产生最佳的教学效果。现在，教师可以借助于 “mathcad”、“mathematica”、“几何画板”等现成的软件组织学生进行数学实验，对学生领悟数学概念有很大帮助。
信息技术给中学数学教学注入了旺盛的活力，它能在以下一些方面改变解题教学的现状。1〕突出学生在解题过程中的主体地位；2〕能对不同程度的学生提供不同程度的问题；3〕可以对所有学生同时提供各自需要的帮助；4〕为解决来自实际的问题扫清了冗长繁杂计算的障碍；5〕可以创设更具吸引力的数学问题情景；6〕提供了理想的探试问题求解的环境；7〕把教师群体的智慧与经验转化为一种可重复使用的教学资源；8〕把教师从低效的重复性劳动中解脱出来，而吸引他们从事更富于创造性的教学工作。

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相应的学生学习方式也发生了变化，他们不再象过去听教师讲课，而是通过活动自己获取知识。“问题情景--数学实验--课堂交流--课堂操作与练习”代替了过去的“听讲--笔记--练习”。课堂教学的模式由于引进信息技术发生了很大的变化。学生的主动性与积极性得到了发挥，数学经过从学生的经验上升为理性思考的过程变得有趣多了。
信息技术为数学教学开创一个过去不敢想象的“数学实验室”，为数学教学模式的改革开拓了思路。学生从“听”数学的学习方式，改变成在教师的指导下“做”数学。过去被动地接收“现成”的数学知识，而现在象“研究者”一样去发现探索知识。由于学生通过实验、观察、猜想、验证、归纳、表述等活动，他们不仅形成对数学新的理解，而且学习能力得到了提高。
教师过去一切可以按事先自己准备的讲就可以了，而现在则需要组织起有效的吸引学生的数学活动。教师在教学过程中的角色在变化，工作方式在变化。从知识的传授者变成学生学习活动的组织者与教学情景的设计师。
四、        信息技术与中学数学整合的运用
信息技术与中学数学整合的运用，是广泛而丰富的，这里仅介绍几种具体运用。动态的演示，以增强学生研究问题的兴趣，对所学知识加深了印象，提高了教学效果；利用教学软件的交互性使学生的猜想及时得到验证；计算机网络支持下的让学生动手“做数学”的实验模式，教师负责学习的组织，指导学生研究问题，帮助学生学习，成了学生学习的帮助者，学生成为学习的主人。
利用信息技术在很短的时间内画出动态的三角形、动态的互相垂直的直线、动态的圆周角等，让图形说话！过去许多用口头语言难以讲清楚的概念，现在一看图形就完全明白了。需要时只需动下鼠标，就能得到变式图形，这为学生抽象出准确的概念提供了丰富的素材。在测算方面，过去必须用刻度尺与量角器进行度量，现在利用计算机能对线段、角度、面积等几何量(包括动态图形的几何量)进行及时的度量和计算。于是许多图形的几何性质，某些条件对图形性质的影响可以让学生自己去发现了。利用鼠标托动图形或其中的一部分平移、旋转或缩放，这不仅便于更深刻认识图形，还能直观地显示运动变换等数学思想。还能顷刻隐藏或显示图形的某一部分，这使得图形的分解与综合都可以在学生眼前出现。通过多窗口显示能将几个图形加以对比或把某图形的一部分局部放大。通过菜单能随心所欲地切入画面、文字、声音，这使我们借助于信息技术可以创设出最佳的教学情景。
利用信息技术解决中学数学教学的一些难点。在传统的解析几何教学中，形数的结合不好表现，曲线作为动点运动的轨迹只能依靠想象，现在不同了。利用计算机可以测算出平面内任一点的直角坐标和极坐标，当用鼠标托动点运动时动点坐标的变化能及时显示，可以通过动画生动地表现曲线作为动点的轨迹形成过程，这极大改善了解析几何的教学现状。对于立体几何，传统教学的最大困难是培养学生的空间想象力。计算机同样可以发挥它的积极作用。截面问题，折叠问题、侧面展开、从不同的角度观察图形，空间图形的分解与组合……这些传统教学的困难，通过计算机可以得到很好的解决。
传统教学在讲授概念时一个难以克服的困难是缺乏学生足够的活动与实验，教师往往用讲授代替了学生自身的“建构”过程，在课堂上提供的思维材料贫乏。利用信息技术可以弥补这个缺陷，计算机能够提供理想的数学实验室，能够满足学生个别活动与小组讨论的要求，也便于创设富于启发性的教学情景，提供生动直观的教学素材，缩短数学与学生的距离，有助于学生理解抽象的数学概念。
为学生自主学习创造环境，实现分层、个别教学。学生可通过菜单从提示，分析，解答，回顾几个不同的层次得到帮助，解题的思维过程展现的更清晰了。过去，课堂上教师只能用一个声调对全体同学讲题，现在教师可以同时对程度各异的学生以不同的方式进行启发。教师的讲授更多为学生自己的活动所替代，教师只在必要时才提供帮助。
五、        信息技术与中学数学整合的思考
在借助信息技术促进各学科的教学改革中，数学大概是最困难的学科，引起的争论也最大。因为数学是需要进行思维训练的，依靠课件的生动难于激发学生持久的学习热情，也难于达到数学教学的目的。在中学数学教学中信息技术是有助于学生的思考呢，还是相反？它有助于概念的理解吗？有助于问题的求解吗？有助于学生数学能力的提高吗？甚至数学教育的必要与目的性都受到怀疑。现代数学技术的发展不仅使数值计算变得轻而易举，而且一个复杂的方程求解、一个方程曲线或函数图像的绘制，都只需轻轻一按，结果顷刻显示出来。学生会问：有了计算机还学数学干什么？教师会问：有了计算机数学还教什么？我们只有积极更新观念，认真研究在信息技术时代中学数学的教学内容、教学方法、教学模式应该有哪些变化，研究数学CAI的理论和原则，思考在现代教育技术支持下什么是理想的中学数学教学。经过探索实践，认为信息技术与中学数学整合的设计思想与使用原则应包括以下三方面。

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1．启发性：启发性是数学教学的灵魂，数学教学不能只告诉学生现成的数学结论，或让他们死记公式定理法则。数学教师的责任在于再创造，在于提出深入浅出循循善诱的问题、设计最佳的教学情景与活动，让学生通过自己的思考去获得知识。但是，目前仍有大量课本搬家式的软件应用于教学中，所谓讲解就是在屏幕上显示出有关的概念、定理、公式，所谓练习就是在屏幕上显示出答案，有的甚至连必要的过程都没有，对于判断选择题或一类简单的填空题，计算机倒是有些交互功能，但反馈信息却谈不上任何启发性。其实，信息技术在启发式教学方面是大有潜力的。有教师在教学中引入《几何画板》、《数列的极限》、《正方体的截面》等教学软件，较之传统教学更富于启发性。过去对传统教学的难点，教师常感到力不从心，而现在通过精心设计的课件，教学更多成为学生自己思考探索的过程，信息技术缩短了抽象严谨的数学与学生认知水平之间的距离。
2．针对性：有的放矢的教学对所有学科都是重要的，对数学教学的重要性更突出。由于数学知识的内部联系密切，环环相扣系统性强，某一学习环节的障碍，往往造成下一阶段学习的困难。数学教学必须考虑每个学习者原有的知识和经验，当前在以教师为中心的班级授课条件下，这个问题是难于解决的。由于教师在课堂上只能用统一的节奏，同样的策略，面对全班学生更多地只能考虑共性，难于照顾个性。而每个学生原有的基础知识与经验不同、思维有快有慢，教师在课堂上不可能做到针对每一个学生。在信息技术与中学数学整合的实践中，学生利用教学软件学习，可以自己控制学习节奏，选择自己需要的内容或帮助信息，这在一定程度上增强了教学的针对性。然而教学软件要有针对性，对软件设计的要求是很高的。所谓智能化的软件应该是能对不同的学生适时改变教学策略的软件，要求教学软件具有和教师一样灵活的智能性，这本来就不现实。正确的思路应该是并非让计算机代替教师，而是充当教师的得力助手。例如能否考虑几种主要的学生类型，根据他们不同的学习心理设计针对性较强的教学软件；能否考虑把数学CAI与传统教学结合起来做到优势互补；能否考虑利用网络技术加强学与教的及时交互等等。
3．学生的主动参与程度：学生是学习的主体，在以教师为中心的传统课堂上，学生的参与是有限的。数学教学软件的设计必须考虑教学模式，学生可以利用软件演算推导、实践探究、相互讨论、提出质疑。实践表明学生的主动性增强了，在一定程度上实现了由听数学到做数学的转变。但还有许多问题没有解决。例如计算机并不利于学生的口头表达与交流，而利用传统教学更方便，那么学生的哪些活动适宜在计算机上进行，哪些宜于离开计算机？支持学生积极参与的软件又如何设计，如何使用？与传统教学如何配合？如何提高开发教学软件的效率？只有解决了这些问题广大教师才能够接受信息技术，信息技术也才能真正促进中学数学教学的改革。把“几何画板”及“mathcad”引入中学数学教学的实验给了我们很大的鼓舞，我们坚信信息技术能带来数学教学模式的深刻变革，学生能够从被动接收的学习方式变成主动的发现和探索知识。
六、        信息技术与数学教学整合的发展
随着对信息技术与学科教学整合研究的深入，信息技术与中学数学教学整合在教学环境、教学媒体、教学设计等方面有如下变化：
1.        教学环境网络化：从教育的发展来看，对教学活动的研究已渐渐地从单一的、封闭的传统教学环境中走出来，而更注重从信息的流动这一角度来解释教学本质。在这里，信息的流动不再是单一的从教师到学生，从课本到学生的过程。随着信息技术的发展，信息源越来越全球化、多样化了，所以在教学过程中的信息流动也在朝着这些方向发展，而这样发展的技术支持就是计算机网络。每个人在教学过程中扮演双重角色，既可以是教师又可以是学生。在网络环境下，即可以进行个别化教学，又可以进行协作性教学，实现一种新型的全开放教学模式。
2.        教学媒体多样化：由于信息技术的发展，使得对视像、声音、文字等多元化媒体的控制和操作变得越来越容易，而媒体多样化又是教学手段的一种需要。多媒体教学系统具有不同维度的感官刺激，优于单一感知的学习效果，信息质量高，应用范围广，使用方便，易于操作等优点。学生通过在这样的情境中学习，将会获得许多传统教学中无法获得的信息和知识。
3.        教学设计智能化：一方面教学设计越来越多地采用了人工智能的技术；另一方面是在教学设计中越来越多地引入教育技术理论，使系统更接近教学过程本身。在过去的一些研究中，往往强调了信息技术在信息量、计算能力和逻辑推理方面的优势，而忽略了教学过程中教学心理方面的阻碍而影响整个教学效果。因此，将来在教学智能化方面必将有进一步地深入研究。
信息技术给中学数学教学注入强劲的活力，但信息技术不是关键的因素，起决定作用的还是教师，是信息时代教师的教育观念。实践呼唤理论，过去多年传统教学形成的教学法、教育观显然不能圆满地解答当前许多新问题了，时代需要我们探索和发展中学数学教育的新理论。