中学数学参赛论文浅析信息技术与初中数学课程整合

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中学数学参赛论文浅析信息技术与初中数学课程整合
虞城县刘集乡第一初级中学  张霞
【摘要】：随着信息技术的普及，现代教学媒体在课堂中的作用越来越大，一些老师上公开课时也特别热衷于多媒体技术的运用。信息技术与数学课程整合时应该遵循什么原则？通过信息技术与数学课程整合我们要达到什么目的？本文论述了信息技术与数学课程整合的几种教学模式，并剖析了信息技术与数学课程整合的教学模式要遵守的几个原则。
【关键词】：信息技术 数学课程 整合 探究式 合作研讨性
以计算机多媒体和网络技术为基础的现代信息技术的迅速发展对传统的教学模式产生了巨大的冲击。计算机网络技术的发展影响着数学的研究、数学的课程设置、数学教学的设计，而且正推动着数学、数学教学及中学数学课堂教学结构的改革。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深动，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。这就要求我们在数学教学中要将信息技术的利用与教育教学观念的更新结合起来，从而去带动数学课程体系及教学方法手腕的全面革新，努力实现信息技术与数学课程整合。
例如：一个识别全等三角形的例子。
四边形ABCD为等腰梯形，E、F分别为AB、CD的中点。请找出共有几对全等三角形。并说明理由。
在让学生尽量找出所有的全等三角形后可以利用“Z+Z”智能教育平台的机器证明功能加以验证。计算机将能显示出图形中所有的全等三角形。同时可以根据需要把一对对的全等三角形涂色，并逐步显示理由。如果需要可以从它的库中查出图中所有相等的角、线段、相似形、成比例的线段等等信息。当点击相应信息时图中相应的图形则呈现颜色标记，也可逐步呈现理由。所以它给教师备课，学生的发现提供了理想的环境。
课程整合”就是要将信息技术和课程的教与学融为一体，解决“两张皮”的问题。要求在各门课的学习中，将技术作为一种工具，提高教与学的效率，改善教与学的效果。要求学生能在不同的学习阶段，合理选择有效的技术工具，进行信息的获取、分析和综合，学习相应的知识，培养相应的能力。对教师则要求，除了自己应用技术外，还要指导和创造条件让学生参与应用技术。”
我们这里所说的数学课程与信息技术的整合不是信息技术与数学教学的简单相加。数学课程与信息技术的整合的最基本特征便是注意学科的交叉性，将信息技术看着数学学习的有机组成部分，使其贯穿于数学教学的整个过程之中，其出发点和立足点在于能力的培养。
一、它的教学模式重要有以下几种：
1、教师为主导的演示性教学模式
教师为主导的演示性教学模式重要是利用信息技术手腕，采用分层演示、影视演播、模仿动画等方式，将抽象的数学概念、定理以及难以用语言和文字表达明确的数学知识的发生，发展过程展示出来，以辅助学生形成直观的表象，更深入理解新知识，接受新概念，提高剖析和概括的思维能力，从而构建新的知识体系。
例如，在学习轴对称等概念时，可以采用flash制作轴对称的全部过程的模仿动画，播放给学生看，学生通过察看，不用教师多讲，就能很快的接受和理解轴对称的概念。

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这种教学模式，是目前广大教师比较常用的，也是比较简略的一种教学模式，通常是经历在教师干预控制对象的条件下，由教师引导学生进行察看、归纳、料想、验证、构建新的知识体系等几个教学环节。教师在教学中处于主体地位，重要任务是选取适当的教学内容，制作和收集影视、动画等教学课件展示给学生并加以引导。学生虽然处于接受地位，但是由于采用了信息技术的手腕，发明了一定的课堂教学情景，必然会大大地激发学生的学习兴趣，调动学生学习数学知识的积极性，同时又把抽象的数学知识直观化、可视化、具体化，这样学生会更乐意接受这些新知识，与传统的教学相比就大大提高了课堂教学效率。在概念、定义、定理和某些抽象的数学知识的教学中，通常采用这种教学模式，尤其适合低年级的学生的认知程度。
2、探究式教学模式
探究式教学模式是借助几何画板软件、图形盘算器等信息技术手腕，提出探究问题，发明数学试验情景，由学生通过自己动手实践做数学，让学生在动手实践的动态过程中自主察看、摸索对象之间的数量变化关系和构造关系，然后去料想、验证，最后得出结论，获取新的数学知识体系。
例如，在学习平行四边形的特点时，可以采用几何画板软件，发明试验平台。实践操作如下：引导学生自主制作一个平行四边形ABCD度量两组对边AB、CD的长度，BC、AD的长度，度量两组对角∠A、∠C的大小，∠B、∠D的大小，用鼠标拖动平行四边形的一个顶点、察看平行四边形ABCD的形态、构造和度量值的变化。这样动手试验，大大地激发了学生的积极性和好奇心，于是他们会自动归纳得出结论：“平行四边形的对边相等，对角相等”。此时，教师可以顺着学生高涨的学习情绪，启发学生进一步探究平行四边形的对角线有什么特点，让学生思考、料想，继续做数学试验，培育学生探究创新精力。这样不但可以节俭很多时间，而且学生对知识的控制会更牢固，理解会更深入。
这种教学模式，通常有创设数学情景、动手实践、提出料想、验证料想等几个环节。在教学的过程中，教师只作为学生的组织者，合作者，引导者的角色。教师的重要任务是选用适当的教学软件，结适合当的教学内容，利用教学软件可以动态测量数学对象，可以动态跟踪数学对象的运动轨迹，可以快速、精确作图的长处，去辅助学生创设丰盛的“做数学的试验平台”等环境，引导学生开展数学试验，进行探究式学习。学生是主体，强调学生的自自动手操作，要求学生比较自觉，要控制一定的软件操作和原理等信息技术知识，所以这种教学模式比较适合高年级的教学。在内容上，常用于图形与空间的结论的验证，定理的摸索以及函数图像、性质的摸索等等。在这种教学模式下，学生学习的时空得到极大的拓宽，学生的主体地位得到充分的体现，有利于学生从感性认识上升到理性认识，从形象思维上升到抽象思维，有利于学生数学思维能力和科学素养的培育，为学生营造了一个激发其发明欲望的环境，更有利于发生发明性的思维火花。
3、合作研讨性教学模式
合作研讨性教学模式是在老师的组织引导下，由学生通过丰盛的网络资源查找、筛选信息和网上协作共同完成课题的一种教学模式。它是一种多学科、多纬度的综合性教学模式，将知识规律的学习与解决实际问题等目的综合在一起。利用这种模式的教学一般不能在一节课中完成，根据项目的难易程度确定所需的时间。
此模式的实行分为以下几个阶段：

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（1）创设情境，提出问题。
（2）剖析问题，组织小组，确定研讨打算。
（3）自主查找、收集与解决问题相关的信息。
（4）交换协作，制作、盘算数据，解决问题。
（5）汇报，评价，反思。
（6）生成创新，拓展应用。
在这种教学模式中，教师是组织者、合作者和引导者，教师的重要任务是涌现问题给学生，引导学生将丰盛资源转化为他们个体的知识。学生是主体，自主摸索、合作交换是他们学习数学的重要方式。这种教学模式有利于学生实现高级认知技巧、人际交往技巧以及情绪态度，有利于学生学会自己提出问题、设立自己的研讨方向和步骤以及优化自己的研讨方法进行摸索。社会生活中学生感兴趣的问题，如存款问题、住房按揭问题，以及教材中可以转化为以主题活动的情势来完成课程目的的内容都可以采用这种教学模式。
总结这几种教学模式，他们各自的着重点不同，也有各自的优缺陷。在实际的教学中教师要结合教学的内容灵活选用，教师最好建设适合自己所教学生的个人数学辅导网站，加以填补，这样效果会更好。
不管采用何种教学模式，都是要完成课堂教学任务，都是以培育人为最终目的。
二、在构建信息技术与数学课程整合的教学模式时，我们认为应具备以下原则：
1、数学课程与信息技术的整合应体现数学学习的发现、探索的教学过程的原则。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；强调对数学知识的应用；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。在问题解决的同时，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。任何的教学改革，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。教师所作的一切努力，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，使得以学生为中心、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、合用解决问题的认知工具。对于学生来说，信息技术则是一种终生受用的学习知识和提高技能的认知工具。
我们知道，数学命题是对数学定义、公理、定理、推论、公式的教学，它是学生认识和掌握新知识的基础。任何一个数学命题都经历一个由感性到理性的抽象概括的过程。在这一学习过程中，教师引导学生并与学生一起以探索者的姿态出现，充分利用信息技术为我们提供的优势，去充分提示命题的形成、发展过程，提示其规律，必会使学生在学习过程中提高分析问题和解决问题的能力，也会培养学生良好的学习方法与学习习惯。

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数学命题的产生，都是与人类认识世界、改造世界的实践过程相结合的。教师可结合多媒体教学的生动、形象的特点，从生产、科研和生活中的实际问题引入相关命题的背景，以激发学习者的兴趣。学生有强烈的学习兴趣、有较强的学习动机，才能使我们的教学顺利地进行并达到预期的效果。如等腰三角形的学习中，教师便可利用世界各种优秀建筑的图片展示，让学生知道其广泛的应用，让其与自身的生活相联系，并将其对称美展示给学生，使学生的学习动机建立在一种为社会生产实际服务的基础上。又如在讲轴对称的概念时，可以利用几何画板制作一只会飞的花蝴蝶，这只蝴蝶一“飞”上屏幕，就吸引了同学们的注意力，一些平时不爱上数学课的同学这时也活跃起来。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了“轴对称”的定义，并受此现象的启发，还能举出不少其他的实例。这时再在屏幕上显示出形成轴对称的两个对称三角形，并利用几何画版的动画和隐藏功能，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（例如图形在对称轴的两侧、两图形交叉或是对称点在轴上等）；时而隐去或显示一些线段及延长线。在这种形象化的情景教学中，同学们一点也不觉得枯燥，相反在老师的指导和启发下他们始终兴趣盎然地在认真观察、主动思考，并逐一找出了对称点与对称轴之间、对称线段与对称轴之间的关系，在此基础上学生们很自然地发现了轴对称的三个基本性质并理解了相应的定理，从而实现了直觉思维与逻辑思维的有机结合，又实现了对知识意义的主动建构。对数学学习中一些难度较大的问题，可以让学生进行在教师指导下的合作研究，共同探索。
三、整合过程中存在的问题与解决方法
1、存在的问题
经过近几年来的改革和发展，我国部分地区将信息技术和中学数学教学整合有了一定的进步，也收到了不小的效益，还产生了不少的优秀案例。然而，由于各方面的原因，在将信息技术与中学数学整合的过程中还存在很多十分关键的问题。
(1)由于经济落后，部分地区（特别是农村）资金不足，各级领导不重视，中学信息技术硬件配备不到位，没有配套的多媒体教师和网络教育系统。这样就使得“整合”可望而不可及。
(2)大多数教师计算机知识落后，对信息技术教学的意识浅薄，一直来受传统教学观念的影响，对信息技术地运用缺乏主动性和自觉性。他们把信息技术与课程整合简单地认为是将信息技术应用于数学教学活动中，在这个过程中，信息技术只是充当一个演示工具的格式。这样一来，他们只有在开公开课或学校要求时才使用技术，而不是为了教学内容需要或学生需要时使用。这样也使得学生对信息技术地应用缺乏主动性和互动性。
(3)由于认识时间短，软件开发迟，我国现有的智能教学平台本身还没有得到完善，软件本身还存在很多有待解决的问题。比如机器自动证明，软件运用的局限性等。
2、解决方法
“科学技术是第一生产力”，发展教育就是发展经济。特别是在经济相对落后的地区，我们更要把教育的发展放在首位，只有把教育搞上去了，才能得到经济的相应发展。战后的日本能在短短的几十年内发展成为世界头号经济强国，就是因为他们深深地意识到发展教育事业的关键所在。提高各级领导的意识，为教育事业投入足够的资金，完善学校的教育设施。

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加强中学数学教师队伍的信息技术培训，积极组织思想和技术落后的教师进行信息技术与整合培训。提高教师自身的信息技术水平，提高他们对信息技术与数学课程整合的认识，熟练运用计算机技术、智能数学教学平台进行教学活动。只有一个具有高素质的教师，才能有效地将信息技术和数学课程整合，选择科学合理的教学方法，有效地组织教学。
（1）更新观念。更新教师的教育观念是实现“课程整合”的关键，同时又是难点。对于长期从事数学课程教学的老师来说,对传统的数学课程体系十分熟悉,对个人固有的教法适应已久,形成了“定势”,因此容易滋生出较强的学科本位的观念和意识。若要确立“与信息技术整合”这一新的课程理念,需要经历一个先破后立的过程,在此过程中会有曲折,甚至会有“切肤之痛”。
（2）了解前沿动态。在信息技术教育应用方面,国内外都已积累了许多先进经验。了解前沿动态,学习别人的成功经验,可以使自己少走弯路,避免低水平的重复,避免做“无用功”。
（3）学习和掌握常用的信息技术。对于广大数学教师来说,除了参加内容包括文稿演示、电子表格、网页制作、多媒体作品制作等技术模块的一般性培训以外,还应参加针对性更强的专业性培训。目前而言,应当学会以下几项技术:
1现成的多媒体数学课件、网络数学课件的使用技术；
2从计算机网络上下载现成数学课件的技术；
3工具软件《几何画板》的使用技术
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。