农村小学信息技术与小学数学课程整合的实践研究

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农村小学信息技术与小学数学课程整合的实践研究
    摘  要：信息技术与小学数学课程整合，就是利用计算机技术、多媒体技术、网络技术和现代教学思想与方法进行课堂教学活动的一个整体概念。真正的课程整合，是把各种技术手段完美地融合到课程中，超越不同知识体系而以关注共同要素的方式安排学习的课程开发活动。教师利用电脑对图形、数字、动画乃至声音、背景等教学需要进行综合处理，使得易于理解和掌握，使学生能利用计算机提取资料、交互反馈、进行自学，让数学中的学习能力、探索能力、实验能力、解决问题的能力成为小学生个性潜能发展的方向。
关键词：信息技术；小学数学课程；整合
信息技术与学科课程整合教学，已成为近年来教育教学改革引人注目的焦点，随着现代教育理念逐步深入人心，现代信息技术的应用，将成为学生学习和探索知识的有利工具。信息技术与小学数学课程整合，就是利用计算机技术、多媒体技术、网络技术和现代教学思想与方法进行课堂教学活动的一个整体概念。运用信息技术与小学数学课程整合，可以激发学生兴趣，提高参与度；化静为动，揭示内在规律；联系生活，体验知识生成；及时巩固新知。真正的课程整合，是把各种技术手段完美地融合到课程中，超越不同知识体系而以关注共同要素的方式安排学习的课程开发活动。教师利用电脑对图形、数字、动画乃至声音、背景等教学需要进行综合处理，使得易于理解和掌握，使学生能利用计算机提取资料、交互反馈、进行自学，让数学中的学习能力、探索能力、实验能力、解决问题的能力成为小学生个性潜能发展的方向。下面就我在数学学科在与信息技术整合中的教学实践谈几点体会。
一、信息技术和小学数学教学相整合的意义
（一）有助于培养学生的思维能力
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。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，帮助学生扫清障碍。这样，会更实际，也更能体现信息技术与数学教学的融合。
如利用计算机我们可以创设远比传统教学更富启发性的教学情境，能设计让学生动手做数学的数学实验环境，能灵活自如地进行变式教学；利用计算机能更有效地使学生领悟数学思想和数学方法，启发学生更积极的思维活动，引导学生自己发现和探索，同时能使学生交流、小组讨论与“一对一”的个别化教学有机地结合起来。以此来提高小学生的思维能力。
（二）有助于发挥学生的在课堂中主体作用
在教学过程中，学生才是认知的主体。充分发挥教师为主导、学生为主体的教学结构：在课程整合的教学模式中，强调学生的主体性，要求充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性，才能有效地认识，学生被看作知识建构过程的积极参与者，学习的许多目标和任务都要学生主动、有目的地获取材料来实现。利用多媒体计算机创造交互式学习环境，学生按照自己的学习基础，学习兴趣来选择需要学习的内容，和适合自己水平的练习，使学生有主动参与的可能，每个学生通过这种个性化的练习，各得其所，各得其乐，从而真正体现出学生认识主体的地位。

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在信息技术引入数学课之后，计算机手段与传统教学完美的结合十分重要。不是计算机用的越多就越好，传统教学的优势应该保留，如教师的示范作用、教师与学生之间富于人情味的及时交流，教师组织起来的探讨问题的活跃氛围等等。理想的教学应该是把教师与信息技术的优势同时充分发挥出来，把计算机辅助教学与传统教学完美地结合在一起，为此就需要教师全新的教学设计。有了计算机，学生的活动丰富了，教师能以更有效的方式表达了，同时在课上教师和学生之间、学生和学生之间，学生和计算机之间信息交互的机会增多了。在进行教学设计时，教师要处理的是课本、教师、学生和教育技术的关系，要考虑怎样组织起学生有效的学习活动，教学计划可以面对班级的所有学生而制定，充分体现学生的主体作用。
（三）有助于培养小学生的自主学习能力和合作精神
小学信息技术课程的一个很重要的教学目标，就是培养学生的自主学习能力以及与他人协同作业的合作精神，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，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、信息技术与小学数学整合的策略分析
（一）信息技术与小学数学先进教学理念的整合
理念是理性化的一些观念，具有稳定性、长效性、持续性、指导性。形成正确的数学课程理念是更好从事数学教育的逻辑起点，因为理念在数学教育活动过程中具有统驭作用。在义务教育阶段的数学课程标准中，基本理念专门有一个方面来阐述现代信息技术在数学课程中的地位，其他的几个方面也间接或直接地涉及到信息技术。认为应不仅重视利用信息技术来呈现课程内容，更应重视信息技术与课程内容的有机整合。设想中提到要在课程中使用科学型计算器以及各种数学教育平台，加速数学与信息技术的结合。在内容上，要突出算法在整个数学发展中的独特作用，使算法成为理解数学发展的重要线索，力求把算法融入到数学课程的各个部分。正是因为信息技术已经融化到数学教育的深层结构，融入数学教育的知识体系，成为传播内容的最佳工具和学生探究知识、体验数学、感受知识的中介，在可预见的将来，信息技术将使数学教育发生一些实质性的变化，数学教育的面貌将会焕然一新，数学教育的实践与数学教育的理论研究将会更加深入。
信息技术的发展改变了人类学习与生存发展的环境，也改变了数学教学、数学学习的方式。由于它对人发展的重要性，迫使人们不断思索数学与现实的切合度；更是因为信息技术与数学技术的千丝万缕的联系，使人们认识到它在数学课程结构中的重要性。信息技术不仅被看做是教师教的工具、是学生学的工具、是学生的认知工具与情感发展工具，而且也是数学教育工作者在建构数学内容体系时首先考虑的因素，进而引发人们重新思考数学课程的基础性、多样性、选择性以及如何在信息技术条件下使学生积极主动地学习，在打好基础与追求创新中不断提高学生的数学思维能力，更进一步促使人们思考在数学教育过程中如何利用与发展学生的信息技术能力，如何处理好师生关系。在信息技术条件下，必将改变人们对数学的内容、形式、应用、人文价值以及评价的认识与看法，可见信息技术与数学课程理念的整合是数学教育发展的必然。

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（二）信息技术与小学数学学科教学方法的整合
当前与时代的发展和实施素质教育的要求相比，学生学习方式较单一、被动，缺少自主探索、合作学习，独立获取知识的机会。然而网络环境下的教学过程却是：学生的学习开放性、全球化；学习过程具有交互性；内容形式呈现多媒体化。改革现行的学科教学方法，使其适应信息环境下的学习要求。
如在教学《统计》一课时，利用一个flash课件，里面包括快乐学堂、生活应用、快乐岛、练习区等内容。先让学生在快乐学堂中学习有关的统计知识，然后在练习区中练习有关的统计知识，在生活应用中应用有关的统计知识、最后在快乐岛中畅游。学生在愉快的氛围中享受学习的乐趣，激发学生对数学的热爱，提高了学生学习数学的积极性。教师也可从中获得教学反馈信息，及时采取补救措施，使教学过程向教学目标靠近，实现真正意义上的分层教学和个性化教学。
又如在教学《常用的计量单位》整理和复习一课时，利用网络教室，要求小组合作，内容是：把常用的计量单位分类整理，比一比哪个小组整理的又清楚、又完整、又有特色。从而改变以往运用传统的教学手段，学生在练习纸上整理数据，教师很难了解到学生整理数据的全过程，教学的实效性很难把握等结果。而网络环境的互动性，大信息量传载功能正可以解决这些问题，使师生及时地掌握各小组整理的全过程，有利于学生在自主探索的过程中真正理解和掌握基本的数学知识与技能、数学思想和方法，同时获得广泛的数学活动经验。
（三）信息技术与小学数学学科教学内容的整合
新课程标准提出“数学要贴进生活”、“数学问题生活化”，事实上，学生也更容易理解和掌握他们有一定生活基础的数学知识，并且对此更感兴趣。然而由于客观条件的制约，现行的小数教材教学内容明显偏旧，落后于时代的发展。而当今世界上最鲜活的、具有明显时代特征的数学学科教学素材和教学内容，很难及时在教材中反映出来。这在统计知识方面表现得尤为明显，在教材很多地方还经常出现九十年代（甚至更久远）统计的信息。因此，数学学习材料的选择应注意联系学生生活实际，注重实效性。我们可以利用信息资源丰富、时效性强的特点，将信息技术与小学数学科教学内容有机整合，充分利用各种信息资源，引入时代活水，与小学数学学科教学内容相结合，使学生的学习内容更加丰富多彩，更具有时代气息、更贴近生活和现代科技；同时也可使教师拓展知识视野，改变传统的学科教学内容，使教材“活”起来，让数学学习更贴进生活。
  比如在《认识时间》教学中，我运用课件中很多的情景图，一幅上学的图，在图左边有钟表，上面是具体的时间；还有放学图；星期天，起床几点，吃饭几点，出去玩的时间，回家的时间，吃中午饭，看电视时间等，都联系学生的生活实际，运用学习的知识，准确的说出每件事情的时间，从而进行了广泛的应用，学生在应用中学会了本节课的所有知识。并且让学生制定出自己周末的作息时间安排表，让学生学着合理安排时间，充分利用时间，认识时间的珍贵，要形成珍惜每分每秒的时间意识。注意从学生熟悉的现实生活中寻找数学知识的“原型”，依靠学生对感性材料的直接兴趣，激发学生创新。

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（四）信息技术与小学数学课堂教学形式的整合
随着小班化教育的开展，信息技术与数学学科的有机整合为我们的教学增加新的形式。基于这一思考，我有意识让学生自己去查阅资料或进行社会调查，把学习数学由课内延伸到课外，不仅开阔学生的知识视野、丰富了课余知识，并且培养学生自主探求知识的能力，提高学生搜集和处理信息的能力。
《长方形、正方形和平形四边形》是九年义务教育课本小学数学的知识。本节课的知识目标是认识长方形、正方形和平形四边形，并知道它们的特点。能力目标是培养学生的逻辑思维，空间想象能力，培养学生创新的能力和自主学习的能力。为了将教师的教学设计转化为学生的生命活动实践的一个互动，尽一切可能激发学生的主动参与，为此我在练习部分设计了互动式的游戏教学——拼图游戏，电脑给出一些三角形、四边形及其它认识的图形，学生可随意拖曳图形拼出形状各异的美丽图案，然后在利用多媒体演示，交流自己的作品。
再如：在《角的初步认识》的教学中，我设计了找角、摸角、折角、画角、玩角五个环节，从引导学生观察实物开始，逐步抽象出所学几何图形。其中在画角这一环节中，我改变了以往的教学形式，老师不示范画角的步骤，而是设计了这样一个动画，先出示一点，接着点闪烁几下，出示“顶点”两字，然后动画演示两条边的画法，边再闪烁两下，出示“边”，这样主要是在感知的基础上清楚明了地抽象出角的图形，接下来，再让学生自己画一个好看的角，效果就较好。
运用现代化信息技术的手段开展教学，利用网络信息丰富、传播及时、读取方便等特性，促进课堂模式的转变，既丰富了教学形式，也提高了学生学习的主动性和对学习的自我控制能力。
三、信息技术环境下的小学数学课堂教学模式
通过教学实践和建构理论的学习思考，我们归纳总结出在信息技术环境下小学数学课堂教学模式，以多媒体在教学环节中的主要作用，制定的教学流程是：设置情景→演示启迪→突破难点→帮助训练→小结提高。

（一）设置情景
本环节是一堂课的开端，教师要利用多媒体技术，把学科中枯燥的内容形象化、动态化，做到图文并茂，给学生以充分的视觉、听觉感受。把学生的兴趣、注意力充分调动起来。“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。学生有了学习的欲望，必将产生事半功倍的学习效果，从而为后面的学习打好情感基础。
1.根据小学生的心理特点设置问题情景。
小学生大多活泼、好动，有意注意时间比较短，喜欢多变、宽松的教学环境。静态的文字、课本及教师的口语则满足不了学生比较活跃的心理需求，他们在安静的教室里，往往找不到自己的位置，认为老师是演员，自己是观众，是旁观者。因此，思想容易开小差，使教学达不到理想的效果。而多媒体计算机通过声、像、动画等学生喜闻乐见的形式，以其新颖性、艺术性吸引学生的注意力，为学生创设符合儿童心理特点的教学情境，不断地给学生以新的刺激，使学生的大脑始终保持兴奋状态，激发了学生强烈的学习欲望，增强了学习兴趣。

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2.设置问题情景既要有趣味性又要有启发性。
美国心理学家布鲁纳说：“学习最好的刺激是对所学学科的兴趣。”学生一旦对数学产生兴趣，将达到乐此不疲，废寝忘食的地步，但是仅有趣味是不够的，还必须具有启发性，还必须能够引发学生积极的思考，寓教于乐、让学生在快乐中学习！
例1：在教学“相遇应用题”时，由于学生缺乏实际的生活经验，不理解什么是相对而行，什么是相遇问题。于是，就在计算机屏幕上显示一段路程，表示两地的距离，随后在路的两段走出两个小同学。提问：大家想不想知道甲、乙两同学是怎样汇合的？让我们来点按鼠标吧!屏幕上的两个同学就以不同的速度面对面的行走起来，经过4分钟，两人在同一地点相遇。通过画面的动态演示，学生理解了“相向”、“相遇”，感悟到了求路程的一般方法，即甲的速度×时间＋乙的速度×时间＝路程。探究情境，获得成功，学生激动的心情无以言表。
3.设置问题情景要考虑小学生原有的认知水平。
问题情景必须是学生能够理解的，如果超出了学生理解能力水平，就可能适得其反。
（二）演示启迪
本环节是一堂课的主干部分。我们都知道：教育的根本目的是实现人的个性发展。在课堂教学中，要使每个学生最大限度地发挥自己的潜能，单凭板书、讲解、操作的方式是很难做到的。多媒体计算机以其强大的信息处理能力、智能模拟能力、易于操作等优点，为教学过程的最优化提供了强有力的支持。
1.利用多媒体演示揭示知识的形成过程，帮助学生理解掌握知识。
例2：在教学平面图形的面积公式时，首先让学生动手将学具拼成平行四边形、矩形、三角形、梯形，然后教师启发学生怎样由平行四边形变成矩形、三角形、梯形。最后用多媒体动画演示这些图形的割补变化，推导面积公式。这样处理这个教学片段形象生动直观，学生手脑并用、乐于参与，对所学知识易于理解吸收。
定理1：平行四边形面积=底х高
定理2：三角形面积=底х高∕2   
定理3：梯形的面积=（上底+下底）×高÷2
2.利用信息技术演示空间物体形状和位置关系，培养学生的空间想象能力和空间观念。
数学是研究现实世界的空间形式和数量关系的科学。小学阶段由于刚刚接触立体图形，空间想象能力较差，运用现代媒体手段，充分展示空间物体的几何形状，有利于丰富表象，引发联想，启发思维，化繁为简，化难为易，启迪学生立体思维，展开想象的翅膀。
例3：在教学“圆柱的认识”一课时，认识圆柱的侧面展开图是教学的重难点，特别是探索圆柱侧面展开图的长和宽与这个圆柱的关系时，学生比较难，因此，可在学生动手操作的基础上，通过Flash动画演示 ，显现出圆柱的侧面展开时的轨迹，从而启动学生思维的闸门，发展了学生的空间想象能力，使学生迅速找出问题的答案。   

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（三）突破难点
一堂课是否成功往往看老师对重难点的处理是否恰当，在信息技术环境下如何处理好教学重难点呢？由于多媒体具有极为丰富的表现力，能根据教学需要将教学内容实现大与小、远与近、静与动、快与慢、整与散、虚与实之间的相互转换，生动地再现事物的发生、发展的过程，从而克服了人类感官的局限性。扩大了学生的认知时空，缩短了学生的认识过程。通过向学生展示丰富的、典型的、具体的经验和感性材料，突出观察点，揭示现象的内在联系，引导学生深入思考，减少思辩的困难。培养了学生思维的灵活性、深刻性和创造性，提高学生的解题速度和解题正确率。
例4：“圆面积公式的推导”这节课的教学难点是面积公式的推导，如何突破难点呢？运用课件演示，首先把一个圆进行平均分割，分割的数量从4份、8份、16份、32份到任意份，每次分割后计算机便很快把它们拼合起来，并在屏幕上展现出相应的近似长方形。通过对这几个近似长方形的分割拼合演示的观察、比较学生不但直观地感受到，而且也深刻的理解到分割的份数越多，拼成的形状就越近似于一个长方形。这样教学将一个复杂的化圆为方、化曲为直的问题通过分割、拼合展现出来，减缓了学生推理的难度，有利于突破教学难点，也为学生实现由具体感知到抽象思维的飞跃架设通道。   
（四）帮助训练
1.利用信息技术增加教学容量，提高课堂教学效率。
一堂课的教学效果怎么样，关键看学生能力素质是否得到发展提高，对教材内容是否理解掌握。因此，对学生的能力训练也是教学中非常重要的一环。运用多媒体对学生进行变式训练是形成技能，培养创新能力的有力手段。
例5：在教学《加法的初步认识》第一课时，由于学生初次接触加法，用语言叙述很难表达准确、完整。因此，在教学中，我将教材中的情境图制成课件，在屏幕上动态演示两个气球合在一起的全过程。通过老师的启发提问，组织学生动手摆一摆圆片，从中体会加法的含义，就是把几和几合在一起，用加法计算。由于课件直观、形象和学生亲身动手操作，学生看得仔细，参与教学，既节省了时间，又丰富了教学内容。既加大了练习密度，又变换了练习形式，提高了课堂教学效率。
2.利用信息技术使练习形式的灵活、多样，激发学生的求知欲。
小学生有意注意时间较短、易疲劳，易开小差，只有不断的改变练习形式，不断给学生以新的刺激，才能使他们保持旺盛的战斗力。
例6：在练习中编各种形式的选择题、填空题、是非题等，根据练习的情况，给予必要表扬鼓励或重复练习等。

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学生的学习兴趣来源于所接受的信息，信息的传递方式适合学生的口味，学生就容易接受，兴趣就浓。因此，作为教师就要很好地把握多媒体及网络信息资源这个教学工具，最大限度的为学生传递更容易接受的信息，使学生在课堂教学中发挥出更多的聪明才智。
3.人机交流及时的反馈教学信息，矫正学生知识误区。
利用计算机的分组辅导，个别辅导、交互辅导功能，教师可以将整个教学与个别辅导结合起来，实现因材施教。同时运用多媒体技术可以即时、准确的判定学生解答问题是否正确，教师可以根据学生练习作业的情况，给予即使矫正、补救！让学生即使纠正知识结构中出现的偏差。   
（五）小结提高
本环节是一堂课的结尾部分，也是课堂教学中不可缺少的一环。在本环节里，教师可以运用多媒体帮助学生回忆、梳理、小结，巩固本节课的学习内容。同时留给学生一个自由创造发展的广阔空间。
总之，信息技术的应用为数学教学注入新的生命力，信息技术与数学教学的有机整合，是数学教学改革中的一种新型教学手段；是促进学生素质全面、持续、和谐地发展的有力保障；也是让学生主动参与探索知识的过程，品尝学习的成功体验和乐趣的有效捷径。这种以现代教育技术辅助的小学数学课堂教学，重视激发学生兴趣，重视学生学习过程，重视师生间、学生间的思维互动。这样的数学课堂才是多彩的数学课堂！