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摘 要:本文通过信息技术在中学数学教学中的实践,探索和应用数学信息技术的优势,改善数学课堂教学结构,促进学生有效学习,提高学生数学能力,培养学生的创新精神和创造力,提高学生的“信息素养”和综合素质。
关键词:信息技术 数学CAI 多媒体 实验环境
中图分类号:G633.6 文献标识码:A文章编号: 1673-1875(2008)08-104-01
一、问题的提出
我国新修订的《义务教育阶段国家数学课程标准》指出:“数学作为一种普遍适用的技术,有助于人们收集、整理、描述信息,建立模型,进而解决问题,直接为社会创造价值。”因而,科学地运用现代教育媒体,改革传统的教育教学模式,促进教学整体优化,是深化教育改革的需要,也是摆在我们面前的迫切任务。
二、理论依据
1、建构主义学习理论认为:知识不能从一个人迁移到另一个人,而是学习者在一定的情境即社会背景下,借助他人（包括老师和学习伙伴）的帮助,利用必要的学习资料,通过建构意义的方式而获得。建构主义的学习理论强调以学生为中心,它不仅要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体,知识意义的主动建构者,而且要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者,信息技术为学生的意义建构提供了一个理想的认知工具。
2、信息技术教育的目标是:通过信息技术课程使学生具有获取信息、传输信息、处理信息和应用信息的能力,培养学生良好的信息素养,把信息技术作为支持终身学习和合作学习的手段,为适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。
3、数学学科的特点决定了数学教学的核心是培养思维能力,包括思维的发散性、深刻性、批判性、灵活性、敏捷性和广阔性等。信息技术以其交互性强、运算速度快,图文音像并茂,及时反馈结果等优势为学生提供了发展自我思维能力的空间。
三、应用信息技术手段的原则和内容
根据现代教学理论、数学学科的特点,在教学中坚持以下三大原则:一是效率原则。必须在教学时间、精力、费用投入相对恒定的情况下,追求最好的教学质量和教学效果;二是与传统教学媒体优势互补原则。并非所有的教学内容都要用计算机,有的内容用传统教学手段能很好解决,就不必采用计算机处理。三是以教师为主导、学生为主体的教学设计原则。数学教学过程是老师和学生对数学的意义和价值进行合作性建构的过程,学生是认知的主体,是意义的主动建构者,教师是学生建构活动的设计者、组织者、引导者、帮助者和促进者,必须按照这个原则来进行教学。
在教学中以《几何画板》为基本软件,采用现有的工具软件（如Word, PowerPoint等）作为辅助软件,构建了数学CAI的课堂教学结构,其过程及各环节的基本含义如下:
1、创设情景:良好的问题情景,可以激发学生的思维兴趣,有效地激发联想,唤醒长期记忆中有关的知识、经验或表象,为掌握新知识创造一个最佳的心理和认知环境。
2、引导探究:信息技术为学生的数学活动营造了一个理想的环境,学生可以观看老师演示或通过自己的动手操作,从动态中观察、探索、归纳,发现规律,得出结论,实现了知识意义的主动建构。
3、组织交流:数学学习需要交流,这是数学教学过程中不可忽视的重要环节。因为学生学习数学不仅需要听,而且更需要自己做和说,有机会探究观察,交流数学概念或原理的形成过程和答案。让学生的思维处于高度运转状态,知识便在教师指导下,通过交流反馈,学生自己主动建构方式而获得。
4、变式训练:学生在探究、交流中获得的初步概念与技能。变式训练就是使之深化、熟练的基本环节。通过变式训练一是有助于排除非本质特性的干扰、容易混淆情况的干扰和复杂图形背景的干扰,同时还可以提高新旧知识的可分辨性;二是扩大了概念、公式、定理、法则应用的范围,有助于提高学生的概括能力;三是摆脱了“示范——模仿——练习”的习题训练单一模式,有利于培养学生独立思考、灵活转换、举一反三的能力,促进发散性思维的发展。
5、归纳小结:本环节通过必要的讲解或设问引导学生对获得的新知识和新技能适时归纳出带有一般性的结论,使其纳入学生原有的知识体系,或对原有知识系统进行改造、扩充、提高,使之包容它们,从而构建更高层次的知识结构。
6、反馈调节:在信息技术支持下,反馈调节可以两方面进行,一是教师在教学过程中通过观察、提问、课堂巡视、课内练习等途径及时了解和评定学生的学习效果,有针对性地进行答疑和讲解。二是学生通过网络教室的人机交互,立即反馈可以及时了解自己对所学知识的掌握情况,自我或在教师的指导下纠正偏差,弥补缺陷,提高学习效果。
四、思考
首先,应用数学CAI要留足师生活动的空间和时间。计算机高速处理信息的优点,改变了教师上课作图难、板书费时,课堂节奏缓慢的状态,增加了教学容量,提高了教学效率。但有的教师片面追求这种快节奏、高效率,把整节课的所有教学内容和板书都存储在电脑中,教师在课堂上动动鼠标,敲敲键盘,多媒体成了“电子黑板”,教师成了“机器操作者”,学生整节课面对着屏幕,原先低效的“人灌”,变成了高效的“机灌”,很难想象学生的思路能跟得上,这样的教学效果是可想而知的。因此,数学CAI教学应注意留足师生活动的空间和时间。
第二,应用数学CAI时要注意选好切入点,要用在教学的重点处,学生理解的难处。笔者曾见过一个辅助教学演示椭圆的画法及定义的课件,软件利用计算机绘图的功能,动态地把椭圆画出来,让学生通过观察给出椭圆的定义。虽然生动有效,但实际上老师在数学课上带上一根绳子两个图钉,就能非常直观地画出椭圆,并由此很方便地导出椭圆的定义。因此,数学CAI要注意选好切入点,克服传统教学媒体的不足,突破难点,提高教学质量。
第三,应用数学CAI要注意学生思维能力的培养。CAI可通过动画、过程演示等手段使抽象的问题具体化,使复杂的数学思维过程被更好地展现出来,变得易于理解,从而达到化难为易的目的,但在教学过程中,若只是一味地把一切抽象问题都形象化,使学生轻易得到答案,不利于学生思维能力的培养。因而教师在先进的教学思想指导下,用最佳的教学策略为学生创设一个更富有启发性的教学情境,发动学生积极参与,让他们去思考中、发现、探索,促进学生形象思维与抽象思维能力的同步发展。
第四,应用数学CAI切忌盲目追求“多媒体”功能。数学课件应当更多地体现出一种简洁的美,做到大方雅致,若把多媒体课件放在关注 “技术”成分上,结果上课时学生对课件的一些制作技巧感到新奇,听课的时候忙于对课件评头论足,这样的结果不仅不能增强教学效果,反而喧宾夺主,干扰学生思考,削弱课堂教学效果。
第五,数学CAI应尽量创设实验环境,促进学生有效学习。
目前,数学CAI中,以教为主的教学设计多,而以学为主的教学设计少,大多数课件都起着帮助教师讲解的作用。应尽量创设实验环境,引导学生通过计算机“实验操作—发现规律—提出猜想—证明猜想”,亲历数学建构过程,逐步掌握认识事物、发现真理的方法。
信息技术是带给教育的不仅是手段与方法的变革,而且包括教育观念教育模式在内的一场历史性变革。作为一名教师必须在先进的教学思想指导下,用最佳的教学策略把自己的教学经验和信息技术结合起来,为学生创设一个更富有启发性的教学情境,发动学生参与,让他们去思考、发现、探索,从而达到理解和掌握知识的目的,以发展思维能力,培养创造力,提高综合素质。
参考文献:
[1]美国国家研究委员会.人人关心数学教育的未来[M].世界图书出版公司
[2]何克抗.论现代教育技术深化改革.www.nrcce.com
[3]郑君文,张恩华.数学学习论[M].广西教育出版社.1996
[4]田万海.数学教育学[M].浙江教育出版社
[5]忻重义,万福永.几何画板在数学教学中的应用[M].华师大出版.2001
[6]何克抗主编.现代教育技术[M].北京师范大学出版社
关键词:信息技术 数学CAI 多媒体 实验环境
中图分类号:G633.6 文献标识码:A文章编号: 1673-1875(2008)08-104-01
一、问题的提出
我国新修订的《义务教育阶段国家数学课程标准》指出:“数学作为一种普遍适用的技术,有助于人们收集、整理、描述信息,建立模型,进而解决问题,直接为社会创造价值。”因而,科学地运用现代教育媒体,改革传统的教育教学模式,促进教学整体优化,是深化教育改革的需要,也是摆在我们面前的迫切任务。
二、理论依据
1、建构主义学习理论认为:知识不能从一个人迁移到另一个人,而是学习者在一定的情境即社会背景下,借助他人（包括老师和学习伙伴）的帮助,利用必要的学习资料,通过建构意义的方式而获得。建构主义的学习理论强调以学生为中心,它不仅要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体,知识意义的主动建构者,而且要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者,信息技术为学生的意义建构提供了一个理想的认知工具。
2、信息技术教育的目标是:通过信息技术课程使学生具有获取信息、传输信息、处理信息和应用信息的能力,培养学生良好的信息素养,把信息技术作为支持终身学习和合作学习的手段,为适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。
3、数学学科的特点决定了数学教学的核心是培养思维能力,包括思维的发散性、深刻性、批判性、灵活性、敏捷性和广阔性等。信息技术以其交互性强、运算速度快,图文音像并茂,及时反馈结果等优势为学生提供了发展自我思维能力的空间。
三、应用信息技术手段的原则和内容
根据现代教学理论、数学学科的特点,在教学中坚持以下三大原则:一是效率原则。必须在教学时间、精力、费用投入相对恒定的情况下,追求最好的教学质量和教学效果;二是与传统教学媒体优势互补原则。并非所有的教学内容都要用计算机,有的内容用传统教学手段能很好解决,就不必采用计算机处理。三是以教师为主导、学生为主体的教学设计原则。数学教学过程是老师和学生对数学的意义和价值进行合作性建构的过程,学生是认知的主体,是意义的主动建构者,教师是学生建构活动的设计者、组织者、引导者、帮助者和促进者,必须按照这个原则来进行教学。
在教学中以《几何画板》为基本软件,采用现有的工具软件（如Word, PowerPoint等）作为辅助软件,构建了数学CAI的课堂教学结构,其过程及各环节的基本含义如下:
1、创设情景:良好的问题情景,可以激发学生的思维兴趣,有效地激发联想,唤醒长期记忆中有关的知识、经验或表象,为掌握新知识创造一个最佳的心理和认知环境。
2、引导探究:信息技术为学生的数学活动营造了一个理想的环境,学生可以观看老师演示或通过自己的动手操作,从动态中观察、探索、归纳,发现规律,得出结论,实现了知识意义的主动建构。
3、组织交流:数学学习需要交流,这是数学教学过程中不可忽视的重要环节。因为学生学习数学不仅需要听,而且更需要自己做和说,有机会探究观察,交流数学概念或原理的形成过程和答案。让学生的思维处于高度运转状态,知识便在教师指导下,通过交流反馈,学生自己主动建构方式而获得。
4、变式训练:学生在探究、交流中获得的初步概念与技能。变式训练就是使之深化、熟练的基本环节。通过变式训练一是有助于排除非本质特性的干扰、容易混淆情况的干扰和复杂图形背景的干扰,同时还可以提高新旧知识的可分辨性;二是扩大了概念、公式、定理、法则应用的范围,有助于提高学生的概括能力;三是摆脱了“示范——模仿——练习”的习题训练单一模式,有利于培养学生独立思考、灵活转换、举一反三的能力,促进发散性思维的发展。
5、归纳小结:本环节通过必要的讲解或设问引导学生对获得的新知识和新技能适时归纳出带有一般性的结论,使其纳入学生原有的知识体系,或对原有知识系统进行改造、扩充、提高,使之包容它们,从而构建更高层次的知识结构。
6、反馈调节:在信息技术支持下,反馈调节可以两方面进行,一是教师在教学过程中通过观察、提问、课堂巡视、课内练习等途径及时了解和评定学生的学习效果,有针对性地进行答疑和讲解。二是学生通过网络教室的人机交互,立即反馈可以及时了解自己对所学知识的掌握情况,自我或在教师的指导下纠正偏差,弥补缺陷,提高学习效果。
四、思考
首先,应用数学CAI要留足师生活动的空间和时间。计算机高速处理信息的优点,改变了教师上课作图难、板书费时,课堂节奏缓慢的状态,增加了教学容量,提高了教学效率。但有的教师片面追求这种快节奏、高效率,把整节课的所有教学内容和板书都存储在电脑中,教师在课堂上动动鼠标,敲敲键盘,多媒体成了“电子黑板”,教师成了“机器操作者”,学生整节课面对着屏幕,原先低效的“人灌”,变成了高效的“机灌”,很难想象学生的思路能跟得上,这样的教学效果是可想而知的。因此,数学CAI教学应注意留足师生活动的空间和时间。
第二,应用数学CAI时要注意选好切入点,要用在教学的重点处,学生理解的难处。笔者曾见过一个辅助教学演示椭圆的画法及定义的课件,软件利用计算机绘图的功能,动态地把椭圆画出来,让学生通过观察给出椭圆的定义。虽然生动有效,但实际上老师在数学课上带上一根绳子两个图钉,就能非常直观地画出椭圆,并由此很方便地导出椭圆的定义。因此,数学CAI要注意选好切入点,克服传统教学媒体的不足,突破难点,提高教学质量。
第三,应用数学CAI要注意学生思维能力的培养。CAI可通过动画、过程演示等手段使抽象的问题具体化,使复杂的数学思维过程被更好地展现出来,变得易于理解,从而达到化难为易的目的,但在教学过程中,若只是一味地把一切抽象问题都形象化,使学生轻易得到答案,不利于学生思维能力的培养。因而教师在先进的教学思想指导下,用最佳的教学策略为学生创设一个更富有启发性的教学情境,发动学生积极参与,让他们去思考中、发现、探索,促进学生形象思维与抽象思维能力的同步发展。
第四,应用数学CAI切忌盲目追求“多媒体”功能。数学课件应当更多地体现出一种简洁的美,做到大方雅致,若把多媒体课件放在关注 “技术”成分上,结果上课时学生对课件的一些制作技巧感到新奇,听课的时候忙于对课件评头论足,这样的结果不仅不能增强教学效果,反而喧宾夺主,干扰学生思考,削弱课堂教学效果。
第五,数学CAI应尽量创设实验环境,促进学生有效学习。
目前,数学CAI中,以教为主的教学设计多,而以学为主的教学设计少,大多数课件都起着帮助教师讲解的作用。应尽量创设实验环境,引导学生通过计算机“实验操作—发现规律—提出猜想—证明猜想”,亲历数学建构过程,逐步掌握认识事物、发现真理的方法。
信息技术是带给教育的不仅是手段与方法的变革,而且包括教育观念教育模式在内的一场历史性变革。作为一名教师必须在先进的教学思想指导下,用最佳的教学策略把自己的教学经验和信息技术结合起来,为学生创设一个更富有启发性的教学情境,发动学生参与,让他们去思考、发现、探索,从而达到理解和掌握知识的目的,以发展思维能力,培养创造力,提高综合素质。
参考文献:
[1]美国国家研究委员会.人人关心数学教育的未来[M].世界图书出版公司
[2]何克抗.论现代教育技术深化改革.www.nrcce.com
[3]郑君文,张恩华.数学学习论[M].广西教育出版社.1996
[4]田万海.数学教育学[M].浙江教育出版社
[5]忻重义,万福永.几何画板在数学教学中的应用[M].华师大出版.2001
[6]何克抗主编.现代教育技术[M].北京师范大学出版社