摘要: 信息技术与中学数学教学的整合是数学教育领域研究的一个重点课题。认真总结信息技术与中学数学教学整合的理论和实践研究成果,有利与使中学教师认清整合的优势和不足。本文在已有的研究基础上,从信息技术与数学教学整合的原则、条件、模式和出现的问题等方面进行了比较详细的综述,并提出一些见解,希望能对中学数学教师关于信息技术与数学教学整合理论的理解起到一定的理论和实践指导意义。
关键词: 信息技术中学数学教学整合
随着信息技术社会进程的不断加快,以多媒体技术和网络技术为核心的现代信息技术越来越大的影响着人们的生活和工作,也改变着教育和学习的方式。而且从教育的角度来说,进入21世纪后,教育的改革与发展将面临着新的挑战和机遇,而应对挑战和抓住机遇的关键,恰恰都集中地体现在如何把信息技术与课程教学有效地整合起来。数学学习在人们的生活和工作中起着举足轻重的作用,因而信息技术与中学数学教学整合的研究及探讨受到了广泛的重视。
根据《基础课程改革纲要》的要求,《普通高级中学数学课程标准(实验)》[1]特别强调了要注重信息技术在中学数学教学中的应用的新理念。《普通高级中学数学课程标准(实验)》明确提出:“数学新课程的设计与实施应重视运用现代信息技术,特别要充分考虑计算器、计算机对数学学习内容和方式的影响,大力开发并向学生提供更为丰富的学习资源,把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力工具。”因而对数学课程与信息技术进行整合的尝试已是不可避免。经过对相关资料的分析和一线数学教师的调查了解,对信息技术与数学教学整合相关理论,特别是整合理念和整合模式的理解不深入,是研究成果在中学数学教学实践中没有起到指导作用的一个主要原因。因此,笔者在国内已有相关研究的基础上,从信息技术与中心数学教学整合的优势及问题等三个方面作了综述性研究,并在某些方面提出了自己的个人看法。
一、信息技术与中学数学教学整合的原则和条件
(一)信息技术与中学数学教学整合的原则
关于信息技术与中学数学教学整合的原则的论述比较多。其中,笔者认为比较具有数学特色的观点有二:广东教育学院数学系许兴业教授在《关于信息技术与中学数学教学整合的几点思考》[2]一文中指出:
1.整合应体现数学学习的发现、探索的教学过程的原则。
2.整合应体现新课程标准“学生是数学学习的主人,教师是数学学习的组织者、引导者与合作者”的新理念原则。
3.整合应体现知识学习和创新精神相结合的原则。
4.整合应体现信息技术作为学习数学的基本认知工具原则。
5.整合应体现现实学习服务于终身学习的原则。
江门市实验中学屈文芝教师在《新课标下信息技术与初中数学课堂教学的整合》[3]一文中指出:
1.要与数学的学科特点相结合,突出数学的思维特点。
2.应以服务学生的学习为中心,变辅教为辅学。
3.应与传统教学优势互补。
4.应不过多加重教师的负担为原则。
总地来说,笔者认为二者的观点大多是一致的,尤其是“整合”需要体现学生主体性的重要原则,使学生慢慢地从被动的学习状态转变到主动的探究的学习中去。我们应该集传统教学与媒体教学的优势于一体,避两者之短。
(二)信息技术与中学数学教学整合的条件
关于信息技术与中学数学教学整合的条件,在北京教育科学研究院主持的《现代信息技术与中学数学学科教学的整合》课题结题报告中[4],众多专家认为信息技术与中学数学教学整合的条件主要有:
1.教育观念的更新是“整合”的前提条件。
2.教学方式的转变是“整合”的关键条件。
3.技术支持与培训是“整合”的基础条件。
4.教学研究与交流是“整合”的催化剂。
首先,笔者认为观念的转变是整合的一个不可或缺的条件,因为传统教育深入人心,因此观念的转变是重要的一节。其次,建构积极的探索的教学情境是整合的中心环节,这样才能让“整合”得到完美的发展。最后,技术的把握,是整合的必要条件。没有技术操作,就相当于失去了整合的根基。
二、信息技术与中学数学教学整合的模式
当代,教育体系大力强调素质教育,强调以学生为主体的课堂教学模式,而先进的信息技术为这一教学模式提供了优化教学的手段。但是决定学生学习效果的主要因素不是技术的先进与否,而是能否建构与信息化教学环境相匹配的新型教学模式。根据不同的教材和学生的不同特点来选择不同的整合模式是至关重要的。因此,认真总结和归纳现代信息技术与中学数学教学整合的模式是十分必要的。
根据对教学模式研究的深入分析,笔者认为操作性较好的整合模式可分为以下三类。
(一)基于技术的情境——探讨型教学模式
这种整合的模式,主要针对概念、公式、法则、定理和例题等知识形成的新授课,教师借以信息技术为教学工具,制作直观、逼真的教学课件,给学生创设形象生动的情境,激发学生的求知欲,引导学生主动学习,使学生真正的从枯燥无味的学习环境中活跃起来,远离传统教学导致的索然无味的学习环境。
例如,在讲授高中数学《等差数列的通项公式》[5]这一课时,对于新课的导入,教师不必采用以往的灌输式方法讲解公式,可利用计算机制作出立体逼真的彩色钢管堆放,由教师引导学生观察钢管堆放的规律,从而在一种直观的视觉情境中发现并归纳等差数列的通项公式,激起学生浓厚的兴趣并使学生主动投入到思考和探究中去,有效地提高了学习效率,并活跃了课堂气氛。
在这种整合的教学模式中,学生处于主体地位,在“观察”—“发现”—“猜想”—“证明”的过程中,建构了自身的学习方式和学习体系,培养了学习兴趣。这为学生知识、能力、个性的发展开拓了广阔的天空。
然而,这种教学模式在实践中却进入了误区。一些教师一味地追求课件的“外在美”,但是却忽略了教学内容的“内在美”,并在教学策略、教学方法上固守成规,还是以教师为中心的“他—我灌输”的教学模式。而且过于生动的动画效果往往会分散学生的注意力,干扰学生的观察,从而使学生忽略问题的内部本质,不利于学生自身数学思想的渗透和数学知识结构的形成。因此,数学教学课件的制作,应美观而不乏严谨性,生动而不乏科学性,应使学生真正能体会到“数学美”,从而激发学生主动参与学习的热情。
(二)基于软件的主题探索型学习模式
长期以来,传统的教学方法是以教师为中心,“他—我灌输”的教学及其环境导致了学生的被动学习,要真正实现学生从被动学习状态转变为主动学习状态,就需要我们将教学环境建构为学生学习的“自我实验”的实践环境。
基于数学实验的自主探求式学习为解决这一问题提供了强有力的支持。现阶段,建构主义学习理论和素质教育都强调要充分发挥学生的主体地位,所以在数学教学中,教师就要利用信息技术与学科的整合来培养学生主动参与学习的意识和积极探索的精神。
例如,对于高一代数的教学,重点是在函数的图像和性质上[5]。在教学设计中,教师就可以将信息技术整合的切入点安排为:
1.教学生熟练掌握《几何画板》。
2.学生自己动手利用《几何画板》进行数学实验,绘制严谨精确的函数图像。
3.学生根据自己绘制的函数图像,探求不同的函数性质。
这种教学模式,可让学生亲自动手操作,在实际操作中发现问题、解决问题。在这样一种开放的教学过程中,学生可以基于不同的软件,利用信息技术的优势,变换数学问题的条件、结论,从而主动地去探索和发现知识。
然而,这种教学模式在现实实践中也进入了误区。一些教师由于对理论研究成果理解的偏差和高考和中考的约束,教学思想依然陈旧,教学设计中仍然强调的是“教师中心论”和“知识传授法”。还有一些教师根本没有利用信息技术促进学生主动参与学习,而是把原先低效的“人灌”变成高速的“机灌”,使学生还是处于一种被动的学习状态下,忽略了学生的主体地位。
(三)基于资源的应用探究学习模式
要想培养学生的理论联系实际和通过数学知识来解决实际问题的意识和能力,基于资源的合作式学习是不错的教学模式。中学教师充分运用优越的信息资源,结合课程教材的内容和特点,以及不同学生的学习特点,科学的设计教学模式,是信息技术与中学数学教学整合模式的突破。而且,数学知识的应用也是培养创新精神和能力的另一个重要途径。
例如,在《函数的应用》[5]一课的教学设计上,教师就可采用让学生基于网络提供的资源分组合作的学习方式。《函数的应用》是高一数学函数部分与实际生活联系最为紧密的一节。关于这一节的讲授,传统的教学方法是采用几道例题抽象枯燥的讲解,这种方法的教学效果并不很理想,很多学生对于函数的理解反而更加迷惑。而基于资源的合作式学习模式可以使学生分工合作,充分利用网络庞大的信息资源查阅资料、数据、建立数学模型,从而使学生充分了解和落实数学的函数知识在实际问题中的应用。
这种教学模式真正突破了以教师为中心的教学模式,基于这种模式可开展诸如数学建模等活动。数学建模活动是真正把实际问题转化为数学问题,运用数学知识解决实际问题的教学活动。它使学生开始关注社会、关注生活,体验运用数学知识解决实际问题的过程,体验到数学的有用性,并增强了学生自身运用数学知识解决实际问题的能力。它真正给学生提供了自主学习、自主探索、自主提出问题、自主解决问题的机会及展现创造力的舞台。
但是,这种教学模式在实践中也出现了不妥之处。网络运行存在安全隐患与速度太慢等问题,对信息的收集、处理等造成了严重的影响,从而大大降低了学生网络学习的效果。一些教师对于这种模式采用了“大撒把”的态度,给予了学生过多的自主权,忽略了自己的引导和指导的重要作用。在教学时,部分教师忽视了师生之间的情感交流,没有起到引导学生自主探究,在一定指引下解决问题的作用。
三、信息技术与中学数学教学整合的优势及问题
近年来,学者专家们致力于信息技术与中学数学教学整合的研究,我们从中认识到了信息技术与中学数学教学整合的优势及存在的问题。根据专家们的研究,我们概括性地谈一谈整合的优势及问题。
(一)信息技术与中学数学教学整合的优势
房淑芹在《中学数学课堂教学与信息技术的整合》一文中指出,信息技术与中学数学教学整合的优势主要体现在[7]:
1.激发学习兴趣。
2.直观能突破视角的限制,多角度的观察对象,并能够突出要点,有助于概念的理解和方法的掌握,动态反映概念及过程,有效地突破难点。
3.更强的交互性。学生参与更多,学习更主动,并通过创造反思环境,形成新的认知结构。
江门市实验中学屈文芝教师在《新课标下信息技术与初中数学课堂教学的整合》一文中指出,信息技术与中学数学教学整合的优势主要体现在[3]:
1.信息技术变“学数学”为“做数学”。
2.动态图像有利于突破教学重点和难点。
3.课堂教学效率显著提高。
笔者认为信息技术与中学数学教学整合有很多优势,信息技术与中学数学教学的整合可以给学生提供观察、分析、综合、归纳、处理数据和发现规律的机会是它的最大优点。因为在这样的教学过程中,“整合”突出了学生的主体地位,使学生经历再创造和再发现的过程,培养了学生的创新精神和应用意识。这极大地调动了学生探求知识的欲望,充分发挥了以学生为中心的主体作用。
(二)信息技术与中学数学教学整合的问题
房淑芹在《中学数学课堂教学与信息技术的整合》一文中指出,信息技术与中学数学教学整合的问题主要体现在[7]:
1.应注意与传统数学教学密切结合。
2.应注意多媒体课件的使用与学生思维的结合。
官堂中学的王晓宾教师在《对数学新课程与信息技术整合现状的反思》一文中指出,要想真正实现整合,由于各方面的因素,还有较长的一段路要走。这些因素有[8]:
1.硬件设施。
2.没有完善的信息化教学平台,没有真正适合教师和学生使用的资源库。
3.多数教师目前还不具备良好的信息能力和先进教学理念。
4.学生还不具备一定的信息能力。
在具体实践中,信息技术与中学数学教学整合还存在着各种各样的问题。由于高考、中考的约束,一些教师仍然无法走出传统教学的界限,使学生对于自己的主体地位不明确,从而影响了“整合”优势的发挥。总的来看,现代信息技术与中学数学教学整合多数还停留在理论上作为探索,难以在常规教学中落实,因此教师和学生应共同努力,真正发挥信息技术与中学数学教学整合的优势。
总之,信息技术深刻地改变了数学世界,它的飞速发展,为中学数学教育的发展提供了先进的手段,也为数学思想提出了新的课题和要求。信息技术与中学数学教学整合的研究理论已经取得了丰硕的成果,但是根据国内对现代信息技术整合研究的现状,现代信息技术正在普及的趋势和在实践中还存在一些着不足。要想从理论和实践上推动中学数学课堂教学改革,使学生在学习中真正处于主体地位,使素质教育真正落到实处,我们就要不断的探索、研究和实践,充分的发挥信息技术的优势。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中数学课程标准(实验)[M].北京:人民教育出版社,2003.
[2]许兴业.关于信息技术与中学数学教学整合的几点思考[M].广东:广东人民教育出版社,2001.
[3]屈文芝.新课标下信息技术与初中数学课堂教学的整合[EB/OL].,2005-9-29.
[4]《现代信息技术与中学数学学科教学的整合》课题结题报告.北京教育科学研究院[EB/OL].,2005.7.30.
[5]人民教育出版社课程教材研究所编著.中学数学课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书·数学(必修1—5).北京:人民教育出版社,2004.
[6]中华人民共和国教育部制定.全日制义务教育数学课程标准(实验)[M].北京:北京师范大学出版社,2001.
[7]房淑芹.中学数学课堂教学与信息技术的整合[J].中国教育技术装备,2006,(11):96-101.
[8]王晓宾.对数学新课程与信息技术整合现状的反思[EB/OL].https://gtzx.hyedu.net.cn,2004.1.3.