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芻議數(shù)學(xué)與信息技術(shù)的課程整合
彭澤二中 朱偉華【內(nèi)容摘要】信息技術(shù)與課程整合是現(xiàn)代教學(xué)發(fā)展的必然趨勢。信息技術(shù)輔助教學(xué)為現(xiàn)代數(shù)學(xué)教學(xué)注入了新的活力。曾幾何時，各種課型必用多媒體技術(shù)，以至于一時泛濫，很多教師為用而用，更有甚者一節(jié)課全用幻燈演示，學(xué)習(xí)的重難點如走馬觀花，與利用信息技術(shù)來輔助教學(xué)的本意相違。本文就運用信息技術(shù)優(yōu)化數(shù)學(xué)課堂教學(xué)，以達(dá)到信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)實踐整合提出了幾點思考，從三個方面談到自己實際應(yīng)用中所遇到的幾個問題，也在自己教學(xué)實踐的探索中總結(jié)了幾條信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)整合的策略。
【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)、課程整合、素質(zhì)教育
提到信息技術(shù),人們自然而然地聯(lián)想到計算機。不錯,網(wǎng)絡(luò)計算機是信息技術(shù)的一個載體、一個操作平臺。運用以網(wǎng)絡(luò)計算機為核心的多媒體技術(shù)教學(xué)活動，正在成為我國現(xiàn)代課堂教學(xué)的發(fā)展趨勢。多媒體教學(xué)備受青睞，公開課，評優(yōu)課，觀摩課等必須運用多媒體教學(xué)，否則就似乎缺少教學(xué)改革精神，就可能得不到好評。然而正是由于對信息技術(shù)與學(xué)科整合的不理解而造成的一哄而上，使教學(xué)中出現(xiàn)了一些令人憂慮的現(xiàn)象。我也曾觀摩許多數(shù)學(xué)課堂教學(xué)，事實上有些多媒體的使用往往成了“幻燈機”和“電子黑板”的簡單累加。教師成了機器操作員和畫面講解員,使用后的數(shù)學(xué)課件更是束之高閣。我自己也深有體會，為一堂公開課花幾天時間精心制作的課件，用過后就放置一邊，運用頻率低，費時費力。針對這些情況，我就信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)的整合談?wù)勛约旱娜c看法。
一、整合是革新與繼承，是承繼性發(fā)展
新課標(biāo)指出：數(shù)學(xué)課程的設(shè)計與實施應(yīng)重視運用現(xiàn)代信息技術(shù)，特別要充分考慮計算器、計算機對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容和方式的影響，大力開發(fā)并向?qū)W生提供更為豐富的學(xué)習(xí)資源，把現(xiàn)代信息技術(shù)作為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和解決問題的強有力工具。由此可見，數(shù)學(xué)教學(xué)需要改革和創(chuàng)新，我們應(yīng)該積極尋找信息技術(shù)和數(shù)學(xué)學(xué)科的整合點來優(yōu)化課堂教學(xué)，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和信息素養(yǎng)。
一般地說，打破舊傳統(tǒng)、實行革新，是積極的進步的。但優(yōu)秀傳統(tǒng)還是應(yīng)該繼承和發(fā)揚的。教學(xué)模式包括教學(xué)方法、技術(shù)手段等固然要革新，但更重要的是教學(xué)思想要更新。如果是思想觀念陳舊，則無論運用多么先進的媒體和技術(shù)，恐怕也只能像是木乃伊披上現(xiàn)代化時裝。在教學(xué)實踐中,有些教師制作的數(shù)學(xué)課件，背景畫面復(fù)雜，幾何圖形變幻莫測，按鈕奇形怪狀，并且使用大量的動畫和音響。這些課件畫蛇添足、喧賓奪主，分散了學(xué)生的注意力，沖淡了他們對學(xué)習(xí)重點、難點的關(guān)注。如一位教師教學(xué)生作長方體的直觀圖的作法時，整個過程都采用播放動畫來示范。動畫是好，但它會削弱學(xué)生對圖形的直觀圖作法要點的注意力，其效果可能遠(yuǎn)不及教師在黑板上作圖示范來得好。為什么呢？這就涉及到教師對利用信息技術(shù)教學(xué)的一個認(rèn)識和觀念問題了，信息技術(shù)為什么而用，如何成功運用之，還需要做深入地探討。另一方面，一些成功的傳統(tǒng)教法還應(yīng)繼承和發(fā)揚。比如：講解，以往教師“滿堂灌”，如今用了信息技術(shù)難道就可以忽視精彩講解了嗎？教師是主導(dǎo)，該直接告訴學(xué)生的就不要怕講，而關(guān)鍵是講多少、講什么�？傊纫粩啻蚱婆f傳統(tǒng)的束縛，又要結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)傳承優(yōu)秀傳統(tǒng)，二者并非水火不容，而是并行不悖的，是揚棄。
二、整合需要研究，更需要注重開發(fā)
近幾年，在課堂教學(xué)中運用多媒體計算機輔助教學(xué)較為普遍。但多媒體輔助教學(xué)大多是教師單人單機操作，往往是以教師的演示為中心的教授式教學(xué)，在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生一直處于被動接受狀態(tài)，失去了與學(xué)生互動過程。這樣的教學(xué)難以展現(xiàn)信息技術(shù)輔助教學(xué)深邃的內(nèi)涵,其豐富的表現(xiàn)形式?jīng)]有挖掘出來,學(xué)生僅僅停留在豐富新穎好看的媒體淺層上。信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程整合是一種有機的結(jié)合，是使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中真正的成為信息加工的主體和知識意義的主動建構(gòu)者，而不僅僅是外部刺激的被動接受者和知識灌輸?shù)膶ο�。所以對信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程的整合的研究非常重要。這種研究應(yīng)用不是簡單的把信息技術(shù)作為輔助教師的演示工具，而是實現(xiàn)信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)的融合，來促進數(shù)學(xué)教學(xué)方式的根本變革。
同時，教師自己制作課件不僅需要掌握專門的工具軟件知識，還要花費大量的時間、精力和財力。而大多教師只學(xué)過用PowerPoint制作課件，對其他課件制作軟件不了解，不會從中選擇和整合使用，因而所制作的課件的實用性、交互性不夠。 而開發(fā)一些交互式課件是非常必要的。當(dāng)前的課件設(shè)計往往是教師和設(shè)計者采用個體式，作坊式操作，耗時多，規(guī)模小，效益低。這樣的課件難以轉(zhuǎn)化為日常的教學(xué)資源。再者就是大部分教師對計算機輔助教學(xué)知之甚少，不會分解出課件中有利于自己教學(xué)的“課件碎片”，進行加工整合，以至于校內(nèi)課件開發(fā)時間長，運用頻率低。所以開發(fā)一些交互式“課件碎片”的積件，具有刻不容緩的責(zé)任。這樣,教師就能縮短上一節(jié)多媒體課的準(zhǔn)備時間，提高課件的實用性。
三、整合只是手段，其真正目的是促進學(xué)生學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)策略轉(zhuǎn)變
新課標(biāo)的基本理念主要體現(xiàn)在關(guān)注學(xué)生的發(fā)展，其中把培養(yǎng)學(xué)生能夠具有初步的創(chuàng)新精神和實踐能力作為關(guān)注學(xué)生發(fā)展的重要目標(biāo)。信息技術(shù)具有強大的信息加工能力，能在瞬間處理大量文字、圖像、聲音、動畫等教學(xué)信息，使課堂教學(xué)突破時間和空間限制，提高了教學(xué)信息傳遞的質(zhì)量、容量和速度，它的優(yōu)點是顯而易見的；而數(shù)學(xué)是一門抽象程度很高的學(xué)科。如果把信息技術(shù)作為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和解決問題的強有力的工具，并致力于去改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生樂意而且有更多精力投入到現(xiàn)實探索性的數(shù)學(xué)活動中去，那么就可以在數(shù)學(xué)實踐活動中化抽象為形象、化靜為動，再現(xiàn)思維過程，豐富學(xué)生表象，促進學(xué)生對數(shù)學(xué)材料的理解，形成良好的空間觀念等等。特別是那些具有互動性質(zhì)的課件，讓學(xué)生在動手的過程中了解知識、認(rèn)識知識，從而構(gòu)建知識體系，這對學(xué)生的學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)策略的轉(zhuǎn)變無疑是有幫助的。把信息技術(shù)應(yīng)用到數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，使各種教學(xué)資源和數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容相互融合，這就是整合。這種整合，如果運用恰當(dāng)，既可以優(yōu)化數(shù)學(xué)課堂教學(xué)，又可以促進學(xué)生轉(zhuǎn)變，那么我們運用這種手段的目的就達(dá)到了。
我在教學(xué)中嘗試運用信息技術(shù)輔助數(shù)學(xué)教學(xué)，除以上的種種困惑及思考外，我認(rèn)為教師在這場改革中，更要認(rèn)清自己所處的位置，明確自己肩負(fù)的責(zé)任，在教學(xué)中正確適時地應(yīng)用信息技術(shù)，做教學(xué)改革的促進者。那么，又如何提高教師信息化素養(yǎng)，從而來提高課堂教學(xué)的服務(wù)質(zhì)量，達(dá)到信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)更大程度上的整合呢？我認(rèn)為有以下四點策略，僅供參考。
1、更新觀念，強化素質(zhì)。
信息技術(shù)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲入對教師提出了新的挑戰(zhàn)，教師的職能發(fā)生了深刻變化，由傳統(tǒng)教育的“傳道、授業(yè)、解惑”的主導(dǎo)者轉(zhuǎn)化為學(xué)生學(xué)習(xí)活動的組織者與協(xié)調(diào)者、學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、學(xué)生中的首席。教師要改變教育觀念，自覺順應(yīng)信息時代的需要，善于學(xué)習(xí)，勤于研究，勇于創(chuàng)新，不斷提高自身素質(zhì)。一方面，教師應(yīng)沖出“以書本知識為本”的舊觀念的束縛，深刻認(rèn)識21世紀(jì)信息技術(shù)教育對傳統(tǒng)教育帶來的巨大沖擊與挑戰(zhàn)，樹立“以學(xué)生發(fā)展為本”的教育新思想，積極學(xué)習(xí)新課改理論，樹立正確的學(xué)習(xí)觀、教學(xué)觀、課程觀。另一方面，教師要不斷充實自己，不斷提高自己的信息素養(yǎng)，掌握必要的計算機、網(wǎng)絡(luò)操作知識和課件制作技術(shù)；要練就一雙慧眼，能對網(wǎng)上信息進行選擇和判斷，以最快的速度搜羅自己需要的資料，要學(xué)會借鑒網(wǎng)上的名師教案、課件或科研成果，實現(xiàn)網(wǎng)上協(xié)同備課。華南師大曾做過一項權(quán)威性的問卷調(diào)查表明：學(xué)生在回答問題“跟平時相比，教師在用電腦上課時，你的注意力如何”時，有14.4%的人選“A.非常集中”，35.4%的人選“B.比較集中”,38.1%的人選“C.沒什么兩樣”，而有12.1%的人選“D.我的注意力反而不能集中”。這說明用計算機輔助數(shù)學(xué)教學(xué)能使半數(shù)學(xué)生比平時更加集中精力，但同時也導(dǎo)致了12.1%的人注意力反而不能集中。究其原因，一是部分?jǐn)?shù)學(xué)教師計算機水平不夠高，導(dǎo)致在課堂上操作失誤或課件設(shè)計中出現(xiàn)一些錯誤，影響了學(xué)生的注意力；另一方面是有些數(shù)學(xué)教師為了追求美觀，在課件中設(shè)計了與教學(xué)內(nèi)容無關(guān)的動畫、聲音或圖片，干擾了學(xué)生的注意力。其實數(shù)學(xué)課件的設(shè)計不必片面追求華麗，這一點從學(xué)生回答“數(shù)學(xué)教師用電腦上課時，屏幕是否越漂亮越好”可以看出。選“A.對，越漂亮越好”的占30.7%,選“B.不，關(guān)鍵是能幫助我理解問題”的占45.7%,選“C.無所謂”的占18.8%,而選“D.其它”的占4.9%。在其它一項的回答中，絕大多數(shù)人要求課件的設(shè)計要“簡潔，清晰，能幫助理解”。
2、把握重點，適度運用。
我認(rèn)為，在高中數(shù)學(xué)中有如下四個方面的內(nèi)容適合于進行多媒體教學(xué)：（1）函數(shù)圖像問題，例如研究指數(shù)函數(shù)，對數(shù)函數(shù)的圖像，對參數(shù)賦予不同的值就有不同的圖像；（2）軌跡問題，如平面解析幾何中有關(guān)圓、橢圓、雙曲線、拋物線等問題；（3）空間圖形問題，如截面問題，立體圖的展開問題等；（4）對于一些比較復(fù)雜的圖形或較難畫出的圖形可利用計算機作出來，也很有優(yōu)勢，例如，正、余弦函數(shù)的圖像，圓的漸開線，等速螺線，歐拉公式的推導(dǎo)等。而對于可用可不用或根本就不適合用的內(nèi)容，則沒有必要強加使用計算機。例如，一堂課只是需要書寫文字或公式，那就不如不用；又如講授尺規(guī)作圖時，如果用電腦演示則缺乏真實感，效果反而不好，倒不如直接在黑板上用直尺和圓規(guī)作圖印象深刻；再如，用動畫將一個容器中的液體倒入其它容器中探求兩幾何體的體積關(guān)系的方法，不如用實物演示直觀可信。
調(diào)查表明，對于運用多媒體技術(shù)教學(xué)，高中生有70％以上的學(xué)生是喜歡的。54%的高中生認(rèn)為“能幫助自己更好的思維，印象很深”。為什么呢？因為高中知識有較多抽象的內(nèi)容，如立體幾何中，一些空間圖形的性質(zhì)與關(guān)系較復(fù)雜。因此，有不少學(xué)生感覺數(shù)學(xué)內(nèi)容過于嚴(yán)肅、枯燥，學(xué)習(xí)起來平淡無味，但是如果在展示問題時，適度運用課件，或把重點、難點的內(nèi)容設(shè)置成醒目的顏色，或讓“固定的”幾何圖形運動起來，提供豐富的感知信息，可以刺激學(xué)生的視覺和聽覺，激起他們的學(xué)習(xí)興趣，促進他們積極思考。如教學(xué)《圓柱、圓錐、圓臺及它們的側(cè)面積》一章時，可用《幾何畫板》制作分別以矩形的一邊、直角三角形的直角邊、直角梯形垂直于底邊的腰所在的直線為旋轉(zhuǎn)軸，其余各邊旋轉(zhuǎn)一周的動態(tài)過程，讓學(xué)生觀察這一過程以及這樣旋轉(zhuǎn)一周而成的面所圍成的幾何體，從中抽象出圓柱、圓錐、圓臺的本質(zhì)屬性，形成概念。還可利用《幾何畫板》將幾何體的切割、移動、重疊、翻轉(zhuǎn)等形象生動地展示給學(xué)生，并輔之以必要的解說，幫助學(xué)生形成立體空間感。通過動畫模擬，解除了傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生憑空想象、難以理解之苦，他們積極思維，尋找圖形中的內(nèi)在聯(lián)系和進行公式推導(dǎo)的能力大為加強。 因此，在整合過程中要注意做到適度，把握重點。
3、挖掘資源，拓寬視野。
網(wǎng)絡(luò)的廣泛使用促使教學(xué)內(nèi)容不再局限于書本知識。從目前絕大部分高中開設(shè)的研究性學(xué)習(xí)課程的實踐表明，引導(dǎo)學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)收集實際生活中的數(shù)學(xué)問題并進行研究，是學(xué)生最感興趣的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方式。如教學(xué)《統(tǒng)計表與統(tǒng)計圖》時，引導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)收集近五年、十三年來的國民生產(chǎn)總值，每百人中電話、手機擁有量等數(shù)據(jù)，繪制統(tǒng)計表與統(tǒng)計圖，學(xué)生不僅學(xué)到了統(tǒng)計表與統(tǒng)計圖的繪制方法，而且形象直觀地感受到改革開放取得的顯著成就，體會到數(shù)學(xué)來自社會生產(chǎn)與生活、服務(wù)于社會生產(chǎn)與生活的道理。
另外，教材中的“閱讀材料”也是可以使用信息技術(shù)的重點內(nèi)容。閱讀材料介紹了一些數(shù)學(xué)史和數(shù)學(xué)知識，這些內(nèi)容注重數(shù)學(xué)與其他學(xué)科的滲透交融，不少是在數(shù)學(xué)下的問題。教師如果以這些內(nèi)容為出發(fā)點，善于在網(wǎng)上收集數(shù)學(xué)應(yīng)用范例、數(shù)學(xué)史料，開設(shè)第二課堂，借以擴大學(xué)生的知識面，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識，實在是貼切不過的。
4、自主探究，建構(gòu)新知。
現(xiàn)代數(shù)學(xué)教學(xué)主張把學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生在教師的監(jiān)控和引導(dǎo)下自主探究中實現(xiàn)知識建構(gòu)。教學(xué)中，我們要鼓勵學(xué)生自主地操作、嘗試、交流、討論、質(zhì)疑、解惑，把問的權(quán)利交給學(xué)生，把講的機會讓給學(xué)生，把做的過程放給學(xué)生，盡可能多地給予學(xué)生自主探究的時間和空間，徹底改變過去那種灌輸注入式的教學(xué)模式。如在教學(xué)“三角函數(shù)圖像”時，教師可以通過設(shè)置句柄控制三角函數(shù)圖像，讓學(xué)生上機操作,對于 自己輸入不同的值，觀察不同的 系數(shù)取值時，圖像所發(fā)生的變化，探索系數(shù)對圖像的影響，學(xué)生通過觀察、討論，在教師的點撥指導(dǎo)下，逐漸形成自己的知識體系，達(dá)到知識的重新建構(gòu)。所以，整合要注意控制節(jié)奏，重視學(xué)生的思考與參與互動。
總之，信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的整合勢不可擋，我們只有迎難而上，不斷探索、研究，注重實效，優(yōu)化整合，更好地發(fā)揮信息技術(shù)輔助教學(xué)的優(yōu)勢，才能緊跟時代步伐，使素質(zhì)教育真正落到實處。
【參考資料】
潘懋德主編：《計算機技術(shù)與中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)》教育科學(xué)出版社
陶維林：《用幾何畫板教平面解析幾何》清華大學(xué)出版社
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