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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(shì)。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(shí)，各種課型必用多媒體技術(shù)，以至于一時(shí)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(diǎn)如走馬觀花，與利用信息技術(shù)來(lái)輔助教學(xué)的本意相違。本文就運(yùn)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(shí)踐整合提出了幾點(diǎn)思考，從三個(gè)方面談到自己實(shí)際應(yīng)用中所遇到的幾個(gè)問(wèn)題，也在自己教學(xué)實(shí)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(jì)算機(jī)。不錯(cuò),網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)是信息技術(shù)的一個(gè)載體、一個(gè)操作平臺(tái)。運(yùn)用以網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)為核心的多媒體技術(shù)教學(xué)活動(dòng)，正在成為我國(guó)現(xiàn)代課堂教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)。多媒體教學(xué)備受青睞，公開(kāi)課，評(píng)優(yōu)課，觀摩課等必須運(yùn)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(píng)。然而正是由于對(duì)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(shí)上有些多媒體的使用往往成了“幻燈機(jī)”和“電子黑板”的簡(jiǎn)單累加。教師成了機(jī)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(huì)，為一堂公開(kāi)課花幾天時(shí)間精心制作的課件，用過(guò)后就放置一邊，運(yùn)用頻率低，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。針對(duì)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(diǎn)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(jì)與實(shí)施應(yīng)重視運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，特別要充分考慮計(jì)算器、計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容和方式的影響，大力開(kāi)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(wèn)題的強(qiáng)有力工具。由此可見(jiàn)，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(diǎn)來(lái)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(shuō)，打破舊傳統(tǒng)、實(shí)行革新，是積極的進(jìn)步的。但優(yōu)秀傳統(tǒng)還是應(yīng)該繼承和發(fā)揚(yáng)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(wú)論運(yùn)用多么先進(jìn)的媒體和技術(shù)，恐怕也只能像是木乃伊披上現(xiàn)代化時(shí)裝。在教學(xué)實(shí)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(cè)，按鈕奇形怪狀，并且使用大量的動(dòng)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(duì)學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)的關(guān)注。如一位教師教學(xué)生作長(zhǎng)方體的直觀圖的作法時(shí)，整個(gè)過(guò)程都采用播放動(dòng)畫來(lái)示范。動(dòng)畫是好，但它會(huì)削弱學(xué)生對(duì)圖形的直觀圖作法要點(diǎn)的注意力，其效果可能遠(yuǎn)不及教師在黑板上作圖示范來(lái)得好。為什么呢？這就涉及到教師對(duì)利用信息技術(shù)教學(xué)的一個(gè)認(rèn)識(shí)和觀念問(wèn)題了，信息技術(shù)為什么而用，如何成功運(yùn)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(yáng)。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�，既要不斷打破舊傳統(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(yáng)棄。
二、整合需要研究，更需要注重開(kāi)發(fā)
近幾年，在課堂教學(xué)中運(yùn)用多媒體計(jì)算機(jī)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(jī)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(guò)程中學(xué)生一直處于被動(dòng)接受狀態(tài)，失去了與學(xué)生互動(dòng)過(guò)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(lái),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(jī)的結(jié)合，是使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中真正的成為信息加工的主體和知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者，而不僅僅是外部刺激的被動(dòng)接受者和知識(shí)灌輸?shù)膶?duì)象。所以對(duì)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(jiǎn)單的把信息技術(shù)作為輔助教師的演示工具，而是實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)的融合，來(lái)促進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)方式的根本變革。
同時(shí)，教師自己制作課件不僅需要掌握專門的工具軟件知識(shí)，還要花費(fèi)大量的時(shí)間、精力和財(cái)力。而大多教師只學(xué)過(guò)用PowerPoint制作課件，對(duì)其他課件制作軟件不了解，不會(huì)從中選擇和整合使用，因而所制作的課件的實(shí)用性、交互性不夠。 而開(kāi)發(fā)一些交互式課件是非常必要的。當(dāng)前的課件設(shè)計(jì)往往是教師和設(shè)計(jì)者采用個(gè)體式，作坊式操作，耗時(shí)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(duì)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)知之甚少，不會(huì)分解出課件中有利于自己教學(xué)的“課件碎片”，進(jìn)行加工整合，以至于校內(nèi)課件開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)用頻率低。所以開(kāi)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(shí)間，提高課件的實(shí)用性。
三、整合只是手段，其真正目的是促進(jìn)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(shí)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(qiáng)大的信息加工能力，能在瞬間處理大量文字、圖像、聲音、動(dòng)畫等教學(xué)信息，使課堂教學(xué)突破時(shí)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(diǎn)是顯而易見(jiàn)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(wèn)題的強(qiáng)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(lè)意而且有更多精力投入到現(xiàn)實(shí)探索性的數(shù)學(xué)活動(dòng)中去，那么就可以在數(shù)學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中化抽象為形象、化靜為動(dòng)，再現(xiàn)思維過(guò)程，豐富學(xué)生表象，促進(jìn)學(xué)生對(duì)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(dòng)性質(zhì)的課件，讓學(xué)生在動(dòng)手的過(guò)程中了解知識(shí)、認(rèn)識(shí)知識(shí)，從而構(gòu)建知識(shí)體系，這對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)策略的轉(zhuǎn)變無(wú)疑是有幫助的。把信息技術(shù)應(yīng)用到數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)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(yùn)用恰當(dāng)，既可以優(yōu)化數(shù)學(xué)課堂教學(xué)，又可以促進(jìn)學(xué)生轉(zhuǎn)變，那么我們運(yùn)用這種手段的目的就達(dá)到了。
我在教學(xué)中嘗試運(yùn)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(chǎng)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(shí)地應(yīng)用信息技術(shù)，做教學(xué)改革的促進(jìn)者。那么，又如何提高教師信息化素養(yǎng)，從而來(lái)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(diǎn)策略，僅供參考。
1、更新觀念，強(qiáng)化素質(zhì)。
信息技術(shù)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲入對(duì)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(dòng)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(jué)順應(yīng)信息時(shí)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(shí)為本”的舊觀念的束縛，深刻認(rèn)識(shí)21世紀(jì)信息技術(shù)教育對(duì)傳統(tǒng)教育帶來(lái)的巨大沖擊與挑戰(zhàn)，樹(shù)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(shù)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(shí)自己，不斷提高自己的信息素養(yǎng)，掌握必要的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)操作知識(shí)和課件制作技術(shù)；要練就一雙慧眼，能對(duì)網(wǎng)上信息進(jìn)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(huì)借鑒網(wǎng)上的名師教案、課件或科研成果，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上協(xié)同備課。華南師大曾做過(guò)一項(xiàng)權(quán)威性的問(wèn)卷調(diào)查表明：學(xué)生在回答問(wèn)題“跟平時(shí)相比，教師在用電腦上課時(shí)，你的注意力如何”時(shí)，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(méi)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(shuō)明用計(jì)算機(jī)輔助數(shù)學(xué)教學(xué)能使半數(shù)學(xué)生比平時(shí)更加集中精力，但同時(shí)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(jì)算機(jī)水平不夠高，導(dǎo)致在課堂上操作失誤或課件設(shè)計(jì)中出現(xiàn)一些錯(cuò)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(jì)了與教學(xué)內(nèi)容無(wú)關(guān)的動(dòng)畫、聲音或圖片，干擾了學(xué)生的注意力。其實(shí)數(shù)學(xué)課件的設(shè)計(jì)不必片面追求華麗，這一點(diǎn)從學(xué)生回答“數(shù)學(xué)教師用電腦上課時(shí)，屏幕是否越漂亮越好”可以看出。選“A.對(duì)，越漂亮越好”的占30.7%,選“B.不，關(guān)鍵是能幫助我理解問(wèn)題”的占45.7%,選“C.無(wú)所謂”的占18.8%,而選“D.其它”的占4.9%。在其它一項(xiàng)的回答中，絕大多數(shù)人要求課件的設(shè)計(jì)要“簡(jiǎn)潔，清晰，能幫助理解”。
2、把握重點(diǎn)，適度運(yùn)用。
我認(rèn)為，在高中數(shù)學(xué)中有如下四個(gè)方面的內(nèi)容適合于進(jìn)行多媒體教學(xué)：（1）函數(shù)圖像問(wèn)題，例如研究指數(shù)函數(shù)，對(duì)數(shù)函數(shù)的圖像，對(duì)參數(shù)賦予不同的值就有不同的圖像；（2）軌跡問(wèn)題，如平面解析幾何中有關(guān)圓、橢圓、雙曲線、拋物線等問(wèn)題；（3）空間圖形問(wèn)題，如截面問(wèn)題，立體圖的展開(kāi)問(wèn)題等；（4）對(duì)于一些比較復(fù)雜的圖形或較難畫出的圖形可利用計(jì)算機(jī)作出來(lái)，也很有優(yōu)勢(shì)，例如，正、余弦函數(shù)的圖像，圓的漸開(kāi)線，等速螺線，歐拉公式的推導(dǎo)等。而對(duì)于可用可不用或根本就不適合用的內(nèi)容，則沒(méi)有必要強(qiáng)加使用計(jì)算機(jī)。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(shí)，如果用電腦演示則缺乏真實(shí)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(dòng)畫將一個(gè)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(shí)物演示直觀可信。
調(diào)查表明，對(duì)于運(yùn)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?yàn)楦咧兄R(shí)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(jué)數(shù)學(xué)內(nèi)容過(guò)于嚴(yán)肅、枯燥，學(xué)習(xí)起來(lái)平淡無(wú)味，但是如果在展示問(wèn)題時(shí)，適度運(yùn)用課件，或把重點(diǎn)、難點(diǎn)的內(nèi)容設(shè)置成醒目的顏色，或讓“固定的”幾何圖形運(yùn)動(dòng)起來(lái)，提供豐富的感知信息，可以刺激學(xué)生的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)，激起他們的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)他們積極思考。如教學(xué)《圓柱、圓錐、圓臺(tái)及它們的側(cè)面積》一章時(shí)，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(dòng)態(tài)過(guò)程，讓學(xué)生觀察這一過(guò)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(tái)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(dòng)、重疊、翻轉(zhuǎn)等形象生動(dòng)地展示給學(xué)生，并輔之以必要的解說(shuō)，幫助學(xué)生形成立體空間感。通過(guò)動(dòng)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(jìn)行公式推導(dǎo)的能力大為加強(qiáng)。 因此，在整合過(guò)程中要注意做到適度，把握重點(diǎn)。
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(shí)。從目前絕大部分高中開(kāi)設(shè)的研究性學(xué)習(xí)課程的實(shí)踐表明，引導(dǎo)學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)收集實(shí)際生活中的數(shù)學(xué)問(wèn)題并進(jìn)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(jì)表與統(tǒng)計(jì)圖》時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)收集近五年、十三年來(lái)的國(guó)民生產(chǎn)總值，每百人中電話、手機(jī)擁有量等數(shù)據(jù)，繪制統(tǒng)計(jì)表與統(tǒng)計(jì)圖，學(xué)生不僅學(xué)到了統(tǒng)計(jì)表與統(tǒng)計(jì)圖的繪制方法，而且形象直觀地感受到改革開(kāi)放取得的顯著成就，體會(huì)到數(shù)學(xué)來(lái)自社會(huì)生產(chǎn)與生活、服務(wù)于社會(huì)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(diǎn)內(nèi)容。閱讀材料介紹了一些數(shù)學(xué)史和數(shù)學(xué)知識(shí)，這些內(nèi)容注重?cái)?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(wèn)題。教師如果以這些內(nèi)容為出發(fā)點(diǎn)，善于在網(wǎng)上收集數(shù)學(xué)應(yīng)用范例、數(shù)學(xué)史料，開(kāi)設(shè)第二課堂，借以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)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(shí)，實(shí)在是貼切不過(guò)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(dòng)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(shí)現(xiàn)知識(shí)建構(gòu)。教學(xué)中，我們要鼓勵(lì)學(xué)生自主地操作、嘗試、交流、討論、質(zhì)疑、解惑，把問(wèn)的權(quán)利交給學(xué)生，把講的機(jī)會(huì)讓給學(xué)生，把做的過(guò)程放給學(xué)生，盡可能多地給予學(xué)生自主探究的時(shí)間和空間，徹底改變過(guò)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(shí)，教師可以通過(guò)設(shè)置句柄控制三角函數(shù)圖像，讓學(xué)生上機(jī)操作,對(duì)于 自己輸入不同的值，觀察不同的 系數(shù)取值時(shí)，圖像所發(fā)生的變化，探索系數(shù)對(duì)圖像的影響，學(xué)生通過(guò)觀察、討論，在教師的點(diǎn)撥指導(dǎo)下，逐漸形成自己的知識(shí)體系，達(dá)到知識(shí)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(dòng)。
總之，信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的整合勢(shì)不可擋，我們只有迎難而上，不斷探索、研究，注重實(shí)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(shì)，才能緊跟時(shí)代步伐，使素質(zhì)教育真正落到實(shí)處。
【參考資料】
潘懋德主編：《計(jì)算機(jī)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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