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现代信息技术与高中数学的整合,充分提高课堂教学的有效性

现代信息技术与高中数学的整合,充分提高课堂教学的有效性
【摘要】当今社会,现代信息技术与高中数学课程的整合是时代发展的需要。大 力推进多媒体信息技术在教学过程中的应用,促进信息技术与学科课程的整合, 实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的 变革,充分发挥信息技术的优势,为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境 和有力的学习工具,从而提高课堂教学的有效性。 【关键词】现代信息技术 高中数学 整合 课堂 有效性 【正文】信息技术是研究信息的获取、传输和处理的技术。有效的教学是指在教 学活动中老师采用各种手段和方法,用最少的时间、最小的精力,取得尽可能多 的教学效果,实现特定的教学目标。随着信息技术蓬勃发展,教育改革的春风吹 遍校园, “采用什么样的教学策略和方法才能让我们的教学更有效”这一课题摆 在我们的面前。 《普通高中数学课程标准》指出:现代信息技术的广泛应用正在 对数学课程的内容、教学方式、学习方式等方面产生深刻的影响。作为一线数学 教师,我们不仅参加教材的整合,摸索和体会信息技术与数学教学的整合,更重 要的是要合理运用现代信息技术, 身体力行地去优化数学课堂教学并不断从中获 益。在信息技术与高中数学教学整合的实践中,我们首先确定哪些内容最适宜整 合,然后考虑采用怎样的形式与方式整合,探索最佳整合点,寻找最佳切入口, 为学生学习建构高中数学知识创设情境, 搭建舞台, 从而提高课堂教学的有效性。 一、现代信息技术与高中数学课程的整合,充分体现现代教学手段的优越性 运用现代信息技术,加上教师的精讲与启发,再结合学生的自主探索、质疑、 问难和讨论, 使学生通过身临其境的直观感受和仔细观察, 从而得出正确的结论, 改变了过去那种光靠教师“灌” ,学生被动接受的形式,有效的激发了学生学习 的兴趣;真正体现学生的主体地位。 (一)合理使用多媒体教室系统,优化教学环境 曾几何时,枯燥的教材,冰冷的作业,成为学生课堂的全部。这些远离生活 情境,缺乏情感,单调枯燥的知识,被威严的老师灌输式地传给学生,教师教得 枯燥乏味,学生学得毫无趣味可言。当我们学校所有教室均配备起了多媒体计算 机和大屏幕投影等设备后。我试着发挥起了多媒体教室系统的优势,利用它们图 文、声音、视频并茂的特点,用课前制作的课件,向学生完美呈现教学内容,进 行辅助课堂教学。多媒体的直观性,突破了视觉的限制,学生可多角度地观察对 象,并能够突出要点,有助于概念的理解和方法的掌握;图文声像并茂的特点, 则能多角度调动学生的情绪、 注意力和兴趣; 其交互性, 则让学生有更多的参与, 学习更为主动,并通过创造反思的环境,有利于学生形成新的认知结构。多媒体 的诸多特点,让我们大大地改变了教学环境。

(二)适当运用互联网搜索,实现教学方法的改革 互联网上海量、鱼龙混杂的知识极易吸引学生的兴趣,分散学生的注意力, 甚至将学生引入歧途。在课堂教学中自由开放互联网,教师很难控制课堂教学的 进程和管理学生, 也很难达到教学目的。 因而, 使用互联网教学并不多见。 但是, 教学中的互联网搜索的适当运用,却能收到非常好的教学效果。比如,对于有些 可以安排在机房上课的学科(计算机专业课、电子专业课等居多) ,我们完全可 以利用互联网这根线引导,调动学生学习的积极性、主动性,培养学生的学习能 力、协作能力和创新能 力。老师准备好自学课件,然后要求学生借助网络学习、 查阅本节课教材,同学之间可在网上讨论、交流并课外拓展学习。这样的教学, 以互联网搜索为主线,从概念的理解到问题的解答及拓展练习,都通过互联网学 习,改革了传统的教学方法。 (三)充分应用交互式多媒体教室系统,实现教学模式的深度变革 交互式多媒体教室为我们变革教学模式提供了可能,我个人非常喜欢应用交 互式多媒体教室教学。比如,像我们学校,有的机房安装了伽卡他卡电子教室、 有的机房安装了 NETOP SCHOOL 电子教室,我们上课时,可以利用电子教室实现 内容演示、过程控制、师生互动和动态评价。比如,我校推行的无纸化考试,就 是在交互式多媒体教室系统环境下进行测试。测试收上的电子答卷,可以由教师 利用电脑客观评判,并可以利用上课时间,将电子稿分发回学生,让他们拥有所 有同学的电子答卷,引导他们进行互评,并一次次地比较、改进,教师则可对每 个学生的改进进行动态评价。 利用电子教室进行考试不仅是无纸化考试的一种形 式,也是对学生推行过程评价的考核方法的一种尝试。应该说,交互式多媒体教 室系统的应用,在教学内容的呈现、教学过程监控、分层式教学分类指导、过程 评价等方面都能达到非常好的效果, 彻底改变了传统的教学模式, 应被充分重视、 全面应用和普遍推广。 二、现代信息技术与高中数学的整合切入点 (一) 利用信息技术呈现以往教学中难以呈现的课程内容, 变抽象的知识为具体、 形象的知识 我们的教学活动要想起到较好的效率,少不了课前的准备,因此在备课过程 中要将方方面面的因素都要考虑到,这就更需要教师能熟练把握教材,对前后知 识能一体地了解,无论对哪一堂课,教学目标的设计是关键的,随着信息技术的 深入, 我们不能放弃传统的教学目标, 不仅如此, 还应该视之为教学目标的重点, 当然,除这些传统的东西,还需要加一些有关信息技术的元素与血液。比如说培 养学生对信息技术的应用的能力等,在制定好了教学目标之后,应该设计一个好 的引入,这就需要媒体的运用,例如,椭圆第一定义的教学,教材通过实验引入

概念当然是一种好的方法, 但是要从一次实验发现离心率 e 对椭圆形状的影响很 困难,利用几何画板来展示这一实验,保持椭圆的长轴不变,在焦距逐渐缩小的 过程中,学生就能清晰感知离心率 e 对椭圆形状的影响。例如,幂函数图像错综 复杂,种类繁多,传统的教学方法是列表、作图,然后进行归纳,费时费力。我 在讲授幂函数一节时,作了一次利用几何画板进行探索的教学尝试,效果很好。 我事先找到幂函数的几何画板课件并根据自己的思路进行修改。 在课堂上先 提出教学目标: ①作出幂函数当指数取不同有理数时的图像,归纳出幂函数图像的种类; ②归纳幂函数性质。 用几何画板画图方便快捷,学生只要说出指数的值,运用课件图像就会立刻 出现。一会儿电脑上都出现了五花八门的图像,学生的兴致高涨。很快有同学发 现指数为奇、偶数的图像呈现不同类型;接着,又有同学发现分数指数对图像的 影响与分数分子、分母的奇偶有关。这样,教师只要稍加引导,学生通过自己的 观察、思考,完整地获得了幂函数的性质,而且印象特别深刻,从而较好地达成 了教学目标。 (二)利用信息技术进行数学实验教学,探究数学问题的本质 在高中数学里有很多定理、性质、规律和结论,实际上往往都是先通过一定 的观察、分析整理得到的。如果直接告诉学生结论,学生在理解上很可能会产生 困难,很难接受。可是现在在现代信息技术的基础上,学生通过实践,亲历整个 数学探索的过程,使他们处于主体地位,有利于发挥学生的想象空间,对要理解 的数学问题必然有相当深刻的认识。例如三角函数图像的教学,过去一般是以教 师讲解为主的。教师依次画出 y=AsinX、y=sinω X、y=sin(X+φ )的图像,然 后通过推理合成函数的图像,再分析这个函数的性质。这样教学,许多学生不但 对函数性质的理解感到困难,而且也不太明白为什么要设计这样的认识顺序。我 在教学中引入了实验的方法:先为学生准备好演示软件,告诉学生本节课的学习 目标是探索当 A、ω 、φ 准取不同的值时图像怎样变化,研究它们对函数的周期、 取值范围、单调区间的影响;接着让学生对 A、ω 、φ 自由赋值,输入后观察图 像的变化;再让学生变换输入这三个值的先后顺序,反复实验、探索。学生通过 自己实验、互相交流和探讨,很快发现了规律,并在小组合作学习的基础上经过 反复修正,正确写出函数的周期、取值范围和单调区间。特别是,通过实践,他 们懂得了在分析若干个参数对函数图像的影响时,应该对各参数分别研究,改变 一个参数的值时要保持其他参数的值不变。这样,学生在获得知识的同时,探究 的经验越来越丰富,分析归纳能力也得到了有效的培养。这样的探究活动,利用 传统教学手段是很难实现的。

(三)利用信息技术搭建理解数学知识的平台 数学是研究空间形式和数量关系的科学,高度的抽象性、严密的逻辑性,既 是数学的特点,也是数学的优点。正如《课标》所说, “数学在形成人类理性思 维和促进个人智力发展的过程中发挥着独特的、不可替代的作用” ,数学教育应 “使学生掌握数学的基础知识、基本技能、基本思想,使学生表达清晰、思考有 条理,使学生具有实事求是的态度、锲而不舍的精神,使学生学会用数学的思考 方式解决问题、认识世界” 。信息技术推进了数学教学的发展,为学生提供了更 大的学习空间,体现了数学内容呈现方式直观化、探索过程多样化和抽象问题具 体化等优势,但我们不能用“直观化、具体化”取代抽象的数学思维,直观演示 不能取代空间想象。 实验探索得到的结论, 或由实验启发得到的解决问题的思路, 必须经过严谨的数学推理才能验证其正确性。 《课标》在告诉我们要克服“双基 异化”倾向的同时提出了“符合时代要求的新的‘双基’ ”概念,我们要认真学 习、体会。这就要求我们在设计具体的教学活动时,认真研究数学教学的自身目 标和学生的实际需要,考虑哪些活动适宜在各种信息技术平台上进行,哪些活动 必须离开计算机;哪些运算可使用科学型计算器,哪些运算必须安排笔算训练。 要合理安排教学进程中每个步骤,适时、适度地发挥信息技术的作用。同时要考 虑到制作课件的效率,以尽量少的投入换取尽可能大的教学效益。 随着信息技术的发展, 计算机作为一种辅导教育的手段和工具被引入教学过 程中,教师的角色发生了变化。现代教育技术在教学中的应用,要求学生有更高 的学习策略和学习能力,教师不能再把传递知识作为自己的主要任务和目的,要 教会学生“学会学习” ,使学生的中心由“教”转变为“学” ,教师在教学中的地 位也由主导者转变为指导者、辅导者。 三、课堂教学中运用现代信息技术,提高高中数学教学的有效性 (一)创设真实情境,激发学生学习数学的兴趣与好奇心。 建构主义学习理论强调创设真实情境, 把创设情境看作是“意义建构”的必 要前提,并作为数学设计的最重要内容之一。而多媒体技术正好是创设真实情境 的有效工具;如果再与仿真技术相结合,则更能产生身临其境的逼真效果。 因此我认为应让学生更多地操作电脑来完成对数学知识的再发现, 体验数学 美的魅力。如在上三角函数的图像、“立体几何”导言课时,运用多媒体手段可 以变静为动,变抽象为具体,使教学内容得到深化。在实际情境下进行学习,激 发了学生的联想思维,激发了学生学习数学的兴趣和好奇心,有效地降低了学生 对数学的恐惧。使学生能利用自己原有认知结构中的有关经验,去同化和索引当 前学习到的新知识,从而在新旧知识之间建立起联系,并赋予新知识某种意义。 (二)拓宽学习资源,通过“情境再现”,使数学教学成为再创造、再发现的教

学。 利用多媒体向学生展示科技发展史尤其是数学发展史, 运用电脑模拟数学发 现的历程,使用计算机进行数学试验,通过电脑证明数学定理,让学生通过数学 问题的发现、 提出、 探究、 解决过程的情景再现, 意识到“问题是数学的心脏”, 重要的问题历来就是推动数学前进的最重要的力量, 进而“启发学生如何去发现 问题和提出问题; 并善于独立思考, 学会分析问题和创造性地解决问题。 ”例如, 笔者在讲解解析几何内容时就通过课件《奇妙的坐标系》向学生展示了坐标系的 诞生、完善及应用历程,使数学教学成为了再创造、再发现的教学。 (三)创设想象情境,拓宽思维空间,培养学生的想象能力和发散思维。 贝弗里奇教授说: “独创性常常在于发现两个或两个以上研究对象之间的相 似点,而原来以为这些对象或设想彼此没有关系。”这种使两个本不相干的概念 相互接受的能力,一些心理学家称之为“遥远想象”能力,它是创造力的一项重 要指标。让学生在两个看似无关的事物之间进行想象,如同给了学生一块驰骋的 空间。人的生活中有一种比知识更重要的东西,那就是人的想象力,它是知识进 化的源泉。因此,在教学中可充分利用一切可共想象的空间,挖掘发展想象力的 因素,发挥学生的想象力。 例如:课本上的图形是“死图”,无法表现二次曲线的形成过程,而黑板上 的图形鉴于技术原因,很难画的准确,更难展现二次曲线的连续变化,而利用多 媒体就可以生动的把离心率的大小变化与圆锥曲线的形状变化, 这种数与形之间 的内在联系完美的展现出来。同时,也可展示出椭圆、抛物线、双曲线三种“看 似不相关”的二次曲线之间的内在联系。在教学过程中,可由学生通过网络访问 教师放置的服务器上的课件,让学生独立探索得出结论。 (四)创设纠错情境,培养学生严谨的逻辑推理能力。 “错误是正确的先导” ,学生在解题时,常常出现这样或那样的错误,对此 我针对学生常犯的隐晦错误利用现代教育技术,创设纠错情境,引导学生分析研 究错误的原因,寻找治错良方,在知错中改错,在改错中防错,以弥补学生知识 上的缺陷和逻辑推理上的缺陷,提高解题的准确性,增强思维的严谨性。例如: 学生常常想当然的把平面几何的有关性质照搬到立体几何中, 教师在黑板中很难 表示清楚,我利用几何画板设计并创作了“边对应垂直的两个角”的课件,让学 生自主探索,自己纠错,就收到了良好的效果。 总之,现代教育技术能够变革课堂教学的传递结构,扩展信息功能,增加个 别化教学的能力,优化教学;但也要注意,现代教育技术也不可能解决教学中的 所有问题,因此夸大其作用,试图以此盲目代替传统教学的做法是不现实的,在 未来的教学当中,现代教育技术必将得到进一步的应用;但现代教育技术的运用

不能无节制,要与常规教学相结合,要以促进教学过程的优化为重点,设计好媒 体使用的强度和时机。当然,这还需要我们在今后的教学实践中,继续去探索和 完善。 参考文献:
〔1〕柏永红,何昊.新课程理念下高中数学与信息技术的有效整合初探.安徽省电教论 文. 〔2〕胡展航.高中数学课程与信息技术整合中存在的问题及对策. 〔3〕 戴佳珉,蔡纶, “中学数学 CAI 教学软件的现状与思考” ,数学通报,1997 年 1 月.


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