芻議數學與信息技術的課程整合

芻議數學與信息技術的課程整合

彭澤二中   朱偉華
【內容摘要】信息技術與課程整合是現代教學發展的必然趨勢。信息技術輔助教學為現代數學教學注入了新的活力。曾幾何時，各種課型必用多媒體技術，以至于一時泛濫，很多教師為用而用，更有甚者一節課全用幻燈演示，學習的重難點如走馬觀花，與利用信息技術來輔助教學的本意相違。本文就運用信息技術優化數學課堂教學，以達到信息技術與數學教學實踐整合提出了幾點思考，從三個方面談到自己實際應用中所遇到的幾個問題，也在自己教學實踐的探索中總結了幾條信息技術與數學教學整合的策略。
【關鍵詞】信息技術、課程整合、素質教育

提到信息技術,人們自然而然地聯想到計算機。不錯,網絡計算機是信息技術的一個載體、一個操作平臺。運用以網絡計算機為核心的多媒體技術教學活動，正在成為我國現代課堂教學的發展趨勢。多媒體教學備受青睞，公開課，評優課，觀摩課等必須運用多媒體教學，否則就似乎缺少教學改革精神，就可能得不到好評。然而正是由于對信息技術與學科整合的不理解而造成的一哄而上，使教學中出現了一些令人憂慮的現象。我也曾觀摩許多數學課堂教學，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,使用后的數學課件更是束之高閣。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，我就信息技術與數學教學的整合談談自己的三點看法。
一、整合是革新與繼承，是承繼性發展
新課標指出：數學課程的設計與實施應重視運用現代信息技術，特別要充分考慮計算器、計算機對數學學習內容和方式的影響，大力開發并向學生提供更為豐富的學習資源，把現代信息技術作為學生學習數學和解決問題的強有力工具。由此可見，數學教學需要改革和創新，我們應該積極尋找信息技術和數學學科的整合點來優化課堂教學，轉變學生的學習方式，提高學生的數學素養和信息素養。
一般地說，打破舊傳統、實行革新，是積極的進步的。但優秀傳統還是應該繼承和發揚的。教學模式包括教學方法、技術手段等固然要革新，但更重要的是教學思想要更新。如果是思想觀念陳舊，則無論運用多么先進的媒體和技術，恐怕也只能像是木乃伊披上現代化時裝。在教學實踐中,有些教師制作的數學課件，背景畫面復雜，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，分散了學生的注意力，沖淡了他們對學習重點、難點的關注。如一位教師教學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，但它會削弱學生對圖形的直觀圖作法要點的注意力，其效果可能遠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教學的一個認識和觀念問題了，信息技術為什么而用，如何成功運用之，還需要做深入地探討。另一方面，一些成功的傳統教法還應繼承和發揚。比如：講解，以往教師“滿堂灌”，如今用了信息技術難道就可以忽視精彩講解了嗎？教師是主導，該直接告訴學生的就不要怕講，而關鍵是講多少、講什么�？傊�，既要不斷打破舊傳統的束縛，又要結合現代科學技術傳承優秀傳統，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
近幾年，在課堂教學中運用多媒體計算機輔助教學較為普遍。但多媒體輔助教學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，在學習過程中學生一直處于被動接受狀態，失去了與學生互動過程。這樣的教學難以展現信息技術輔助教學深邃的內涵,其豐富的表現形式沒有挖掘出來,學生僅僅停留在豐富新穎好看的媒體淺層上。信息技術與數學課程整合是一種有機的結合，是使學生在學習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者，而不僅僅是外部刺激的被動接受者和知識灌輸的對象。所以對信息技術與數學課程的整合的研究非常重要。這種研究應用不是簡單的把信息技術作為輔助教師的演示工具，而是實現信息技術與數學教學的融合，來促進數學教學方式的根本變革。
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。 而開發一些交互式課件是非常必要的。當前的課件設計往往是教師和設計者采用個體式，作坊式操作，耗時多，規模小，效益低。這樣的課件難以轉化為日常的教學資源。再者就是大部分教師對計算機輔助教學知之甚少，不會分解出課件中有利于自己教學的“課件碎片”，進行加工整合，以至于校內課件開發時間長，運用頻率低。所以開發一些交互式“課件碎片”的積件，具有刻不容緩的責任。這樣,教師就能縮短上一節多媒體課的準備時間，提高課件的實用性。
三、整合只是手段，其真正目的是促進學生學習方法、學習策略轉變
新課標的基本理念主要體現在關注學生的發展，其中把培養學生能夠具有初步的創新精神和實踐能力作為關注學生發展的重要目標。信息技術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、動畫等教學信息，使課堂教學突破時間和空間限制，提高了教學信息傳遞的質量、容量和速度，它的優點是顯而易見的；而數學是一門抽象程度很高的學科。如果把信息技術作為學生學習數學和解決問題的強有力的工具，并致力于去改變學生的學習方式，使學生樂意而且有更多精力投入到現實探索性的數學活動中去，那么就可以在數學實踐活動中化抽象為形象、化靜為動，再現思維過程，豐富學生表象，促進學生對數學材料的理解，形成良好的空間觀念等等。特別是那些具有互動性質的課件，讓學生在動手的過程中了解知識、認識知識，從而構建知識體系，這對學生的學習方法、學習策略的轉變無疑是有幫助的。把信息技術應用到數學教學過程中，使各種教學資源和數學教學內容相互融合，這就是整合。這種整合，如果運用恰當，既可以優化數學課堂教學，又可以促進學生轉變，那么我們運用這種手段的目的就達到了。
我在教學中嘗試運用信息技術輔助數學教學，除以上的種種困惑及思考外，我認為教師在這場改革中，更要認清自己所處的位置，明確自己肩負的責任，在教學中正確適時地應用信息技術，做教學改革的促進者。那么，又如何提高教師信息化素養，從而來提高課堂教學的服務質量，達到信息技術與數學教學更大程度上的整合呢？我認為有以下四點策略，僅供參考。
1、更新觀念，強化素質。
信息技術在數學教學中的滲入對教師提出了新的挑戰，教師的職能發生了深刻變化，由傳統教育的“傳道、授業、解惑”的主導者轉化為學生學習活動的組織者與協調者、學生學習的引導者、學生中的首席。教師要改變教育觀念，自覺順應信息時代的需要，善于學習，勤于研究，勇于創新，不斷提高自身素質。一方面，教師應沖出“以書本知識為本”的舊觀念的束縛，深刻認識21世紀信息技術教育對傳統教育帶來的巨大沖擊與挑戰，樹立“以學生發展為本”的教育新思想，積極學習新課改理論，樹立正確的學習觀、教學觀、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，掌握必要的計算機、網絡操作知識和課件制作技術；要練就一雙慧眼，能對網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，要學會借鑒網上的名師教案、課件或科研成果，實現網上協同備課。華南師大曾做過一項權威性的問卷調查表明：學生在回答問題“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學教學能使半數學生比平時更加集中精力，但同時也導致了12.1%的人注意力反而不能集中。究其原因，一是部分數學教師計算機水平不夠高，導致在課堂上操作失誤或課件設計中出現一些錯誤，影響了學生的注意力；另一方面是有些數學教師為了追求美觀，在課件中設計了與教學內容無關的動畫、聲音或圖片，干擾了學生的注意力。其實數學課件的設計不必片面追求華麗，這一點從學生回答“數學教師用電腦上課時，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，絕大多數人要求課件的設計要“簡潔，清晰，能幫助理解”。
2、把握重點，適度運用。
我認為，在高中數學中有如下四個方面的內容適合于進行多媒體教學：（1）函數圖像問題，例如研究指數函數，對數函數的圖像，對參數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，也很有優勢，例如，正、余弦函數的圖像，圓的漸開線，等速螺線，歐拉公式的推導等。而對于可用可不用或根本就不適合用的內容，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系的方法，不如用實物演示直觀可信。
調查表明，對于運用多媒體技術教學，高中生有70％以上的學生是喜歡的。54%的高中生認為“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容，如立體幾何中，一些空間圖形的性質與關系較復雜。因此，有不少學生感覺數學內容過于嚴肅、枯燥，學習起來平淡無味，但是如果在展示問題時，適度運用課件，或把重點、難點的內容設置成醒目的顏色，或讓“固定的”幾何圖形運動起來，提供豐富的感知信息，可以刺激學生的視覺和聽覺，激起他們的學習興趣，促進他們積極思考。如教學《圓柱、圓錐、圓臺及它們的側面積》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軸，其余各邊旋轉一周的動態過程，讓學生觀察這一過程以及這樣旋轉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、翻轉等形象生動地展示給學生，并輔之以必要的解說，幫助學生形成立體空間感。通過動畫模擬，解除了傳統教學中學生憑空想象、難以理解之苦，他們積極思維，尋找圖形中的內在聯系和進行公式推導的能力大為加強。 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。
網絡的廣泛使用促使教學內容不再局限于書本知識。從目前絕大部分高中開設的研究性學習課程的實踐表明，引導學生借助網絡收集實際生活中的數學問題并進行研究，是學生最感興趣的數學學習方式。如教學《統計表與統計圖》時，引導學生上網收集近五年、十三年來的國民生產總值，每百人中電話、手機擁有量等數據，繪制統計表與統計圖，學生不僅學到了統計表與統計圖的繪制方法，而且形象直觀地感受到改革開放取得的顯著成就，體會到數學來自社會生產與生活、服務于社會生產與生活的道理。
另外，教材中的“閱讀材料”也是可以使用信息技術的重點內容。閱讀材料介紹了一些數學史和數學知識，這些內容注重數學與其他學科的滲透交融，不少是在數學下的問題。教師如果以這些內容為出發點，善于在網上收集數學應用范例、數學史料，開設第二課堂，借以擴大學生的知識面，激發學生學習興趣，培養他們應用數學的意識，實在是貼切不過的。
4、自主探究，建構新知。
現代數學教學主張把學習的主動權交給學生，讓學生在教師的監控和引導下自主探究中實現知識建構。教學中，我們要鼓勵學生自主地操作、嘗試、交流、討論、質疑、解惑，把問的權利交給學生，把講的機會讓給學生，把做的過程放給學生，盡可能多地給予學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模式。如在教學“三角函數圖像”時，教師可以通過設置句柄控制三角函數圖像，讓學生上機操作,對于 自己輸入不同的值，觀察不同的 系數取值時，圖像所發生的變化，探索系數對圖像的影響，學生通過觀察、討論，在教師的點撥指導下，逐漸形成自己的知識體系，達到知識的重新建構。所以，整合要注意控制節奏，重視學生的思考與參與互動。
總之，信息技術與學科教學的整合勢不可擋，我們只有迎難而上，不斷探索、研究，注重實效，優化整合，更好地發揮信息技術輔助教學的優勢，才能緊跟時代步伐，使素質教育真正落到實處。

【參考資料】
潘懋德主編：《計算機技術與中學數學教學》教育科學出版社
陶維林：《用幾何畫板教平面解析幾何》清華大學出版社

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