獨家原創(chuàng):信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)整合的實踐研究
時間:2022-08-12 09:17:00
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【摘要】21世紀人類已進入信息時代,以計算機和網(wǎng)絡(luò)為核心的現(xiàn)代信息技術(shù)不斷發(fā)展,其應(yīng)用已逐步進入教育領(lǐng)域,推動了教育從目的、內(nèi)容、形式、方法到組織的全面變革?,F(xiàn)代化教學(xué)手段的使用,有效地提高了課堂效率,有助于學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的認識更形象、直觀,可以使學(xué)生親身參與到教學(xué)活動中,為學(xué)生創(chuàng)造了自行探索、獲得親身體驗的機會,有利于突出學(xué)生的主體地位。信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)教學(xué)的整合是利用現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢特點,作為教師的教學(xué)輔建基于信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)課程整合的探究式教學(xué)模式,以更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)助工具、情感激勵工具和學(xué)生的認知工具,構(gòu)筑數(shù)字化學(xué)習(xí)資源,學(xué)生實現(xiàn)學(xué)習(xí)方式的變革,從被動接受式學(xué)習(xí)真正轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾魈骄繉W(xué)習(xí)和有意義學(xué)習(xí),尤其要構(gòu)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力。
【關(guān)鍵詞】信息技術(shù);課程整合;基本原則;實踐研究
1信息技術(shù)與課程整合的本質(zhì)
信息技術(shù)與課程教學(xué)整合是一個包含著多種思路、多樣實踐的概念,不同的研究者和實踐者從不同的視角對課程整合做出了不同的界定。其本質(zhì)和內(nèi)涵是把信息化網(wǎng)絡(luò)資源教學(xué)的技術(shù)運用了課堂教學(xué)上去。讓教師更便于傳授知識給學(xué)習(xí)者,也讓學(xué)習(xí)者更加易于學(xué)習(xí)到更多知識。為了建設(shè)數(shù)字化教育環(huán)境,推進教育的信息化進程,促進學(xué)校的教學(xué)方式根本性變革,培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新能力精神和實踐能力,實現(xiàn)信息化技術(shù)環(huán)境下的素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育。
1.1信息技術(shù)進行數(shù)學(xué)實驗教學(xué)特征
由重視現(xiàn)成的知識的傳授轉(zhuǎn)向了重視知識產(chǎn)生過程的探索和分析;由重視學(xué)生知識的單純積累轉(zhuǎn)向重視學(xué)生體驗知識產(chǎn)生和能力發(fā)展。利用信息技術(shù)進行數(shù)學(xué)實驗教學(xué),其優(yōu)勢表現(xiàn)為:增強學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;教學(xué)方式化靜為動,化抽象為直觀,交互性強,有利于幫助學(xué)生形成良好的思維習(xí)慣和正確的學(xué)習(xí)策略。因此,只有將信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程進行有機地整合,才會使數(shù)學(xué)課向素質(zhì)教育模式轉(zhuǎn)化。
1.2信息技術(shù)對學(xué)生功用
利用信息技術(shù),學(xué)生有更多的時間自練、自悟、自查,并及時檢查學(xué)習(xí)效果。信息技術(shù)可使應(yīng)變速度較慢和學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生有機會主動參與到教學(xué)過程中,進而理解和掌握數(shù)學(xué)知識。信息技術(shù)還可以分層設(shè)計適合不同層次的學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)計劃和內(nèi)容,能使各個層次的學(xué)生的潛能得到充分發(fā)揮。
1.3信息技術(shù)與數(shù)學(xué)整合融合效果
功能內(nèi)涵
函數(shù)作圖與分析系統(tǒng)函數(shù)的解析式、圖象、表格;函數(shù)的零點;給定任意區(qū)間上函數(shù)的最大值和最小值;函數(shù)在某點的切線及其方程;兩個函數(shù)圖象交點的坐標(biāo);函數(shù)圖象局部放大和縮小等等。
幾何繪圖系統(tǒng)以“幾何畫板”代表。通過基本的圖形:點、線、圓畫出幾何圖形,任意拖動圖形、觀察圖形、猜想并驗證。在觀察、探索、發(fā)現(xiàn)的過程中,增加對各種圖形的感性認識,形成豐厚的幾何經(jīng)驗背景,有助于學(xué)生理解和證明。
計算機符號代數(shù)系統(tǒng)加、減、乘、除、乘方、開方等運算;代數(shù)符號運算;解方程;三角函數(shù)化簡;甚至包括極限、導(dǎo)數(shù)、積分等運算。
電子表格與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)基本的統(tǒng)計運算:平均數(shù)、方差等;用扇形圖、直方圖、條形圖、折線圖描述數(shù)據(jù);確定數(shù)據(jù)的回歸方程;對數(shù)據(jù)進行其他量化描述。
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2信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)課程整合所面臨的問題
雖然我國從20世紀70年代末期就開始得出計算機輔助教育的研究項目,但計算機輔助教學(xué)僅是在研究課、評比課中出現(xiàn)得較多,由于種種客觀原因,計算機輔助教學(xué)經(jīng)常性的教學(xué)工作中還難于推廣。計算機還沒有被當(dāng)作幫助教師教和學(xué)生學(xué)的工具,計算機輔助教學(xué)還遠未取得真正的成功。我們面臨的主要問題是:
2.1對信息技術(shù)在教育教學(xué)中的作用認識不足
部分教師對現(xiàn)代教育技術(shù)缺乏正確的認識和理解,認識不到現(xiàn)代教育技術(shù)對數(shù)學(xué)教育教學(xué)特別是在新一輪課程改革中的地位和作用,對科技快速發(fā)展在當(dāng)今數(shù)學(xué)教學(xué)的影響認識不足。認為有無現(xiàn)代教育技術(shù)裝備對教育教學(xué)質(zhì)量沒有多大的關(guān)系。因此舍不得在現(xiàn)代教育技術(shù)裝備上進行投入。
2.2教師的計算機應(yīng)用水平還很不夠
由于我們現(xiàn)在的教育正是一個大轉(zhuǎn)軌的階段,教師之間的年齡差異較大,在使用多媒體輔助教學(xué)的水平上還存在著很大的差異,尤其是一些邊遠農(nóng)村和山區(qū)的教師,甚至根本不知道什么是計算機輔助教學(xué)。
2.3教學(xué)設(shè)備短缺影響著課程整合
我國現(xiàn)在已經(jīng)大力推行計算機輔助教學(xué),我們教育工作者也正在迎接著這一具有歷史意義的大轉(zhuǎn)變。但是由于資金和教育理論的傳統(tǒng)化、陳舊化等問題還有很多教師沒有計算機、很多學(xué)校沒有網(wǎng)絡(luò)教室,更不用說使用信息技術(shù)與學(xué)科課程整合了。
由于這些客觀原因的存在,因此長期以來,計算機輔助教學(xué)僅是在研究課、評比課中出現(xiàn)得較多,而經(jīng)常性的教學(xué)工作還難于推廣。計算機還沒有被當(dāng)作幫助教師教和學(xué)生學(xué)的工具,計算機輔助教學(xué)還遠未取得真正的成功。
3信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)課程整合的基本原則
信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)課程整合既是高中課程的迫切需要,也是信息技術(shù)本身發(fā)展的客觀需要.信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)整合,為學(xué)生學(xué)更多、更深的數(shù)學(xué)提供了可能,也為學(xué)生更好地理解和應(yīng)用數(shù)學(xué)開拓了廣闊的空間。但是,它不能被用來代替基本的數(shù)學(xué)活動,如熟練的基本運算、基本的代數(shù)變換、解方程、邏輯推理、數(shù)學(xué)證明等。應(yīng)當(dāng)使信息技術(shù)的使用與傳統(tǒng)的紙筆運算、邏輯推理、畫表作圖之間達到一種平衡。而信息技術(shù)與課程整合對于高中數(shù)學(xué)教學(xué)的意義主要表現(xiàn)在應(yīng)用信息技術(shù)可以更有效的啟發(fā)學(xué)生理解抽象概念、可以更形象地展示數(shù)學(xué)知識規(guī)律等幾方面.充分發(fā)揮信息技術(shù)在高中數(shù)學(xué)課程中的作用,并使之與課堂教學(xué)融為一體,使之為課堂教學(xué)服務(wù),這是信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)課程整合的基本原則.
3.1目的明確
信息技術(shù)的選擇與運用,其目的是為了完成教學(xué)目標(biāo)服務(wù)。不能為形式上的多樣化而失去教學(xué)的方向。學(xué)生學(xué)習(xí)的重心不再僅僅放在學(xué)會知識上,而是轉(zhuǎn)到學(xué)會學(xué)習(xí)、掌握方法和培養(yǎng)能力上,包括培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)。學(xué)生利用信息技術(shù)解決問題的過程,是一個充滿想象、不斷創(chuàng)新的過程,同時又是一個科學(xué)嚴謹、有計劃的動手實踐過程,它有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力,并通過這種“創(chuàng)新驅(qū)動”的不斷訓(xùn)練,學(xué)生可以把這種解決問題的技能逐漸遷移到其他領(lǐng)域。
3.2主體突出
在教學(xué)中強調(diào)學(xué)生的主體性,要求充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動性、積極性和創(chuàng)造性。學(xué)生被看作知識建構(gòu)過程的積極參與者,學(xué)習(xí)的許多目標(biāo)和任務(wù)都要學(xué)生主動、有目的地獲取材料來實現(xiàn)。要做到讓學(xué)生根據(jù)自己的需要,自己選擇認知工具,自己選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)伙伴。強調(diào)學(xué)生的主體性,要求充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動性、積極性和創(chuàng)造性。學(xué)生被看作知識建構(gòu)過程的積極參與者,學(xué)習(xí)的許多目標(biāo)和任務(wù)都要學(xué)生主動、有目的地獲取材料來實現(xiàn)。這樣,學(xué)生才能在學(xué)習(xí)中體驗、感悟、發(fā)展,而這種活動是出于學(xué)生自身的需要,是積極的主動的,而不是被動的無耐的。
3.3思維發(fā)散
數(shù)學(xué)之所以難學(xué),主要原因是它的高度抽象性。這是現(xiàn)代數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的一個顯著特點,是整合應(yīng)該很好遵循的一個原則。教師不一定是知識的唯一擁有者,不一定是權(quán)威,教學(xué)中教師不是主體,是主導(dǎo),是學(xué)生的合作伙伴,在把握好課堂的前提下,可以讓學(xué)生思想的野馬盡情馳騁。因此,數(shù)學(xué)對象的形象化、數(shù)學(xué)關(guān)系的顯性化對于數(shù)學(xué)思維有很大的促進作用,有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)本質(zhì)。幾何畫板、Maple等數(shù)學(xué)軟件具有強大的形象化功能,通過對知識的重新組織,能讓學(xué)生從整體上處理數(shù)學(xué)對象,通過參數(shù)賦值、拖動等進行對象變換,在各種表示法之間相互轉(zhuǎn)換以發(fā)現(xiàn)它們的內(nèi)在聯(lián)系,等等。信息技術(shù)可以對學(xué)生的數(shù)學(xué)猜想進行演示、驗證,甚至直接把對象構(gòu)造出來,這就能極大地提高猜想的成功率,提高數(shù)學(xué)結(jié)論歸納的準確性和全面性。
3.4信息整合
大信息量是“整合”的物質(zhì)基礎(chǔ)。學(xué)生只有在力所能及的情況下,處理大量的復(fù)雜的信息時,才能真正培養(yǎng)主體能力。只有大信息的情況下,才方便于使所有學(xué)生有所選擇,才能實現(xiàn)不同的學(xué)生學(xué)不同的數(shù)學(xué),有不同的提高,有不同的成功體驗。所以在課程整合的教學(xué)模式中,強調(diào)學(xué)生的主體性,要求充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動性、積極性和創(chuàng)造性。學(xué)生被看作知識建構(gòu)過程的積極參與者,學(xué)習(xí)的許多目標(biāo)和任務(wù)都要學(xué)生主動、有目的地獲取材料來實現(xiàn)。同時,在課程整合中,教師是教學(xué)過程的組織者、指導(dǎo)者、促進者和咨詢者,教師的主導(dǎo)作用可以使教學(xué)過程更加優(yōu)化,是教學(xué)活動中重要的一環(huán),它自始至終是以學(xué)生自主探究為主線的。
4信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)課程整合
4.1構(gòu)造信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)平臺
傳統(tǒng)的教學(xué)中,數(shù)學(xué)知識的難點、重點主要靠教師講解、啟發(fā)、分析。學(xué)生理解的程度如何,純粹看個人能力。利用信息技術(shù)搭建理解數(shù)學(xué)知識的平臺,過去一些抽象難以理解甚至講不清的數(shù)學(xué)問題,借助先進的數(shù)學(xué)軟件,一動就清楚明白,一看就豁然開朗。從感覺到理解,從意會到表達,從抽象到具體,從猜想到證明,促進數(shù)學(xué)變式教學(xué)。對于數(shù)學(xué)概念的教學(xué),利用先進的數(shù)學(xué)CAI軟件可以創(chuàng)設(shè)有效的數(shù)學(xué)情境,將抽象的概念直觀化,使學(xué)生理解更生刻。
4.2信息技術(shù)與數(shù)學(xué)內(nèi)容資源整合
數(shù)學(xué)教學(xué)中的一大問題就是數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)與實際脫離。許多偏文學(xué)生對數(shù)學(xué)提不起興趣。而高中數(shù)學(xué)知識章節(jié)內(nèi)容又不是弧立的,它有一個知識結(jié)構(gòu)體系,所以利用信息技術(shù)可方便地使學(xué)生從整體上掌握某個單元某一節(jié)的數(shù)學(xué)知識。例如:解析幾何中橢圓、雙曲線、拋物線都有一個刻劃曲線形狀的一個數(shù)值就是“離心率”。傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境中教師只是強調(diào)什么曲線其離心率在什么范圍之內(nèi),學(xué)生后來只是強記硬背,很難理解這個數(shù)值與圓錐曲線之間的必然聯(lián)系。利用數(shù)學(xué)軟件《幾何畫板》輕易地根據(jù)圓錐曲線統(tǒng)一定義作出圖形,將一線段的長度作為e值,用鼠標(biāo)拖動線段一端點調(diào)整e的取值,即可看到相應(yīng)的曲線變化,把圓錐曲線的變化規(guī)律淋漓盡致的展現(xiàn)出來,學(xué)生立刻就能理解明白。再如,高中數(shù)學(xué)每章講完后都要進行知識總結(jié)。傳統(tǒng)的粉筆加黑板式只能將知識羅列起來,形成線性結(jié)構(gòu)。而利用多媒體輔助教學(xué),只須用powerpoint即可變?yōu)槎嗝交某夋溄咏Y(jié)構(gòu)形式,按照網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)非線性地組織全章知識。新的高中數(shù)學(xué)課程是以模塊和專題的形式呈現(xiàn)的。利用信息技術(shù)可以溝通部分內(nèi)容之間的有機聯(lián)系。例如,函數(shù)與方程、不等式的聯(lián)系,向量與三角、與幾何、與代數(shù)的聯(lián)系,導(dǎo)數(shù)與現(xiàn)實世界中存在的變化率的聯(lián)系等等。講解某一內(nèi)容時,可跳轉(zhuǎn)到和該內(nèi)容相關(guān)的任何知識點或網(wǎng)絡(luò)資源,把不同階段的數(shù)學(xué)知識組成一個有機的整體,教學(xué)效果就會大大提高。
4.3軟件整合
如,使用《幾何畫板》這個數(shù)學(xué)教學(xué)軟件。該軟件功能強大,能方便地用動態(tài)方式表現(xiàn)對象之間的關(guān)系,既能創(chuàng)設(shè)情境又能讓學(xué)生主動參與,所以能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使抽象、枯燥的數(shù)學(xué)概念變得直觀、形象,使學(xué)生從害怕、厭惡數(shù)學(xué)并樂意學(xué)數(shù)學(xué)。讓學(xué)生通過做"數(shù)學(xué)實驗"去主動發(fā)現(xiàn)、主動探索,不僅使學(xué)生的邏輯思維能力、空間現(xiàn)象能力和數(shù)學(xué)能力得到較好的訓(xùn)練,而且還有效地培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維和直覺思維,是目前數(shù)學(xué)教學(xué)中最為流行的輔助軟件之一。
例對三垂線定理的學(xué)習(xí),利用《幾何畫板》制作課件,把圖形運動引入教學(xué)法中,用動態(tài)的眼光研究定理的形成、發(fā)展、應(yīng)用和延拓等各個階段,從而摒棄靜態(tài)圖形的形狀、大小、位置對學(xué)生認知的干擾,獲得對定理深刻、全面的理解。在課件演示中,主要考慮三種動態(tài)變化,一是改變斜線與平面所成角及斜線的位置,可讓斜面線繞斜足旋轉(zhuǎn)或平移;二是平移平面上的直線,可以是經(jīng)過斜足或垂足或它們之間或兩邊;三是平移或翻轉(zhuǎn)平面。讓學(xué)生認識接觸變化后的圖形,從圖形變化中仍保持定理的存在性揭示定理的本質(zhì):三垂線定理與直線在平面內(nèi)的位置,平面的位置,斜線的位置無關(guān),只與斜線、斜線在平面上的射影,平面內(nèi)的直線的相互位置關(guān)系有關(guān)。
5結(jié)論
總之,信息技術(shù)作為一種現(xiàn)代教育技術(shù)時,對傳統(tǒng)教學(xué)手段來說是一場革命,由于其自身具有的巨大功能,使得它與傳統(tǒng)教學(xué)手段相比具有很多優(yōu)勢。而對數(shù)學(xué)來理解,本是是研究空間形式和數(shù)量關(guān)系的科學(xué),具有高度的抽象性、嚴密的邏輯性,這既是數(shù)學(xué)的特點,也是數(shù)學(xué)的優(yōu)點。所以,信息技術(shù)的出現(xiàn),對高中數(shù)學(xué)整合有著巨大意義。它可以在整合后根據(jù)學(xué)生各自特點進行實踐操作,開啟學(xué)生對數(shù)學(xué)良好思維,引發(fā)對數(shù)學(xué)濃厚興趣;使得學(xué)生的學(xué)習(xí)更具有探究性、發(fā)散性和創(chuàng)造性;使得數(shù)學(xué)課堂更顯得和諧和互動。
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