现代信息技术在数学教学中的合理运用

黄 磊

信息技术应用日益广泛,为教学提供了有力的辅助。本文将对高中数学教学中应用信息技术的几个方面进行探讨,分析借助于信息技术实现生动活泼的数学教学的方式和方法。传统的教学方法和教学手段的几个弊端传统的教学方法和教学手段往往不能很好地解决数学教学中某些抽象的概念,揭示数量之间的内在联系,特别是在展现关于几何图形之间空间关系时就会特别受限制,学生往往只能凭想象来理解,这就使得空间想象能力较差的学生在学习上遇到了困难,产生了畏难情绪,同时对这部分内容失去兴趣。传统的教学方法存在着三大弊病:(1)效率低。板书、作图所花的时间占用太多的课堂时间,使讲解、讨论的时间不够;(2)数学关于“动”的问题很难表现;(3)几何作图、几何变换、函数作图或不同参数的函数作图麻烦费力,老师不好讲述,学生也不好理解和接受。数学教学中信息技术应用的基本分析数学学科有它自身的特点,数学是训练思维的体操,以其抽象性与严谨性而著称,数学家欧拉曾说:“数学这门科学需要观察,也需要实验”。数学的创新教育,更需要数学实验和猜想。而且,数学计算与逻辑推理的枯燥,又使不少人望而却步。

一、信息技术与高中数学教学有机整合的实践探索

所谓“课程整合”，并不是简单地将信息技术作为一种教学手段与传统的高中数学教学手段叠加，而是通过信息技术的介入，达到高中数学教学各要素的丰富和谐，使信息技术融入到教学过程之中，通过改变教与学的方式、改变信息资源与传播渠道等实现高中数学教学的突破与发展。

1、借助计算机进行课堂教学演示，突破教学重点、难点从而降低教学难度。

在这种模式下，传统教学过程中教师通过黑板、教具模型等媒体展示的各种信息，可由计算机加工成文字、图形、影像等资料，并进行一些必要的处理（如动画），将这些资料组合起来，制作成多媒体课件，课堂教学时，可以利用教室的多媒体计算机、投影仪，也可以在网络计算机教室中进行教学演示。例如，在教学三角函数线时，传统教学因较难展现其变化过程，从而造成学生对其不理解。利用几何画板在计算机屏幕上轻松的应用动画形式作出各种三角函数线，数形结合可以把一个较为抽象的问题单一化，降低教学难度。

2、借助计算机引导学生进行自主的探究式学习。

“问题”是高中数学发展的动力，现代高中数学教育更是强调要进行“问题解决”，在解决问题过程中锻炼思维、提高应用能力。而传统的高中数学教育由于多方面的限制，片面强调了高中数学重视演绎推理的一面，忽视了高中数学作为经验科学的一面。现在，学生自主探究的教学模式可以得到信息技术的有力支持，已经有许多学生利用计算机软件和图形计算器自主地在“问题空间”里进行探索和做“高中数学实验”。举个例子，几何画板提供了一个十分理想的让学生积极探索问题的“做高中数学”的环境，学生完全可以利用它来做“高中数学实验”，这样就能使学生在问题解决过程中获得真正的高中数学经验，而不仅仅是一些抽象的高中数学结论。在学习指数函数与对数函数的概念后,有学生问到当a>1时，指数函数y=a与对数函数y=logx的图象是否会相交的问题,因为从课本及其它很多参考书上所给的在同一坐标系内指数函数y= a与对数函数y=logx的图象看，当a>1时，似乎是不相交的，正确的结论究竟是怎样？学生在网络教室利用《几何画板》，在同一坐标系作出函数y= a和y=logx（a>0，且a≠1）的图象，底数a是可以变化的。当0<a<1时，学生通过图象很容易观察出函数y= a与y=logx的图象有且只有一个公共点;当a>1时,结论是怎样的呢？学生动手操作自己可以得到结论：可以相交（有一个或两个交点）。

3．借助计算机进行知识的复习和学习的评价。

在课后，可以利用一些辅导软件来复习和巩固某些已经学会的知识和技能，提高学生完成任务的速度和准确性。这种课件教学内容的组织多按章节划分知识点模块，同时提供文字、图形、动画和视频图像，文、图并茂。学生可以自己决定进度，针对自身情况逐步深入地复习已经学过的知识内容。另外，利用计算机信息容量大的特点，可以做成一些智能题库，或利用教育软件，学生可以用它做题、复习知识。计算机还能同时测试答题者对于某些知识点的掌握程度，从而智能地调节题型、题量，并在线调出相关知识点的理论讲解，复习教学内容。教师或学生也可以利用智能题库随意生成程度不同、内容不同的电子试卷，进行在线考试。

4．借助Internet网络进行学习。

如今的Internet，是一个拥有信息最丰富、交流信息最为快捷的媒介。每天，千百万人正在通过Internet学习、交流，从某种意义上说，Internet可以称为世界上最大的学校。学生可以在世界范围服务器主页上浏览，可以利用E-mail双向异步交流，可以通过聊天室双向同步通话，可以通过BBS进行双向同步讨论，可以使用同步多媒体环境的虚拟教室。这样，可以让远方的专家、教师替代计算机有针对性地来帮助，让学生集体通过交互讨论、合作解决复杂问题。所以有了网络，合作式的学习（学习小组）就大大发展了，这会给个别化教学提供另一种解决方式，使学习效果大大增强。

总之，数学课程与信息技术的整合，改变了我们传统的数学教育思想与教学模式。倡导和探索信息技术和数学课程的整合，将复杂抽象的数学概念变得形象生动，提高了学生学习数学的兴趣，对于发展学生的“信息素养”，培养学生的创新精神和实践能力，有着十分重要的现实意义。

二、信息技术在高中数学教学中的运用策略探索

1．促进教师改变教育观念，实现职能转变。

数字化教学对教师提出了新的挑战，教师的职能发生了深刻变化，由传统教育的“传道授业解惑”转化为学生学习活动的组织者与协调者、数字化学习的引导者。教师要改变教育观念，自觉顺应信息时代的需要，善于学习，勤于研究，勇于创新，不断提高自身素质。一方面，教师应冲出“以书本知识为本”的旧观念的束缚，深刻认识21世纪信息技术教育对传统教育带来的巨大冲击与挑战，树立“以学生发展为本”的教育新思想，积极学习新课改理论，树立正确的学习观、教学观、课程观。另一方面，教师要不断充实自己，不断提高自己的信息素养，掌握必要的计算机、网络操作知识和课件制作技术；要练就一双慧眼，能对网上信息进行选择和判断，以最快的速度搜罗到自己需要的资料，要学会借鉴网上的名师教案、课件或科研成果，实现网上协同备课。

2．适度运用多媒体能激发学生学习兴趣，引导他们积极思维。

爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。”没有兴趣，学生主体参与的活动将是勉强的。而多媒体教学可以利用计算机技术集文字、图形、动画、音频、视频、投影等媒体技术，集光、形、色于一体，直观形象，新颖生动，能够直接作用于学生的多种感官，激发学生的学习兴趣，使表现的内容更充实，更具有吸引力。因此在展示问题时，适度运用多媒体，或把重点、难点的内容设置成醒目的颜色，或让“固定的”几何图形运动起来，提供丰富的感知信息，可以刺激学生的视觉和听觉，激起他们的学习兴趣，促进他们积极思考。如教学《圆柱、圆锥、圆台及它们的侧面积》一章时，可用《几何画板》制作分别以矩形的一边、直角三角形的直角边、直角梯形垂直于底边的腰所在的直线为旋转轴，其余各边旋转一周的动态过程，让学生观察这一过程以及这样旋转一周而成的面所围成的几何体，从中抽象出圆柱、圆锥、圆台的本质属性，形成概念。还可利用《几何画板》将几何体的切割、移动、重叠、翻转等形象生动地展示给学生，并辅之以必要的解说，帮助学生形成立体空间感。通过动画模拟，解除了传统教学中学生凭空想象、难以理解之苦，他们积极思维，寻找图形中的内在联系和进行公式推导的能力大为加强。

3．恰当利用信息技术可以再现知识的发现过程，培养学生的创新精神。

高中数学教学中要培养学生的创新精神，有效的途径之一就是再现高中数学知识的发现过程，让学生在已有的知识基础上，猜想结论，发现定理和结论，培养学生独立思考的能力。如：在教学《正弦定理》时，运用几何画板软件在电脑上现场画出一个三角形，请学生用鼠标拖动三角形任意一个端点，自己观察和发现：无论三角形的位置（横放、竖放、斜放）、形状（锐角三角形、直角三角形、钝角三角形）和大小怎么变，让学生观察，，对同一个三角形是不变的。最后自己得出正弦定理。这样的教学由于是学生自己实验、观察得出的结论，学生对该定理的理解和掌握比传统教学要深刻得多。

4．利用信息技术可以科学引导学生自主探究，实现知识的构建和重组。

数字化教学主张把学习的主动权交给学生，让学生在自主探究中实现知识建构。教学中，我们要鼓励学生自主地操作、尝试、交流、讨论、质疑、解惑，把问的权利交给学生，把讲的机会让给学生，把做的过程放给学生，尽可能多地给予学生自主探究的时间和空间，彻底改变过去那种灌输注入式的教学模式。必须改变只着眼于学生知识的积累，以掌握知识的“量”的多少来判断教学质量的高低，而忽视使学生从高中数学知识的内存联系上把握高中数学知识结构的现状。在教学时，充分发挥信息技术的优势，可用来展示知识脉络，能有效地帮助学生构建高中数学知识结构。例如，在立体图形体积计算的总复习时，我们可以根据各种立体图形体积计算公式间的内在联系，设计了一个课件来表现立体图形的体积计算的推导过程和它们之间的关系。长方体的体积公式是用实现的方法推导出来的；正方体又可以看作是长方体的一种特例，它的体积公式不难得出；圆柱体的体积公式是将圆柱体转化为一个近似的长方体而推导出来的；圆锥体的体积的计算公式又是以圆柱体的体积公式为基础而推导出来的。课件的形式显示了教材中的立体几何知识结构和知识之间的内在联系。在这里，运用信息技术给学生提供了一个脉络清楚的知识结构。教师在教学时利用语言把知识之间的联系及规律表达出来，同时，教师要注意调节、完善学生的思维。从而展现教材中的高中数学知识结构的转移，即实现了学生的认知结构的构建和重组。

5．借助信息技术挖掘网络资源，扩大师生的信息面，提高学习的质量和效果。

网络的广泛使用促使教学内容不再局限于书本知识。实践证明，引导学生借助网络收集实际生活中的高中数学问题并进行研究，是学生最感兴趣的高中数学学习方式。如在教学《统计表与统计图》时，引导学生上网收集近五年、十三年来的国民生产总值，每百人中电话、手机拥有量等数据，绘制统计表与统计图，学生不仅学到了统计表与统计图的绘制方法，而且形象直观地感受到改革开放取得的显著成就，体会到高中数学来自社会生产与生活、服务于社会生产与生活的道理。

总之，在课堂教学中充分发挥多媒体课件优势，给学生创设宽松的学习氛围，使学生在学习中始终保持兴奋、愉悦、渴求思索的心理状态，有利于学生主体作用的发挥和创新能力的培养，促进素质教育实施，培养学生非智力因素，符合现代化教育的需要，有效地培养更多的跨世纪的创造性人才。

参考文献：

1.王鹏远等：《如何用几何画板教高中数学》，人民教育出版社，2003年。

2.陈至立，《抓住机遇，加快发展，在中小学大力普及信息技术教育》。中国教育报，2000－11－07。

3.《中学高中数学新课程标准》，人民教育出版社，2004年版。

4.孟照彬：《当代课程设计与管理》，云南科学技术出版社，2002年版。

5.教育部基础教育司。《数学课程标准研修》,北京：高等教育出版社。2004.5

6.程庭喜，崔海友，邹应贵。《几何画板与课程整合创新实践》,北京：科学出版社。2005