促进学科整合 感悟数学文化——浅谈信息技术在数学教学中的运用

促进学科整合 感悟数学文化——浅谈信息技术在数学教学中的运用

株洲市荷塘区教研室

内容摘要：

《数学课程标准》实验稿指出：“数学是一种文化”。哲学家曾说：“万物皆数也”“哪里有数，哪里就有美”。生活中处处有数学，借助信息技术的作用丰富学生的学习内容，改变数学文化的呈现形式，促进学生学习方式的变革，能使学生更好地掌握数学知识与方法，感悟数学文化的广博精深的无限魅力。

关键词：

信息技术   学科整合   数学文化

教育在逐步走向文化的养育。《数学课程标准（实验稿）》指出：“数学是一种种文化”。数学世界是多姿多彩的，它里面有着广为流传的数学历史，开启心智的数学游戏，勇于挑战的数学家故事，千变万化解决问题的数学方法，严谨科学的数学品质……希腊大哲学家毕达哥拉斯说：“万物皆数也”另一位哲学家普鲁克勒斯（Proclus）则说：“哪里有数，哪里就有美”。

实验心理学家赤瑞特拉（Treicher）指出：人类获取信息83%来自视觉，11%来自听觉，两个加起来就有94%。现代信息技术可以将动画、声音、图片、视频有机结合，能较好地优化小学数学教学环境，有效地促进学生的认知发展，提高学生对数学文化的感悟力。

一、以信息技术与数学学科内容整合丰富数学文化的表现力

《全日制义务教育数学课程标准》实验稿中指出：数学课程的设计与实施应重视运用现代信息技术，特别要充分考虑计算器、计算机对数学学习的内容和方式的影响，大力开发并向学生提出更为丰富的学习资源，把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力工具。

教科书作为学生学习数学的重要资源，承担着向学生传递数学文化的重要职能。传统的教学内容呈现方式主要是以教师的语言，黑板和教科书，挂图为主。信息技术作为呈现教学内容的重要工具，可以将多种媒体方便，快速地集成，实现对教学资源的有效整合，有效地展示、渗透、拓展数学文化的内涵与外延。

1、提供多媒体的刺激，促进学生对学习内容中数学文化的理解。

当今世界上最鲜活的具有明显时代特征的数学学科教学素材和教学内容，由于教学大纲和教材编写的限制，很难地教材中反映出来。华罗庚曾经说过，对数学产生枯燥乏味，神秘难懂的印象主要原因就是脱离实际。然而现实的生活材料，不仅能使学生体会到所学内容与自己接触到的问题息息相关，而且能够大大调动学生的学习积极性。

在数学教学中，每节课都有其重点和难点。课堂上如何突出重点，促进学生对学习内容的掌握，从而感悟数学文化的精深是提高教学效果的关键。而多媒体技术可以提供多种媒体的刺激，具有极其丰富的表现力，能根据教学需要将教学内容实现大与小、远与近、动与静、快与慢、整与散、虚与实之间的互相转换，生动地再现实物发现，发展的过程，从而克服了人类感官的局限性，揭示现象的本质，减少学生观察的困难，促进学生对知识的理解和数学文化的感悟。在教学中，教师既可以使用现成的计算机软件或多媒体素材库，选择其中合适的部分用在自己的教学中，也可以利用一些多媒体制作工具，综合利用各种教学素材，编与自己的演示文稿或多媒体课件，清楚地说明讲解的结果，形象地演示出其中难以理解内容或用图表动画等展示动态的变化过程和理论模型。显见，借助多媒体技术，通过合理的设计与选择，可以实现他以无法实现的教学功能。如：小学二级年《方向与路线》一课片段。

师说：“你有什么辩认方向的如方法？”

生：可以看太阳，太阳早上从东方升起，中午在南方，傍晚从西方落下去。

★老师随机在课件上点击：一轮红日从东方冉冉升起。

生：看树叶。树南面的叶子长得茂盛，北面的叶子长得稀少。

★点击：一棵挺拔的大树。

生：看树的年轮，年轮密集的一面是北，年轮稀疏的一面是南。

★点击：出现年轮图片，

生：看冰雪。冰雪融化多的一面是南，冰雪融化少的一面是北。

★点击：北国风光，千里冰峰银色世界中冰雪消融。

生：“看北斗星。”夏天天上的北斗星可以让我们很快知道哪儿是南，哪儿是北。

★点击：星光闪烁的北斗星阵。

生：看指南针，指南针一直指着南面。

★师点击：实际上，辩别方向在大城市可以看路牌，在农村可以看农民房屋，在大森林可以看树叶或年轮，在野外天气晴朗的情况下可以看太阳，在北方冬天可以看积雪……。

又如《圆的面积》教学，利用软件从圆心出发，将圆分成很多个扇形，又重新组合使之近似于长方形，从而将圆面积求法转化为长方形面积求法，通过软件展示切与合的过程，使学生感觉很清晰很形象，比较直观地化解了难点。在无痕中渗透了数学的转化思想。

２、提供超文本特性，实现对教学内容中数学文化最有效渗透。

教育者日益重视学生对所学知识的意义建构和教学设计。而信息技术可以提供超文本特性，实现对数学内容最有效的组织与管理，提升数学文化的有效品质。教师可以将经过筛选的信息呈现给学生，将课堂教学与数学史料、数学故事等有机结合起来，这样不仅可以丰富学生的数学课程资源，而且还能唤起学生热爱数学，学习数学的欲望。

如二年级《可能性》教学时，教师通过动漫形式的故事创设“可能”“不可能”“一定”一石三鸟的问题情境：

在古代欧洲的某国，一位奴隶冒犯了国王，国王大怒决定将奴隶处死。奴隶被关进死牢，按照该国当时的法律，死囚在监刑前还有一次选择生死的机会，那就是由大法官拿来一个盒子，盒子里有两张纸片，分别写着“生”和“死”如果摸到“生”则生，如果摸到“死”就死。

【第一问】你们认为奴隶摸纸出现什么结果？

【第二问】国王背着法官派人偷偷地把盒中的“生”字拿掉换成了“死”字，这下奴隶的命运会如何呢？

【第三问】有个好心人悄悄地把这个情况告诉了奴隶，奴隶左思右想了一晚，想出了一个好办法：临刑前当法官让奴隶选择生死时，这个奴隶看也不看，拿出一张纸片往口里一放吞到肚里……你们想到时候结果又会怎样？

又如：在《确定位置》教学时，课前教师给学生放了一段录像，在亿万人民的翘首期待下，在一声“发射”声中，“神州五号”载人飞船飞向了太空，实现了中国人民数千年来的飞天梦。学生观看录像后充满了自豪感，此时教师引出思考的问题：“神州五号”载人飞船要想顺利进入预定的运行轨道，在发射时要注意什么呢？在思考讨论、交流中，学生认识到“确定位置”在国防科技和现实生活中的重要作用，激发了学习新知的内心需求。

3、提供网络传输方式，加快教学内容中数学文化的拓展延伸。

信息技术还给我们提供了网络传输方式，教师可以在课前将所需的资源整理好，保存在一定特定的文件夹下或做成内部网站，让学生选择有用信息，也可以为学生提供适当的网址，搜索引擎，由学生自己去搜索素材。如教师三年级《年、月、日》这一单元时，把这一单元所涉及到的相关知识，数学史料，趣题，古诗与数，以及应用，通过网络来呈现给学生。突破原来书本是数学文化的主要来源的限制，用各种相关的资料来丰富封闭的孤立的课堂教学，使学生看到百家思想，开阔思路，增长见识。这样，利用信息资源的跨越时空界限的特点，将信息技术融合到小学数学学科教学中去，充分利用各种信息资源，引入时代活水，把其他学科中的数学元素巧妙融合，能使学生的学习内容更加丰富多彩，加快了教学内容中数学文化的拓展延伸。

二、以信息技术与教学形式的整合激活学生对数学文化的感悟力

《数学课程标准》指出现代技术，要“致力于改变学生的学习方式，使学生乐意并有更多的精力投入到现实的探索性的数学活动中去”。改变学生的学习方式，倡导“主动参与，乐于探究交流与合作”为主要特征的学习方式，正是当前课程改革的重点之一。在小学数学教学中合理应用现代教育技术，可以给学生提供探索与交流的时间和空间，促进学生学习方式的变革，提高学生对数学文化的感悟力。

1、引导网上学习，优化学生学习数学文化的环境。

教科书作为学生学习数学的重要资源，承担着向学生传递数学文化的重要职能。但是，教科书并非是唯一的数学课程资源，作为新课程理念下的教师，要着眼于学生的发展，满足学生日益增长的多元化的学习需求，要积极地开发课程资源，引领学生走进丰富多彩的数学世界。通过网络环境让他们到网上去学习，到更广阔的天地里去学会收集信息、整理信息、……以促进他们的发展。

计算机的普及，给学生们查找资料提供了一个新的空间。在教学活动中，除基本知识外，往往还蕴含着很多学习内容，教师可以有目的的引导学生通过多种渠道去搜集更多的与教学相关的资源和信息，从小树立信息意识，提高信息素养，主动拓展自己的认识领域。如有教师在讲“小数的初步认识”、“认识人民币”等知识时，引导学生在课前去搜集一些介绍数学背景知识的辅助材料，这些资料能使学生们对数学的发生与发展过程有所了解，激发学生学习数学的兴趣，同时，也使学生体会到数学在人类发展历史中的作用和价值。

当然，除了课前的搜集整理、课上的展示外，课后的积累也十分重要。要想使不同学生有不同的发展，教师应有目的地发动尽可能多的学生参与到扩展课程资源的过程中来，引导学生在网络这一广阔天地查找资料，把自己查找到的资料上传到校园网与大家交流与共享，不断优化自主学习的环境。

2、应用信息技术，拓展学生感悟数学文化的空间。

何克抗教授在《信息技术与课程层次整合的理论与方法》一文中指出“整合”的实质与落脚点是变革传统的教学结构，即改变“以教师为中心”的教学结构，创立新型的即能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的“主导——主体相结合”教学结构，这种转变可以融合在教学过程的各个部分。

现代教育改革的核心是使学生变被动学习为主动学习，在现实的情境中，在数学活动中学习数学。虽然我们强调对信息的加工、处理以及协作能力的培养，但最重要的还是要培养学生的控索能力、自己发现问题的解决问题的能力，创造性思维的能力，这才是教育的最终目标，在实现这种目标的教学中，信息技术扮演着研发工具的角色。

数学课堂中信息技术的使用不仅为学生提供了丰富的学习资源，更重要的是，它冲击、改变着学生原已习惯了的接受式学习方式。学生正在尝试着将现代信息技术作为学习数学、解决问题的有力工具。以往“教师讲、学生听；教师演示，学生观察”的听数学的学习方式，正在转变为学生“动手实践，自主探究，合作交流”的做数学的学习方式。例如有一位老师曾用几何画板上过一节平面图形的复习课：“周长一定，什么图形面积最大？”这节课的教学内容正是学生们在网络当中由一个小故事引发出来的。教师不但及时抓住了学生所提出的这一有价值的研究内容，而且在课堂上大胆地利用几何画板来引导学生进行探索式学习。课堂上，学生可以在教师预设的界面环境中进行大胆的尝试。教师则通过网络，可以任意调出一个小组的画面，监控学生的研究情况，根据不同的问题，给与具体的指导和帮助。在这节课上，学生在经历数学、感受数学、体验数学的学习过程中不断地去发现、去探索、去交流、去创造。计算机成了学生验证、研究、探索的工具，改变了以往教师讲、学生听，教师操作、学生看的状态，扩展了学生探索学习的空间。

3、采取网络教学，促进师生对数学文化探究互动。

师生互动方式的转变实际上是师生关系转变的标志。信息技术使师生由主动与被动的关系变为平等、民主、和谐的关系。信息技术的信息传递具有快速、隐蔽、灵活等特点，可以丰富传统的师生互动方式，使师生之间增加更广泛、更民主、更有针对性的交流。信息技术对师生互动方式变革的促进作用主要表现在以下几个方面。

（1）信息技术可以实现一名教师与多个学生的互动，学生可以随时向教师提问，教师可以实现针对每个学生的特点进行个别性的辅导。例如：有位教师在讲“平面图形的整理与复习”时，在多媒体教室采取网络教学，根据不同学生的情况，提供不同的学习资料。学生可以有选择地完成不同层次的练习，教师随时监控全班学生的学习情况，并对学生进行个别辅导，这样就大大提高了课堂教学的针对性与实效性，从而实现了个性化学习。可见，信息技术可以使学习成为一种各取所需的过程。任何一个学生，都可以享用量体裁衣式的教育，按自己的需要和速度来学习。

（2）信息技术可以实现远距离师生互动，加强师生、生生之间跨时空的交流与合作。在互联网或局域网的硬件环境下，采用简单的BBS、聊天室等工具，教师不仅可以根据教学的需要设计讨论的话题，引发争议和在课堂上进行反馈，也可以设计一些有意义的专题，同学之间可通过网络相互交流，发表各自的主张，相互借鉴，对各自得出的结论进行探讨，从而激发学生的成就感。此外，信息技术还可让社会上方方面面的人士介入讨论，开阔学生的知识面。

4、借助网络特性，搭建师生交流数学文化的合作平台。

合作学习有利于促进学生高级认知能力的发展，有助于学生协作意识、技巧、能力、责任心等素质的培养。信息技术为合作学习提供了良好的技术基础和支持环境，学生可以采用专家及其他读者合作，发布作品并进行交流。利用网络技术的BBS和电子邮件开展合作学习，并把自己的观念和信息有效地传播给其他人。如利用多媒体技术编写系列有针对性的练习，其练习效果非常之好，传统练习方法不可比拟定的最大成功之处在于化学习被动为主动，化抽象为具体，通过带娱乐性的练习，将信息技术作为评价手段，有声有色，即可展示又可鼓励修正。能轻松巩固已学知识，从而切实激发学生发自内身学习兴趣，真正做到愉快学习之目的。

总之，以网络化、数学化、多媒化为代表的现代信息技术正悄然改变我们的传统的学习方式，引发理念的更新，悄悄的渗透着数学文化的元素，巧用信息技术用心感悟数学，就能丰富数学文化内涵，营造数学文化氛围，变革数学学习方式，让学生感悟数学文化中广博精深的无限魅力。

参考文献：《基础教育课程改章纲要》（试行）

关文信《新课程理念与小学数学课堂教学实施》首都师范大学   出版社2003.5

李光树《小学数学教学论》  人民教育出版社  2003.9

《小学数学教师》    上海教育出版社  2004.10

《小学教学设计》    2005年7、8期

《2004年全国小学数学年会资料》      2004.12