浅谈信息技术与数学教学的整合

浅谈信息技术与数学教学的整合

株洲市景弘中学  付小芹

内容摘要：

人类已进入信息时代，信息技术飞跃发展，不仅渗透了各行各业及百姓家庭，而且已经向教育提出了挑战。信息技术与课程整合，不是简单地把信息技术仅仅作为辅助教师教学的演示工具，而是要实现信息技术与学科教学的“融合”，在整体优化的基础上产生聚焦效应。本文就如何实现信息技术与数学教学的最佳整合和有效整合，作了初步探索。

关键词：

信息技术  数学教学  最佳整合  有效整合  生命力

正文：

我国著名科学家钱学森对未来教育作了如此论述：“未来教育=人脑+电脑+网络”。21世纪是信息时代，随着现代信息技术的迅猛发展，网络技术在教育中的应用日益广泛和深入，特别是Internet与校园网的接轨，为学校教育提供了丰富的资源，使网络教学真正成为现实，同时也为学校教育开辟了广阔的前景。数学是研究空间形式和数量关系的科学。数学能够处理数据和信息，进行计算和推理，可以提供自然现象、科学技术和社会系统的数学模型。它是学习和研究现代科学技术的基础；它在培养和提高思维能力方面发挥着特有的作用；它的内容、思想、方法和语言已成为现代文化的重要组成部分。如何有效地把信息技术和数学教学进行整合，即数学教师应如何把各种技术手段完美地融合到数学课程中——就像在教学中使用黑板和粉笔一样自然、流畅，便成为新时代数学教学的一个迫切研究的问题。

一 尝试：探求信息技术与数学教学的最佳整合

信息技术与课程整合的本质和内涵就是在先进的教育思想、理论的指导下，尤其是“主导—主体”教学理论的指导下，把以计算机及网络为核心的信息技术作为促进学生自主学习的认知工具、情感激励工具与丰富的教学环境创设工具，并将这些工具全面地应用到各科教学过程中，使各种教学资源、各个教学要素和教学环节经过整理、组合，相互融合，在整体优化的基础上产生聚焦效应，从而促进传统教学方式的根本变革，也就是促进以教师为中心的教学结构与教学模式的变革，达到培养学生创新精神与实践能力的目标。

1 信息技术与设趣激情的整合

兴趣是第一任老师，学生是学习的主体，他们有兴趣积极主动地求知，直接影响教学效果的好坏。思维是从疑问和惊奇开始的，疑问可使学生积极思考，惊奇可使学生兴奋。现代信息技术以其本身特有的功能而具备了趣味性的特点，对激发学生的学习兴趣有着极高的价值。利用信息技术的动画、图像、解说、文字、音乐等多种信息，能使学生通过电脑手段，观其境、闻其声，触景生情，充分调动了积极性、主动性，能更好、更快、更准地把握教学中的重点、难点。

例如：九年级《圆》第一课时，教学一开始，就借助现代信息技术的优势，设计一组马拉车的画面，车轮分别采用正方形、正多边形、圆形……，画面生动有趣，让学生感受为什么车轮必须是圆形的？让学生迅速地进入本堂课的教学情境中。这时，学生一看，倍感亲切，由此所设置的情景自然而然地把学生引入本课的学习中，从而激起学生思维的火花和强烈的求知欲望及探索热情。使学生“课伊始，趣亦生”，并带着探求新知识的欲望全身心地投入到《圆》这一章节的学习。通过信息技术与数学教学有机地整合，同学们跃跃欲试，言之有物，兴趣盎然，在教师的指导下积极参与，充分发挥多种感官功能，动耳听，动眼看，动口说，为学生提供自我表现的机会和空间，让课堂充满活跃的学习氛围。

2 信息技术与教学重点、教学难点的整合

数学学科的一个重要特点是逻辑性强，抽象思维要求高，尤其是涉及三维空间问题、动态过程问题、复杂计算问题，传统教学手段由于以静态为主，很难在课堂上利用黑板将这种复杂的情景展示出来，更不用说借助情景来分析。正是因为抽象的情景不能得到直观、有效的展示和分析，就进一步增加了学生理解和掌握的难度，为此长期成为教学中的难点。现代信息技术可以直观、形象、生动、准确地展示知识的形成过程，模拟出言语难以表达的知识，使抽象的概念具体化，静止的问题动态化，使知识更贴近事实本身。从而突出教学的重难点，化难为易，取得最佳效果。

例如：七年级《直线、射线、线段》一节中，重点是直线、射线、线段的概念。如果只通过教师简单、枯燥的讲述，学生很难顺利掌握。在教学时，我收集了斜拉索桥、铁轨和池谷·张彗星的慧尾图片，使得学生对现实生活中的线段、直线和射线产生直观的认识 。又如在讲解“从不同方向看物体”一节时，学生对于圆锥、圆柱的三视图不易想象，观察实物又难以在全班同学面前演示正的视角。而利用三维图形软件进行动态观察，就可使全体同学都能体会到不同的视觉效果。这样，不但能彻底改变传统教学中的凭空想象、似有非有、难以理解之苦，同时还能充分激发学生学习能动主观性，化被动为主动，产生特有教学效果。

3 信息技术与培养创新能力的整合

教学的任务不仅仅是传授知识，更重要的是生成知识。在数学教学中，学生创新能力的含义是很广的，它包括学生自己提出问题，探索新规律，得出新结论，直至提出新理论的能力。培养学生创造性是创新教学的归宿。

例如：在教学《平面图形的密铺》过程中，我将《平面图形的密铺》用网页形式展示给学生，采用人机交互的形式，让学生自己动手去浏览网页上的内容。在网页设计上我设置了包括：密铺的历史、密铺的定义、密铺的平面版画欣赏、艺术中的密铺图片、建筑中的密铺图片、密铺的探索、正多边形拼图版、有趣的镶嵌等环节。开始时让学生自己浏览网页，这时学生所浏览的是他们感兴趣的，然后用powerpoint出示三个情境：⑴小张想用多个全等三角形，不留空隙，不重叠的设计一幅三角形的密铺图案，可以吗？如果用四边形能实现吗？⑵小明家正在装修新房子，爸爸让小明用正五边形或正六边形瓷砖密铺他的房子，小明该选择哪一种瓷砖呢？⑶爸爸想同时用边长相等的正八边形和正方形铺自家厨房的地面，可以吗？通过设置这三个情境，给学生以充分的探究空间，使学生在自己寻求答案的过程中，认识进入一个又一个崭新的高度，从而发现规律，获取平面图形密铺的条件和能够进行密铺的图形等知识。这样，在让学生体验成功滋味的同时，培养和发展了学生的创新意识和能力。

4 信息技术与自主学习的整合

新课程强调要使学生能适应终身学习的要求。只有使学生成为教育活动和自身发展的真正主体，才能在未来的竞争中立于不败之地。美国某大学有一名言：“我听见了，就忘记了；我看见了，就领会了；我做过了，就理解了。”教师在教学中，可以结合教材，先引导学生提出问题，再引导学生运用各种方法进行自主学习　，营造一个交流与合作的学习氛围。信息技术具有资源共享等功能，为学生提供多感官参与学习活动，从而拓展了想象力，开拓了学生的思维能力和创造能力，培养了学生自主学习的能力。因此，教师可以引导学生上网查找相关的资料，包括了解数学史、解题思路和方法，网上答题；通过BBS、收发E-mail交流学习心得体会、开展研究性学习，而且让学生把网上学到的知识输入电脑，让全体学生得到共享。这样，借助信息技术让我们的学生积极参与，自行探索，获得亲身体验，充分体现“以学生发展为本”，以学生为主体，对数学的概念和内涵有着更为深层次地理解，从而达到可持续发展的要求。

5 信息技术与教师授课终端的整合

新的课程观认为，生活即课程，环境即课程，过程也即课程，不能把课程仅仅理解为教科书，理解为教师的备课资料，课程是“教材、教师、学生、环境”四位一体的生态系统，教与学的时空将发生根本性变化。因此数学的教学活动不仅仅是指“授课”，还包括备课、测评、辅导、教研、继续教育等环节。信息技术作为一种工具、媒介、内容和方法，除在课堂上运用外，还应延伸到师生的课外学习生活、活动中。

如：教师授课后马上可以根据本堂课的教学情况进行超文本编辑、重组、改进，没有必要再跟以前要么课上了就上了，什么都不管；要么拿起笔重新修改、记录本课时的详案。而引进了信息技术后，就可以对我们的产品进行快捷的“再加工”，提升产品的使用价值，同时我们的资料也便于储存，能够反复多次使用并且可以随时查阅各时期、各阶段、各方面的资料，让更多的教者与学者从中受到启发，完全实现了资源的共享。当然也为下一轮的教学作及时的修正，为教师更深层次的搞好研究工作提供时间上的保障。另外在授课过程中若我们的学生对本节课有这里或那里的困难，我们教师把课件或积件可放在事先建立好的一个专用的文件夹或放入学校的网络资源库（网络硬盘）中，让我们的学生在课外能再品味、再学习，学生若再碰到困难，师生在有条件的情况下完全可以在网上沟通，从而为学生提供一个“再学习”的平台。

只要是用多媒体技术改变知识的呈现方式，教师的教学方式，学生的学习方式和师生的互动方式的行为都是课程整合的一种具体而可贵的实践。但无论如何，“多媒体技术与教学整合”最终目的是为了支持学生的“学”，而不是支持教师的“教”；为了支持学生的“学习环境”，而不是教师的“教学环境”；为了支持学生的“意义构建”，而不是所谓的“教学目标”。

6 信息技术与学生课外拓展的整合

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数学问题并进行研究，是学生最感兴趣的数学学习方式。如教学《统计表与统计图》时，引导学生上网收集近五年来、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，体会到数学来自社会生产与生活、服务于社会生产与生活的道理。

另外，教材中的“阅读材料”也是可以使用信息技术的重点内容。阅读材料介绍了一些数学史和数学知识，如八年级就有蜂房里的几何学、生活离不开圆、测量面积的近似方法、曲面上的最短路线、勾股定理、无理数的发现、一元一次方程发展小记等。这些内容注重数学与其他学科的渗透交融，不少是在数学下的问题。教师如果以这些内容为出发点，善于在网上收集数学应用范例、数学史料，开设第二课堂，借以扩大学生的知识面，激发学生学习兴趣，培养他们应用数学的意识，实在是恰切不过的。

二 反思：实现信息技术与数学教学的有效整合

罔森博和教授在其著作《数学教育与计算机》一书的序言中对数学教学中利用计算机的目的做出了如下阐述：

⑴培养学生有步骤地思考问题的能力；

⑵以计算机为教具，通过操作培养学生切实掌握数学概念的能力；

⑶培养学生的创造能力；

⑷培养学生能根据现实生活和文化，独立地阐述问题的能力。

现在，信息技术已被广泛地应用于数学课堂教学，直接介入“教与学”的活动过程，这对于优化课堂教学结构、提高教学质量能起到巨大的推动作用。但有时也应看到信息技术的使用明显进入了误区，有些老师仅仅把现代教育手段用作电子黑板，出现了为使用多媒体而使用的现象，给人以高投入低产出的感觉。

1 合理利用信息技术处理课堂容量与密度

练习有很多种类型，基础练习、反馈练习、强化练习。而在实际教学中，课堂容量很大，黑板上常常写了再擦，擦了再写，这样大大减少了课堂练习容量，降低了训练的密度，也给教师增大了强度。而多媒体技术则可弥补这些不足，它可大大节省教师的板书和擦写时间，能在较短的时间内向学生提供大量的练习，容量可大大增加。利用多媒体技术编写的有针对性的系列练习，其练习效果非常之好，传统练习方法不可比拟。它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，能轻松巩固已学知识，从而切实激发学生发自内心的学习兴趣，真正做到“减负提素”之目的。利用多媒体技术中图文并茂、综合处理功能，可以将例题编制成一题多解的形式，让学生有选择性加以示演比较，通过比较，引导学生积极思考，培养学生一题多解、灵活运用已学知识的好习惯。

但同时，有些教师利用信息技术时过分追求大容量，高密度，教学中不给学生思考、讨论的时间，甚至一节课完成过去两节或三节课才能上完的内容。如一位教师在教学《解直角三角形》一节时，用电脑出示了课本上的一个具有实际应用意义的例子及解题的每一个步骤，从分析到示范解法，前后不到5分钟，讲解就结束了。像这样的例题讲解在这一节课中竟多达7个。表面上看课堂信息量大，实际上则出现“讲者手忙脚乱、看者眼花缭乱、听者心慌意乱”的现象，由原来的“人灌”变为更高效的“机灌”。

2 教学设计是信息技术和数学教学整合的关键

我们既要肯定信息技术对教学的作用，也不认为信息技术用得越多越好。

举个例子来讲，同样是“球的体积”这堂课的引入。第一种设计采用实验的方式，把准备好的圆锥放入圆筒（与圆锥同底等高），再将装满半球皮（底面半径与圆锥底面半径相等）的沙子倒入圆筒中，这时圆筒恰好装满；第二种设计是用计算机模拟显示上述的过程。以上教学设计目的有两个，第一以“做”数学的方式激发学生的学习兴趣，第二给学生以直观的印象。在不同的两个班我分别采用以上的两个设计，发现无论从第一个目的还是第二个目的来看，第一种设计要比第二种设计来得好。

3 信息技术应该在恰当时刻以恰当的形式出现

用信息技术可以产生丰富的视听效果，以此来刺激学生的感官，可以激发他们的学习兴趣。但有些教师制作的数学课件，背景画面复杂，几何图形变幻莫测，按钮奇形怪状，并且使用大量的动画和音响。这些课件画蛇添足、喧宾夺主，分散了学生的注意力，冲淡了他们对学习重点、难点的关注，久而久之，学生必然会产生厌倦情绪，反而不利于学习兴趣的激发。如一位教师教学生作三角形的中线和角平分线，都采用播放动画来示范。动画是好，但它会削弱学生对三角形的中线和角平分线的作法的注意力，其效果可能远不及教师在黑板上作图示范来得好。

4 使用信息技术教学，师生之间的情感交流不容忽视

有些教师将预先设计好的或网上下载的课件输入电脑，然后严格按程序将教学内容不加选择、一点不漏地逐一展现，上课成了执行既定程序，学生是否适应，是否能跟上教学进度，计算机操作能否跟上，他们无暇顾及。有些教师片面追求多媒体课件的系统性和完整性，从组织教学到新课讲授，从巩固练习到课堂作业，每一个细节都有详尽的与画面相配套的解说和分析，整节课只要点点鼠标，讲几句串词就算了事。我曾听过一堂由两位老师来完成的公开课，教学时，一位老师在座位上用鼠标、遥控器专门控制课件的展示，另一位老师则背对黑板满怀激情地讲述教学内容，整堂课跟放电影没有什么区别。他们忽视了教学中最为重要的师生之间的情感交流。

三 感悟：让信息技术与数学教学的整合具有长久的生命力

任何一种教学手段的出现，都不是为了代替什么。我们既不能将信息技术的功能过分夸大，也不能全盘否定传统教学手段的长处。信息技术与数学教学的整合，是教育面向现代化、面向世界、面向未来的必然发展，是一种国际趋势。数学教学中使用信息技术应该着眼于解决今天数学教学面临的现实问题。在教学观念、教学模式不断发展的今天，新教材给予教师更多教学手段的选择，作为一名数学教师，应该把握信息技术发展带来的机遇，为数学教学注入新的活力。信息技术与数学教学的整合势不可挡，我们只有迎难而上，不断探索、研究，注重实效，优化整合，让信息技术与数学教学的整合具有长久的生命力，才能跟上时代的步伐，更好地发挥计算机网络辅助教学的优势，使素质教育真正落到实处。

参考文献：

《数学教育与计算机》      罔森博和

《新课程怎样教——教学艺术与实践》      吴效锋