信息技术与数学教学的整合

信息技术与数学教学的整合信息技术与数学教学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。数学是一门难学的课程，也是一门难教好的课程，它所以困难在于：（1）数学有与其他学科不同的特点，自然科学常发生新理论代替旧理论的情形，但数学不会如此。数学学习是数学发展史的缩影，是一个累进过程。这章与前章，这科与另一科，密切联系，前面的学习水平直接影响后面的学习。（2）数学是一门高度抽象的学科，高度抽象的概念，科学简洁的数学语言，严谨的逻辑体系，深刻的数学思想方法，都使得相当数量的学生难于理解数学。（3）数学是人类活动、创造性的产物，数学活动的核心是思维，是数学方式的思维。认识是个人独特的构造结果，人的思维活动有强烈的个性特征。每个教师有自己的教学习惯、教学特点，即教无定法，但教有定规，这个“规”，既要符合学生的认识规律又要符合数学自身的发展规律。每个学生都有自己的生活背景、家庭环境，这种特定的文化氛围，导致不同学生有不同的思维方式和解决问题的策略。学生已有丰富的数学活动经验，特别是运用数学解决问题的策略。学生只有用内心的创造与体验的方法来学习数学，才能真正地掌握数学。因而数学教育要展现数学的思维过程，要学生领会和实现数学化，自己去“发现”结果。处理好教与学的关系，选择适当的教学模式，设计优化的教学环境，是每个教师天天要遇到的．概述信息技术与数学教学的整合曲阜师范兖州校区郭萃摘要：信息技术与数学教学的整合已成为数学教育改革的热点问题。本文主要从四个方面加以探讨，即数学教学的信息化，信息技术与数学教学整合的概念、一般原则及具体做法。关键词：信息技术数学教学整合《数学课程标准（实验）》提出：“要充分发挥信息技术多媒体的优势，为学生学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具；为所有学生提供探索复杂问题、多角度理解数学思想的机会，丰富学生数学探索的视野。”由此可知，信息技术与数学教学整合已成为一种趋势，其整合的成败直接影响到数学教学效果。因此，我们必须认真思考这一问题。1、数学教学的信息化信息技术主要是以计算机等多媒体为主的电子技术。数学教学信息化一个主要标志是建立数学教学的网络系统，有的学校建立数学教学网站，开设了信息资料库，教师信息化工作区，学生学习区和交流公共区。数学教学通过信息化，给备课、上课带来了革命性的变化。教案可用计算机写作和管理，也可用计算机来制作课件，还可将电子教案网络化，供师生共同使用。上课时，教师轻松走上讲台，打开电脑，移动鼠标，敲击键盘，就可以演示教学内容并讲解。先进的信息技术给数学课堂教学注入了活力，它为抽象的问题提供了直观的背景，在一定的程度上突破了学生认识的时空限制，拓宽了学生获取信息的渠道，使学生的视觉、听觉等多种感观同时参与信息的收集，为教学活动提供探索的平台。但是，信息技术应用于数学课堂教学，存在着自身的不足之处：一是忽视了揭示过程与能力的培养，对于数学一些定理的证明、公式的推导、作图等，这些内容制成多媒体课件用于课堂教学。对于学生来说，只见步骤，不见过程，忽视揭示知识的形成、发展及分析问题，解决问题的过程．不利于培养学生分析问题和解决问题的能力，更不利于培养学生动手能力、实验操作能力。二是信息技术着重内容的演示，缺少师生的情感交流。课堂上，教师的一言一行、一举一动以及师生对话，对学生的启发、诱导有着积极的作用，忽视了它，不利于学生创造性思维的培养，也不利于教师创造性的工作。三是信息技术缺乏必要的、系统的板书，因而缺乏学生把感性知识上升为理性知识的桥粱。四是信息技术盲目灌输成分较多，分析、引导、激发思考成分较少。若长期缺乏科学的思维训练，会影响学生抽象思维能力的发展。五是信息技术复杂的画面背景，大量的动画和音响，干扰了学生的思维，分散了学生的注意力，冲淡了学生对学习重点、难点的关注，最终影响到实际的教学效果。因此，信息技术不能被用来替代基本的数学教学活动，应该与传统的纸笔运算、逻辑推理、画表作图等达成协调，注重信息技术与教育技术的有机整合，既要最大程度地发挥信息技术的优势，又要最大限度地发挥教师的作用，把两者完美地结合起来。2、何谓信息技术与数学教学的整合“整合”就是指一个系统内各要素的整体协调、相互渗透，使系统各要素发挥最大效益。而信息技术与数学教学的整合是教育信息化中的一个重要课题。比较而言，信息技术与数学教学的整合要比掌握信息技术的一般技能要困难得多。所谓“整合”，不是把数学教学整合到信息技术中，而是把信息技术有机地融入数学教学中去支持数学教学。因此，必须结合学科教学的特点才能实现整合。以数学学科为例，它的突出特点是抽象、逻辑性强和形式化表达，数学教师经常需要面对的是如何精心设计概念教学和解题教学，巧妙地处理特殊与一般、具体与抽象、直观与逻辑、发现与论证、严谨的形式化表达与学生认知水平的关系。计算机的快速计算、智能画图、机器证明与自动求解等功能，为数学教学处理以上问题提供了更信息化的一些内容。在传统的数学教学中，由于不能提供生动、丰富的真实情境，且激发学生进行数学活动去提取长时间记忆的相关内容的态势较弱，因而将使部分学习者对知识的意义建构产生一定困难。许多学者和专家指出，必须建立起一套新的具有多媒体技术特征的数学教学体系，有机地把信息技术整合到数学教学中，通过整合为数学教学带来一片生机。3、整合的一般原则3.1、科学性与教育性相结合科学性与教育性相结合是指两个方面，一是指信息技术使用地科学性和教育性，即信息技术是一种工具，教师是把计算机作为一种有效工具，使用时适时、得当、灵活。将信息技术与教学技术相结合，与知识、能力、信息、情感、动作融为一体，力所能及地获取反映事物本质特征的有意义的信息。从而改善学生的学习方式，增强学生的思维训练，培养学生发现和解决问题的能力，让信息技术成为良好的教学辅助手段，最大限度地发挥教师作用，达到提高教学效率地的目的。二是利用信息技术制作多媒体课件的科学性和思想性，主要体现在三个方面：内容正确、逻辑严谨；动态演示过程真实形象；场景设置、素材选取、名词术语、操作示范等符合有关规定。科学性是基础，思想性是作为科学性的进一步升华，是科学性的灵魂。在教学中，应结合数学特点，充分挖掘教材的思想性进行思想教育，寓思想、教育于知识教学中。3.2、技术性与使用性相结合技术性是指在规定的运行条件下，各种信息技术能够可靠地运行，保证顺利实现教学过程，达到教学目标。而使用性主要表现在：使用时方便、快捷，便于学生和教师控制；操作简便、灵活、可靠、前后方式统一；容错能力强，纠错及时；移植方便、便于演示、传输、处理等。以计算机为代表的信息技术，是信息处理的有效工具，但它在数学教学中的优势不是自然就有的，其技术的开发尚有不完善之处，这也是许多教师对“课题搬家”和“题库”式数学教育软件不认可的原因。可见，信息技术进入数学教学并不是一件简单事，信息技术的潜力转化为胜过传统教学的优势还有待于教师加强技术平台的改进。3.3教师主导与学生主体相结合信息技术在数学教学过程中的定位只能是辅助工具，起辅助作用，通过特有的文字、声音、动画等表现方法。呈现事物的形象或变化过程，对学生多种感官提供刺激，以促进学生学习。虽然信息技术的运用较之于其他教学媒体有着无可比拟的优势，但永远无法取代教师的地位，而是加强了数学教师的核心与主导地位。教师是利用信息技术教学的创设者，即教师应创设多媒体辅助数学学习环境。使得学习者利用原有相关知识去顺应和同化新知识，获得认知结构。教师是信息技术的整合者，在整个整合过程中的各种因素中，教师是数学“脚本”创造者。表现为对数学知识和数学工具的创造性认识，吸取传统文化的精华与现代文化的优势，解决信息技术在数学教学中不断出现的问题。教师是信息技术应用的评估者，教师应加强信息技术整合数学教学的各个因素的综合评估，把知识、能力、情感、动作、技能等有机融为一体，并借助它有效地改善教学活动，保持教学平衡，而学生作为认识的主体，应通过发挥自己的主观能动性，在接触和感受各种生动直观的感性材料过程中把握科学认识的真谛，亲自去猜想、探索、验证，在行动上和思想上发生转变，获取知识。3.4、面向全体与因材施教相结合在利用信息技术教学时，面对的是全体学生，因此，教学内容的广度、深度、进度就要处在大多数学生通过能力能够达到的“最近发展区”上。应用信息技术应充分考虑数学教材的内容，使教学中适宜内容自然地用信息技术来辅助。通过动画模拟、分层显示、演示实验、控制模拟、影视播演、练习设计，为学生的学习提供一个感性认知地条件，营造一种探索发展的环境，让全体学生能自主的参与合作学习和研究学习之中。然而学生在认知方面存在着个别差异，因此信息技术的使用还应考虑到教学的过程和效果，突出个别化特点。通过技术的控制和运用，把握教学的速度和深度。重点和难点内容，可以用诸多信息加以刺激，从而使每个学生学习都得到提高和发展。3.5、结论与过程相结合《数学课程标准》指出，让学生“经历探究物体与图形的形状、大小、位置关系和变换过程等”，传统教学过程由于受教学媒体的限制，比较注重结果而忽视了过程。信息技术的使用可以有效利用一些数学教学软件，为学生营造一种实验探索的环境，利于学生发挥想象力，鼓励学生进行数学猜想，并迅速、准确地反馈和检验学生的猜想和直觉，加强反思。并且可以利用某些教学软件，让学生通过操作而体验命题、定理发生、发展的建构过程，让学生成为证明的建构者。信息技术所创设的环境，为探索图形性质和特点活动经验提供了有利的物资基础，它让学生经历观察与实验，探索结论，在“做数学”中去发现和解决问题。3.6、理论与应用相结合在进行基本理论知识教学的同时，应尽可能地与具体典型性、鲜明性和适用性的实际问题相联系，设计课件要与网络有效地链接，使学生不仅将理论应用到课堂上，而且应用到课堂外，达到学以致用、活学活用，进而培养学生应用数学的意识和能力。4、信息技术与数学教学的整合4.1、讲解与课件相融合目前，很多教室都配备了多媒体，与以往相比教学环境和教学设备都发生了根本变化，充分利用这些硬件设备，制作出适合的多媒体课件，可以大大提高教学质量。由于数学课件绝大多数都是整课式的，它在不同程度上存在着按固定教学模式组织教学，很容易把师生的手脚束缚在个预设的圈子里，使得师生之间无法进行有效沟通。在教学中起主导作用的教师，有条有理、生动形象、富有启发性的讲授，重点突出，条理清晰，布局合理的板书，组织指导学生合作交流、启发学生积极思维、引导学生学会学习以及分析、评价学生的学习水平等，是计算机永远不能取代的。在课堂上课件一般只能用几分钟或是十几分钟，重点用来帮助教师讲清楚用其它教具所下能讲清的问题。把一些抽象的理论内容或不易观察清楚的内容遥过二维或三维动画形式信息处理和图像输出。在显示屏幕上进行微观放大、宏观缩小、瞬间变慢，短时间内调动学生多种感官参加活动，使学生获取动态图像信息，从而形成鲜明的感性认识，进一步理解掌握知识。例如，高中数学立体几何中球和球缺，这种特殊的几何体的表面积和体积公式的求解，单纯依靠老师口授和实物演示，是难以说明的。使用三维动画软件，可制作立体效果很好的课件，使得难以想象的几何体变得非常直观。这样，把讲解与课件相融合，能起到锦上添花、画龙点睛的效果。片断式课件可以化静为动，突出重点，突破难点，构建开放性，激发兴趣性，体现辅助性，从而挖掘计算机的功能优势在数学课堂教学中，只有把信息技术作为探索发现，发展数学概念，开发想象能力的有效工具来使用，才能真正体现出多媒体教学的魅力。数学教学活动是数学活动的教学，是师生之间、学生之间交流互动，共同发展的过程。教师是学生学习的组织者、合作者、指导者，学生是主动参与、告作学习、探究发现的主体。利用信息技术建立教学情境，通过师生之间、学生之间的交流与合作学习，理解知识，发现知识．并通过有意义建构自己的知识结构，从而获得新的知识．4.2演示与板书相融合系统的板书是学生把感性知识上升为理性知识的桥梁．数学课堂教学离不开板书的密切配合。当多媒体课件进