《信息技术在小学数学课堂教学中的有效整合研究》

《信息技术在小学数学课堂教学中的有效整合研究》（教电馆研064531611号）课题文献研究报告文献研究者：马怡宁课题负责人：钱焕玉所在单位：甘肃兰州市城关区雁滩乡第一小学校课题类型：青年课题研究时间：2007年5月-2009年5月2009年4月课题文献研究报告【关键词】：信息技术有效整合一.对信息技术与课程整合的理解信息技术与课程的整合，应分为教学、学习、评价三部分理解，首先教师根据教学目标对教材进行分析和处理，决定用什么形式来呈现什么教学内容，并以课件或网页的形式呈现给学生，这是教学。其次，学生接受了学习任务以后，在教师的指导下，利用教师提供的资料（或自己查找信息）进行个别化和协作式相结合的自主学习，并利用信息技术完成任务，这是学习。最后，师生一起进行学习评价、反馈。在整个教学过程中，学生的主体性和个别化得到较大的体现，这样的教学氛围十分有利于学生创新精神和问题解决能力的培养。同样，教师通过整合的任务，发挥了自己的主导作用，以各种形式、多种手段帮助学生学习，进一步调动学生的学习积极性。这种学习只是单一的，无论从知识上还是技能上，我个人认为最终信息技术与课程的有效整合的落脚点是研究型课程，信息技术作为学习工具（LearnwithIT）。学生作为积极主动的学习者，以类似科学研究的方式，在信息技术的帮助下，获取信息、交流信息，并最终以电脑作品的形式完成研究任务。研究型课程中的整合任务，一般不是教材中的内容，而是课后延伸，甚至是社会现实性课题，如环境保护、旅游类问题等。课题的设置要考虑学生的认知能力和年龄特点，采用循序渐进的原则。一般小学低年级以生活实践性的活动为主，小学高年级以社会综合课题学习为主，初中以学科性综合实践活动为主，高中以综合性学科的学习为主。研究型课程超越了传统的单一学科学习的框架，它按照学生认知水平的不同，将社会生活中学生感兴趣的问题，以主题活动的形式来完成课程目标。学生通过主体性、探索性、创造性的解决问题过程，将多个学科的知识、学问性知识和体验性知识、课内与课外、学校与社会有机地结合在一起，最大限度地促进学生身心和谐统一地发展。从研究型课程的特点看，更加突出了学生的主体性和参与的过程性。在整个研究的过程，从研究方案的形成、方案的实施，到最后任务的完成都由学生自主完成，而教师仅对学生选题、收集和分析资料的方法等进行一般性指导。这样的教学才是有效的。二.信息技术与数学课堂的整合的发展：（一）国外现状近年来，在一些发达的国家和地区，还广泛使用现代教学手段，如幻灯片、影片等。在日本，配合各册课本制作的幻灯片总计达三百多张。近年来，有些国家还允许或提倡使用电子计算器。关于计算器的使用，各国还有不少争论，特别是许多教师不赞成小学生使用计算器，担心会忘掉计算技能。但是不少实验报告都认为，计算器有助于掌握基本技能和数学概念以及解答应用题，不会损害学生的成绩。同时也认为要考虑到小学生的特点，一般宜于在高年级使用，在使用之前应先掌握基本计算技能。美国全国数学教师协会八十年代《行动计划》中提出，超过两位数的计算就可以用计算器。日本算数学习指导要领中规定，高年级可以适当使用计算器，但是不能影响培养学生的估算能力。至于使用计算器以后会带来什么样的影响，有些人认为还需要进一步研究。关于计算机，美、英等国已有不少小学在数学课上用作辅助教学手段，不仅用于学习计算，解应用题，而且用于辅导儿童，解答疑难问题；此外还用于记录和分析学生成绩并根据学生的进步情况制定学习计划，而且逐渐成为在家庭中对孩子进行教育的主要途径。在美国，早在1989年全国数学教师协会(NCTM)颁布的《学校数学课程与评价标准》就指出，应当鼓励所有阶段的学生在数学学习中使用计算器。在他们看来，计算器和计算机的使用是有利于学生计算能力发展的。另外，该标准还指出，并没有证据证明，因为允许使用计算器而使得学生在简单的计算中也依赖计算器。相反，学生应当学会选择最为恰当的计算工具。对于“计算器的使用”，美国UCSMP数学教材系列的编写者们做了更为详尽的阐述，他们认为学生从k年级（学前教育）起，就应该鼓励他们使用简易计算器，即含有四则运算键的计算器，以帮助他们探究数学概念。在四至六年级时，学生可以根据自己的学习情况自主决定何时使用何种计算器。到了七年级，学生应开始使用科学计算器，因为到那时学生通常所要处理的数字可能很大或很小，简易计算器已无法胜任操作。而当学生开始学习UCSMP的代数时，图像计算器或其他自动绘图仪就要开始介入教学，而且对于它们的使用将一直贯穿于最后三年的中学数学课程。在美国数学教材中，计算器和计算机是有序地介入数学学习的。德国巴伐利亚州现行的小学数学教学计划公布于1981年，在计划中关于计算有这样的特别说明：“……低年级就可以利用计算器计算，虽然有人认为计算器的使用不易发展学生的思维，但可以省时省力又经济，它是为大众所喜欢的最重要的技术之一，在课堂教学中同样不可或缺。”针对一些教育者的担忧，国际上有多项关于数学学习中使用计算器和计算机的实验研究，研究报告表明，数学教学中引进计算器和计算机利大于弊。计算器和计算机作为一种先进的学习工具引进，应当重新审视各教学内容的目标定位和内容地位，面对于这种先进技术的合理化使用，已是大势所趋。在日本，计算机在社会生活中已非常必需。对于学校的数学教学来说，利用计算机同样十分重要。日本数学教材明确指出计算机的两种利用方法：(1)为了促进学习，作为教具使用；(2)作为使用工具，进行操作学习。日本教材非常重视数学内容、计算方法和计算机的有机结合，强调计算机和信息技术是解决问题的一种重要手段【教材实例】美国教材在美国教材中，专门有一个章节“用计算机探索”，来将计算机引进数学教材，其主要内容是使用电子表格进行问题处理。例如：在学校的奥林匹克日，5位同学参加垒球投掷比赛，每一个人投三次，其距离记录在电子表格中。把最远的距离排到最佳成绩，然后排序。（如下图1所示）图1德国的教科书，如人民知识出版社已翻译出版的“数学加油站”，也充分利用网络技术，为学生搭建一个网络资源平台（)。在引进计算器的应用上，日本比起美国和德国在时间上要迟一些，但其数学教材近年来也有新设计，（如下图2，日本小学三（下）的教材内容）。图2（二）国内现状：我国教育部《关于中小学普及信息技术教育的通知》要求：“让学生了解和掌握信息技术的基本知识和技能，激发学生学习信息技术的兴趣，培养学生收集、处理和应用信息技术的能力以及利用计算机进行自主学习，探讨的能力。教育学生正确认识与技术相关的伦理、文化和社会问题，负责任地使用信息技术”，也正是在大众文化层面上对未来社会劳动者的提出一般性的信息教育要求。近年来的实践表明，有了计算器，数学不再纠缠在繁难的计算之中，在数学学习过程中，我们也欣喜地发现：计算器的引进，渐渐被广大的教师和学生所接受。但怎样把计算机有机地整合到学习数学的过程中，使学生有更多的精力投入到现实的、探索性数学活动中成为数学教育研究的新课题。《新数学读本》在将计算机技能纳入到小学数学教材方面，进行了突破性的尝试。例如：在小学生学习轴对称图形的时候，根据对称图形的特征，利用信息技术中的画图软件，进行简单的复制、粘贴、翻转、组合，制作轴对称图形，凸显了信息技术的优越性（见下图5）。在操作中既加深对称图形的特征，（对称图形不仅仅是两边一模一样的，也就是说不是“复制”就行的，还需要“翻转”，也印证了“对折以后完全重合的特征”），而且还训练了学生的计算机画图操作技能。在后继的学习中，结合数学材料引进EXCEL电子表格等工具性软件。与此同时，更为重要的是，整合信息技术的目的，是为了切实增强学生的信息素养。例如：在学习对称图形之后的“数学百花园”中，教材还介绍了中国民间传统工艺剪纸的信息，增强学生对轴对称的理解。链接一些网址，培养学生利用网络搜索更多信息的意识，介绍获取信息的方法，帮助学生提高获取信息的能力，切实增强信息素养（右图6）。（三）国内外对比：美国儿童有线电视广播公司做过一个儿童上网目的的调查，结果为：67%的儿童上网是为了获取信息，65%是玩游戏，49％是聊天和使用BBS，48％儿童利用互联网做研究和创造性活动，46％的儿童下载网上资料。而我国一个类似的针对学生的调查却显示如下结果：60.7%的人玩游戏；34.1％的找朋友聊天，29.1％的人关注影视文艺动态，24.3的人发E-mai1，18.6%的人选择下载软件。比较而言，某种原因影响下的美国儿童，已经把网络作为他们生活中的一个有机组成成分，无论他们在网络上搜寻资料还是玩游戏，都与社会对他们的正常要求相贴近；而疏于引导的我国学生，却将网络作为新一代游戏机房，完全不能领会计算机网络有可能对他们实现的大部分主流意义。这种情况反映出美国的教育理念和教育实践与我国的差异，也是我国学生的信息技术文化内化不完整的标志。三.信息技术与数学课堂的整合研究的发展：(一)国内研究现状2000年修订的《国家数学课程标准》制定过程中，有这样一个重要理念：“现代信息技术的发展将对数学教育的价值、目标、内容以及学习和教学的方式产生重大影响。数学课程要重视运用现代技术手段，特别是要充分考虑计算机（计算器）对数学学习的影响，把现代技术作为学生学习数学和解决问题的强有力的工具，使学生从大量繁杂、重复的运算中解放出来，将更多的精力投入到现实的、探索性的数学活动中去。”这不仅是数学课程改革的一个理念，也为今天的数学教学改革指明了一个方向。在崂山西路小学朱慧的信息技术在数学课堂教学中应用的初步探索中指出信息技术与数学教学整合的意义：⑴当学生思维受阻或提不起兴趣的时候，利用计算机可以模拟知识的形成过程或展示知识的结构，变抽象为具体，变陌生为熟悉，特别是在学生“顿悟”的一刹那对思维的发展最有效。⑵利用计算机为学生提供实验平台，供其实践、探索、发现。⑶利用计算机信息技术为学生创造一个积极参与的具体环境。中国信息技术教育一书中指出信息技术与数学教学整合构建了新的数学教学模式：（1）确立了以学生发展为本的思想，以培养学生的数学素养和信息素养为目标；（2）学生真正成为学习的主人；（3）信息技术成为学生认知工具；（4）学习的方式多采用研究性、协作性、探索性学习；（5）数学和信息技术既是学习的对象与工具，又是学习的工具与对象；（6）教学中经常采用嵌入式教学，即在数学教学过程中插入信息技术教育的内容（7）教学全过程不仅局限于课堂40分钟内。要做到课前收集信息、筛选信息；课上交流信息、处理信息；课后整理、存储信息。信息技术与数学教学整合创设了新的教学环境：1．技术环境：开展信息技术与数学教学整合的实践，前提是要有一个现代化的硬软件设备作支撑。相对充足且配备先进的硬件设备是开展“整合”教学的保障，而科学合理的硬件装备所建立起来的教室则为教学提供了良好的课堂环境；一般来说，一所学校要有一个多媒体的网络教室（联上Internet）。充足的软件资源为“整合”提供强大的信息基础，保证教学中信息的方便获取，当然更多的资源可以来自网上。作为学校也是可以通过购买系列教学软件来丰富教学资源。2．心理环境：教师和学生面对信息化环境要有一个心理适应过程。教师是“整合”能否顺利进行且取得良好效果的关键。其中信息技术操作能力是基本保障。事实表明，在同样面对信息化浪潮时，孩子们显得如鱼得水，应付自如，而大人们则显得笨手笨脚，在计算机操作等方面，大人们的确应该向孩子们学习了，这已经成为当今社会的一种文化现象，有人将它称之为文化“反哺”现象。教师同样也要接受这一事实，不断提高自己的信息技术操作能力；另外，“整合”的效果如何与教师的教育思想方法更是分不开的，如果教师的信息技术操作能力提高了，而教学思想仍然是因循守旧、墨守成规，那么，信息技术只能成为传统教学的附属物，不能很好的发挥信息技术的作用。如果，教师在提高信息技术操作能力的同时，又具备了现代的教育思想，那么，他就能正确摆正教师、学生、信息技术等教学要素的关系，选择科学合理的教学方法，有效地组织教学。最后，要有较高的数学教学专业知