有效利用信息技术培养学生创新能力

有效利用信息技术培养学生创新能力在经济全球化和社会信息化深入发展的今天，调动人的创造性是刻不容缓的任务，培养具有创新能力的一代新人更是当务之急.以信息技术为基础的数学教育改革正是顺应时代的潮流.数学教育已不再是“一只粉笔，三尺讲台”的简单组合和传授，而应将信息技术广泛地应用于数学教育，有效地利用信息技术，培养学生的创新能力.1激发学生的创新意识是培养学生创新能力的基础信息社会的高度发展对数学教育的目标也提出了更高的要求―数学教育必须培养面向信息化社会的创新人才.因此，教师在教学过程中，除了传授基本知识和基本技能外，应切实培养学生的创新意识和创新能力，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，培养学生“学有所用，用有所学”的能力，培养具有真正竞争力的创新人才.在信息时代，只有有效地利用信息技术，才是学生“全体发展、全面发展、个性发展”的重要保证；只有有效地利用信息技术，学生的创新意识才会得到激发，从而为学生创新能力的培养打下坚实的基础.1.1创设教学情境创设丰富多彩的教学情境，诱导学生主动思考、探索，是激发学生创新意识的重要方法.现代信息技术资源丰富多彩，信息技术具有将文字、图像、图形、声音、视频图像、动画等多种信息载体集于一身的特点，形象逼真，生动新颖，从而为学生创设出生动、形象、贴近实际的教学情境.正是由于信息技术所带来的这些独特优势，才为学生提供丰富的资源，使学生处于一种强烈的感受之中，从而激发学生探索的欲望，使学生的“要我学”变为“我要学”，使学生的思维高度活跃，激发学生的创新意识.教学活动不仅要反映教学的结果―知识的获取，而且也反映在获取理论知识的思维过程，要逐渐培养学生从生活中发现和解决问题的能力，从而使学生的创新意识得到更好地激发.例如，在“圆和圆位置关系”的教学中，首先利用多媒体，设计生活中学生熟知的具有圆的位置关系的实例，如街头车技表演者脚下轻巧便利的自行车，工厂里复杂的皮带轮转动装置，还有杂技表演艺人手中的圆圈，激发学生学习的积极性，并适时引导学生观察图片的共性，总结规律，进一步引导学生观察动态变化的圆，自由移动两圆的位置，如图1，归纳总结两圆的位置关系.教师在创设丰富多彩的教学情境下，学生自己动手、动脑、观察、实践感知两圆的位置关系以及在生活中的应用，使学生既获取了知识，又逐步激发了学生的创新意识.可见，有效利用信息技术，创设丰富的教学情境，有利于激发学生的创新意识.1.2培养学生的想象力有效利用信息技术，培养学生的想象力，是发展学生创新意识的最佳途径.爱因斯坦说过：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象却概括着世界上的一切.”可见，培养学生的想象力是发展学生创新意识的关键.想象是指人们通过仔细观察得到的表象和已掌握的知识相结合的结果，也是人的大脑对已有的表象进行加工而形成新的形象的过程.而就在进行加工形成新形象的这个过程中，学生的创新意识得到逐渐地发展.有效利用信息技术，设计出具有声、光、情、景的动态画面，为学生提供丰富的表象，培养学生的想象力，进而发展学生的创新意识.例如，在“多面体和正多面体”教学中，首先，利用多媒体播放一段小老鼠滑稽地越过一系列多面体障碍物的小短片，学生很快就会被录像中形形色色的多面体和有趣的画面所吸引，为学生提供了丰富的表象.其次，看过短片后，要求同学们自己动手做一个多面体，学生的想法千奇百怪，各有千秋.这时他们的想象力得到培养，而在制作多面体的过程中创新意识也得到逐渐发展.最后，利用多媒体展现几个具有代表性的多面体，如图2，引导同学们归纳总结规律.可见，有效地利用信息技术，能不断地培养学生的想象力，发展学生的创新意识，为培养创新能力打下坚实的基础.1.3模拟实验在教学过程中，教师有针对性地选择特定的教学内容，利用信息技术的模拟功能，合理地设计实验，丰富教学形式，不仅能使学生们在动态中观察，在操作中发展，在探索中学习，而且还逐步强化了学生的创新意识.例如，在“三角形内角和”教学中，可以用“几何画板”先画出任意三角形，如图3[1]，再度量每一个内角并求它们的和.学生们会发现它们的和为180度，然后任意拖动其中的一个顶点，使三角形的形状或位置发生改变，再测得它们的内角和仍为180度.学生们发现每一个内角的大小虽然发生了改变，但它们的和还是180度，并且将度量的数据列成表格，便于进一步观察比较，于是学生们猜想：任意三角形的内角和为180度.最后，教师引导学生用自己所学知识来证明自己的猜想是否正确.在学生思考探索过程中，进一步强化了他们的创新意识.在教学过程中，有效利用信息技术，模拟实验，强化学生的创新意识，为学生创新能力的培养奠定基础.2形成创造性思维品质是培养学生创新能力的有效途径有效利用信息技术，优化教学过程，使学生积极主动的探求知识，改变以往课堂上老师是主角，学生是配角的局面，变老师的教为学生的学，让学生乐学、会学、善学，发挥教师主导作用，体现学生的主体地位，激发学生的学习动机，从而使学生形成创造性思维品质，为学生创新能力的培养提供了有效途径.创造性思维品质是指有创建的思维品质，是以新的方式、方法解决新问题的思维品质，是指个人在解决问题时的一种超出现有固定方法的思考模式，是一种抽象的个人精神和思想意识形态.在教学过程中，教师可以有效利用信息技术，激发学生的主动性，诱发学生的灵感，使其逐步形成创造性思维品质，为学生创新能力的培养提供有效途径.2.1培养学生发散思维和逆向思维有效利用信息技术，培养学生发散思维、逆向思维，对诱发创造性思维品质起着至关重要的作用.在教学过程中，教师应鼓励学生从不同的角度，不同的方面去思考问题，从而开拓学生思维空间，捕捉到许多新的知识，从而产生新的理解，新的假设和新的结论，培养和拓展了学生的发散思维能力.有效利用信息技术，使学生从不同角度进行发散思维，进行多方面思考，从而能使学生的思维灵活缜密，拓宽了思维的广度，对诱发创造性思维品质起着至关重要的作用.例如，在“一次函数的图像”这节教学中，首先，利用“几何画板”画出平面直角坐标系，再任意画出一条直线，比如y=2x+4，如图4，引导同学们思考这个一次函数图像与直线方程y=2x+4的哪些元素有关？其次，在直线上任选一点，让此直线绕此点慢慢旋转，反复播放，适时引导学生观察直线方程的哪些元素发生了变化？再由具体到抽象，逐步引导学生一次函数图像与直线方程y=ax+b的哪些元素有关？这些元素又是怎样决定一次函数图像的？一次函数图像与直线方程y=ax+b之间的关系有没有什么规律可言？在逐步引导学生的这个过程中，使学生从不同角度思考问题，从而培养了学生的发散思维，诱发了创造性思维品质.诱发学生的创造性思维品质，培养学生的创新能力，逆向思维的培养至关重要.逆向思维是指从已有思路的反方向去思考、分析问题的方法，它有利于克服思维的保守性.[2]在数学教学中，教师要结合教学实际，有效利用信息技术，有意识地加强学生逆向思维的训练，引导和培养学生的逆向思维意识和习惯，帮助学生克服单向思维定势，引导学生从传统思维方向相反的方向去进行思考，进一步诱发学生的创造性思维品质.在教学过程中，教师适时引导学生运用逆向思维去思考问题，从而培养了学生思维的敏捷性，学生的创造性思维品质也在潜移默化中得到了诱发.例如，有效地利用信息技术，培养学生用“假设―否定―矛盾―结论”的思想证明几何中的一些问题，逐渐培养学生的逆向思维，诱发学生的创造性思维品质.2.2通过动画演示内化新知识数学是一门抽象的学科，许多数学概念、数学模型之所以成为学生学习的难点和疑点，就是因为太抽象，不具体.如果仅凭“一只粉笔、一块黑板、一名教师”的单向传输，往往是教师花了很大的力气，教学效果却事倍功半.而有效地利用信息技术，不仅能消除学生抽象思维、逻辑思维以及语言表达上的障碍，降低学习的难度，而且又能直观、形象地再现知识的形成过程，有利于突破教学中的重难点，化难为易.[3]教师再适当把握时机提出疑问，引导学生思考，从而激发了学生的创造性思维品质.例如，“指数函数的图像和性质”是代数中的重点也是难点.传统的教学方法是先由几个特殊的函数图像y=ax，y=12X，y=10x，得出?vy=ax（a0，a≠1?w的图像和性质，这种只由几个特殊的图像得出一般性的结论，不仅不能使同学们信服，而且单调的“粉笔、黑板”呈现方式既慢又不准确，不易看出它们之间的关系，只能使学生的思维处于混乱之中.在这节教学中，首先利用“几何画板”，作出以参数为a的y=ax的图像，其次拖a便可动态地得出指数函数的图像.反复演示整个过程，让学生仔细观察，引发有意注意，诱发疑虑，积极思考.教师适时引导学生观察总结出指数函数的性质，从而激发学生创造性思维品质.在教学过程中，有效利用信息技术生动、形象的特点，通过动画演示，层层展示，反复播放，全方位地启发学生思考，让学生在动静中得出结论和性质，激发学生创造性思维品质.2.3用探索拓宽的方法造就学生的创造性思维品质在教学过程中有效利用信息技术，引导学生进行“自主发现、自主探索”，从而抓住问题的本质所在，使学生处于积极主动的地位，造就创造性思维品质.在教学过程中，教师有效利用信息技术，提供隐藏规律性的材料，让学生对这些材料进行观察、分析，激发学生探索精神，拓宽学生的思维，从而造就了学生的创造性思维品质.学生在对“猜想”的结论给予证明的过程中，学生的思维得到广泛、深刻、跳跃性的发展，从而使创造性思维品质得到质的飞跃.例如，在“两条直线的位置关系”教学中，首先利用“几何画板”画出同一平面内两条直线的三种位置关系：相交、平行、重合，如图5，然后让学生探索讨论任意两条直线11：Ax+B1y+C1=0，12：A2x+B2y+C2=0的位置关系是如何随着它们的系数A1、B1、C1、A2、B2、C2的变化而变化的，让学生在讨论中感受探索的价值，拓宽学生的思维，进一步造就学生的创造性思维品质.信息技术使学生成为数学问题的“研究者”，有效地造就了学生的创造性思维品质，为学生创新能力的培养提供了行而有效地途径.3开展数学实验以及数学建模活动提高学生的创新能力数学教学来源于实践，而其主要目的又是培养学生的实践能力和应用能力.而学生的创新能力也必然通过他们的创新性实践才能真正提高.[4]因此，教师可以有效利用信息技术，开展数学实验以及数学建模活动，不仅可以激发学生的内在潜力，发展个性，增加学生自觉性，而且又能把他们所学的知识应用于实践中，从而进一步提高了学生的创新能力.3.1开展数学实验数学研究是需要实验的，在现代数学教学中，有效地利用信息技术开展数学实验，可以让学生通过使用数学软件，独立解决一些典型的数学问题，以此来拓展学生的创新空间，在学生动手又动脑的同时，提高了学生的创新能力.[5]在教学过程中，适当选择一些实际问题作为实验内容，然后引导学生观察、模拟、联想，把实际问题转化为数学问题，逐步培养他们分析问题和解决问题的能力，从而进一步提高了学生创新能力.例如，针对“指数函数”这部分内容，可以开展一个数学实验“银行利率问题”，实验课题如下：现有一个人欲存20万元，6年后使用，问采用怎样的存款方案，可使6年所获利益最大？要完成这个实验，首先，运用互联网查一下中国人民银行各类存款的利率表.其次，应用所学指数函数知识，运用“几何画板”软件进行数学计算和数学演算.最后，经过思考分析制定一个最佳方案.有效利用信息技术，开展数学实验，不仅培养了学生的应用能力和实践能力，而且使学生接触了社会，增加创新机会，进一步提高了学生的创新能力.3.2开展数学建模活动数学教学是把实际问题加以抽象概括，建立相应的数学模型，利用这些模型来研究解决各种实际问题的一种数学思考方法，体现了数学的创新性和实用性.在数学建模过程中，学生接触的都是与生产和生活密切相关的实际问题，然后利用所学知识建立起实际问题的数学模型，之后通过计算机进行模型求解，然后再返回到实际中去.在数学模型的研究过程中，学生不仅能尝试用数学的角度去观察事物、阐述现象、分析问题，而且还学会了用数学的眼光去解决实际问题，从而培养了学生的应用能力和实践能力，进