《信息技术与高中数学课程整合》课题研究中期报告

《信息技术与高中数学课程整合》课题研究中期报告

下关一中课题组

2004年3月，我校数学教研组经过近一年的酝酿与理论准备，开始了信息技术与高中数学教学整合课题实验。在一年的时间中，课题组成员本着“两条腿走路”的方针，即一边学习培训，一边实验探索，结合本学科的特点，积极探索信息技术与高中数学教学的整合之路，收获了成功的喜悦，也积极地进行了有益的反思。下面从三个方面作简要汇报。

一、信息技术与高中数学课程整合的几点思考

信息技术与数学课程的整合将成为数学教育理念和教学改革的“突破口”、“切入点”。现代信息技术的广泛应用正在对数学课程内容、数学教学、数学学习等方面产生深刻的影响。通过本课题的实验，将为数学课堂教学提供一套方法和模式，可以更新教师的教育观念，优化课堂教学，提高教学质量，培养学生的创新精神和学习的兴趣。

1、“整合”是历史发展的必然结果

随着信息技术的不断发展，以计算机和网络为核心的现代技术，正在越来越深刻地影响着我们的工作、学习和生活，它给教育带来了一场巨大的变革，把多媒体技术与数学学科相互结合起来，给课堂结构带来了巨大的变化，丰富了课堂内容、改变了课堂形式、推动了课堂改革的发展。

2、“整合”是时代的需要

近几年来，“计算机辅助教学”已经成为我国教育改革中一道亮丽的风景线。不论干什么、是否有用都要与计算机联系起来。然而，仔细的分析后，我们发现当今的计算机辅助教学与五年前相比进步甚微。真正把计算机与数学教学结合在一起的教师并不多，而现今知识传输速度快、知识更新快，我们现今的教学模式根本无法传递快速发展的知识信息。在计算机技术日趋成熟的今天，在多媒体教学、网络教学的口号日渐响亮的今天，信息技术与学科课程的改革是必要的。

3、“整合”是课程改革的要求

（1）2001年6月，教育部颁发的《基础教育课程改革纲要（试行）》提出，“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，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。”当前，随着信息技术的普及、课程及教学理念的改革，“课程整合”已经提到广大数学教师面前了。

（2）利用信息技术进行数学实验教学，最主要的特征是：由重视现成的知识的传授转向了重视知识产生过程的探索和分析；由重视学生知识的单纯积累转向重视学生体验知识产生和能力发展。利用信息技术进行数学实验教学，其优势表现为：增强学生学习的主动性，提高学生的学习兴趣；教学方式化静为动，化抽象为直观，交互性强，有利于帮助学生形成良好的思维习惯和正确的学习策略。因此，只有将信息技术与数学课程进行有机地整合，才会使数学课向素质教育模式转化。

（3）利用信息技术，学生有更多的时间自练、自悟、自查，并及时检查学习效果。信息技术可使应变速度较慢和学习有困难的学生有机会主动参与到教学过程中，进而理解和掌握数学知识。信息技术还可以分层设计适合不同层次的学生的数学学习计划和内容，能使各个层次的学生的潜能得到充分发挥。

4、“整合”是培养创新人才的要求

适应现代信息技术，培养创新人才，需要建构新型的教学模式。让质疑诱发学生创新意识，让想象激活学生创新思维，让操作锻炼学生创新能力，让学生成功体验创新乐趣。

二、我们的实践

要真正把计算机网络技术融合到高中数学的教学中去，从目前情况看，不是一件简单的事，而是一项长期而艰巨的教学改革任务。我们首先狠抓教师教育理论的学习，立足于教师教育观念的转变；其次是培养骨干，建设队伍；再则就是选择学科带头人，力争以点带面。在实验中，我们力求突出信息技术的特点，围绕教学内容的难点，寻找整合实验的关键点。

1、充分发挥信息技术的作用，实现师生互动

现代教学中的师生关系已经发生变化，教师不再是居高临下输出知识的主体，而是学生主动学习的组织者、引导者。教师要贯用启发式教学原则，防止灌输式说教，通过问题引入——启迪学生思维——引导学生探索——主动获取知识；而学生不再是知识的被动

接受者。这样的教学过程必然是师生互动的模式，而这种互动绝不仅限于师生之间的语言交流，我们特别提倡教师采用灵活的教法，充分运用现代信息技术手段加强师生间的信息交流，创设最佳的学习环境，引导学生观察、启迪学生思维，培养教学活动的主体——学生的各项能力。以前（包括不愿意使用教具和现代信息技术的）教师只能通过自己的语言和在黑板上作草图来描述一些简单的数学现象；有的教师甚至想通过语言来描述复杂的实验现象和产生的过程。这样的教学使具体的、动态变化的过程变得抽象和静止，语言成为教师向学

生传递信息的主要方式，这种教学对于没有基础和经验的学生来说“如听天书”，造成“黑板上种庄稼”的结果。落后的教学方法和手段形成了教学难点，造成学生的学习障碍，使教学目标难以实现；这就从反面证明了，在课堂教学中应和信息技术手段的重要性和必要性。

2、运用现代教育手段更好地达到教学目的

信息技术与学科课程的整合是自然的、恰如其分的。在教学中最典型的做法是，能用实物展示的就不用电子图片展示；能用实演示的就不用电脑动演示，不要使简单的问题复杂化。我们在教学过程中应灵活的运用现代化教育手段，使它真正发挥其特长而不是

“走形式、摆样子”。例如f(x)=ax2+bx，且-1≤f(2)≤1,3≤f(4)≤4，求f(1)的取值范围。好多学生解题时总是利用不等式的性质分别解出a、b的取值范围，再来求f(1)的取值范围，从而忽略了a、b本身之间的联系。教师说明了正确的解法，而学生却常常不

理解。于是，我利用几何画板作图向他们作了说明，大部分同学的错解实际上是在几何图形上人为地扩大了点（a,b）所在的区域，通过多媒体小课件的演示，学生很快理解了错解的根源，从几何角度理解了题目的本质。

3、信息技术的运用要讲究策略和选择恰当的切入点

将信息技术运用于高中数学教学，从教学手段、教学方式上弥补了传统教学的不足，提高了教学效率，同时也培养了学生的信息技术技能和解决问题的能力。因此，在教学设计的各环节中必须注意运用信息技术的策略，恰到好处地达到教学目标。

（1）提出问题环节中应用现代信息技术

提出问题是探究式教学模式的基础，对于诱发学生探究动机，引导学生进入探究状态具有重要的作用。因此如果能运用好信息技术的优势激起学生的认知冲突、提出带有挑战性的问题势必会使一堂课事半功倍。例如，在圆锥曲线的教学中我就向学生推荐了一个“生活中的圆锥曲线”的网站，学生看了有关的资料后，就提出了为什么这些实际问题中的曲线是双曲线而不是抛物线等等问题，引发了学生对各类圆锥曲线的探究欲望。

（2）教学活动中的探究活动环节中应用现代信息技术

探究活动是探究学习中的核心环节，是学生利用各种探究手段和工具获取相关资料和数据研究解决问题的过程。数学的知识是抽象的，所用的术语也很抽象，像数学中的“对称”，“异面”，“极限”，“轨迹”等概念、关系及动态过程是抽象难懂的，信息技术的运用可帮助教师和学生解决这些重点、难点问题，激发学生探究的兴趣，帮助学生

更快速、更便捷、更高质量地完成对某个问题的探究。同时，在学生不断探究的过程中运用信息技术还可以培养学生观察、猜想、类比等数学思维。

（3）复习课和研究性学习活动中应用现代信息技术

当我宣传信息技术与数学学科教学整合的必要性时，老师们常常问到：这对高考有用吗？实际上，许多学校的“整合”课主要是作展览和评比用的，不敢用到高三复习课上。这样就无法使人真正相信在数学教学中使用信息技术的必要性。

我校高三教学实际表明，信息技术不仅有助于提高复习课效率，而且有助于课后辅导的落实。

例题1（如图）在正方体ABCD—A1B1C1D1中，E、F分别是面ADD1A1与BCCB1的中心，那么右图中的哪个图形可能是面EBFD1在正方体各面的射影      （把所有可能的情况都填上）

图1

这是高考的一个原题，不用计算机当然也可以给学生讲清楚这个题，但用计算机演示不单提高了课堂效率，而且动态演示“射影”的效果给学生留下更深刻的印象。下面是通过“按扭”屏幕出现的三种不同的投影效果。在黑板上现场画图，费时间，且图不准确。用画好的投影片时间省一些，但无动态效果。通过课件展示，不仅给出投影的动态效果，而且能方便地把投影图“缩”回去，复原成原图。

4）信息技术的运用要讲究实效性

另外我们更关注的是实效性。教育技术不是做给人家看的，信息技术与数学教学的整合不能满足于公开课上表面的热热闹闹，看起来很“现代”，而是确确实实有助于提高数学教学质量，提高学习效率，减轻学习负担，使原来学生觉得难懂的内容变得相对容易，使师生的时间与精力投入得到应有的回报，使学生学得更扎实、灵活和主动。

三、我们的反思

在未来社会中数学与数学教育将对社会及个人的发展起怎样的作用？如何在高技术的支持下改革数学教育，使之与现代社会的要求相适应？这些都是值得认真思考的问题。但是，无论教育技术怎样发展，数学教师都是不可替代的。不过教师在教学过程中的角色在变化，工作方式在变化。他从知识的传授者变成学生学习活动的组织者与教学情景的设计师。他从个体的手工业劳动者变成信息社会教师团队中的一员。大量的重复性工作将被更富创造性的劳动所替代。

1、要有课程改革的大视野

信息技术与数学教学的整合必须要有课程改革的大视野，必须要以实现课程改革目标为目的。也就是说，整合是在课改的大前提和大背景下进行的，不是拘泥于一个知识点、一堂课、或者是一个课件，而是要形成新的教学观。我国当代基础教育教学改革的基本思想与要求集中反映在《基础教育课程改革纲要》（试行）的第四部分“教学过程”

中。基本内容是两个方面。一方面，“教师在教学过程中应与学生积极互动、共同发展，要处理好传授知识与培养能力的关系，注重培养学生的独立性和自主性，引导学生质疑、调查、探究，在实践中学习，促进学生在教师指导下主动地、富有个性地学习。

教师应尊重学生的人格，关注个体差异，满足不同学生的学习需要，创设能引导学生主动参与的教育环境，激发学生的学习积极性，培养学生掌握和运用知识的态度和能力，使每个学生都能得到充分发展。”另一方面，“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。”所以，我们提出了新型课堂教学要以“四化”为特征，即“师生关系民主化、呈现方式情境化、信息传递互动化、教学

要素整合化”，以此衡量一节课的效能高低。从根本上讲，就是处理好信息技术整合到数学教学与数学课程整体改革的关系。

2、加强教师的理论与信息素养

计算机能给数学教改注入强劲的活力，但计算机技术不是关键的因素，起决定作用的还是教师，是信息时代数学教师的教育观念。实践呼唤理论，过去多年传统教学形成的数学教学法，数学教育观显然不能圆满地解答现在涌现的许多新问题了，时代需要我们探索和发展数学教育的新理论。信息技术与学科课程整合的本质在于先进的教育理论。因而，推进学科整合必须用先进的教育理论武装教师。同时，信息化时代的教师应积极学习有关教育教学理论，努力提高自身的信息素养，自己具备获取信息、加工信息以及创造新的信息的能力。要使计算机成为教师的真正工具，但并不是要求数学教师自己从头设计自己制作课件。这就要求学校和有关部门要做好培养工作，一方面要不断实现社会的快速发展与教师自身素质之间的反差，来震撼教师的心灵，使其产生紧迫感、危机感，从而自觉接受终身学习和终身发展的新理念；另一方面，要将先进的教育理念运动到培训之中，让培训思想内容与培训方式统一起来。对教师进行理论和技能的培训时，要注重理论与实践相结合，让教师把先进的教育教学理论很好的与学科教学和信息技术结合在一起。同时，要帮助教师打破对计算机的神秘感，让他们更有信心能完成好这一历史使命。

3、信息技术与高中数学课程整合所面临的问题

虽然我国从20世纪70年代末期就开始得出计算机辅助教育的研究项目，但计算机辅助教学仅是在研究课、评比课中出现得较多，由于种种客观原因，计算机辅助教学经常性的教学工作中还难于推广。计算机还没有被当作帮助教师教和学生学的工具，计算机辅助教学还远未取得真正的成功。我们面临的主要问题是：

1）对信息技术在教育教学中的作用认识不足

部分教师对现代教育技术缺乏正确的认识和理解，认识不到现代教育技术对数学教育教学特别是在新一轮课程改革中的地位和作用，对科技快速发展在当今数学教学的影响认识不足。认为有无现代教育技术装备对教育教学质量没有多大的关系。因此舍不得在现代教育技术装备上进行投入。

（2）教师的计算机应用水平还很不够

由于我们现在的教育正是一个大转轨的阶段，教师之间的年龄差异较大，在使用多媒体辅助教学的水平上还存在着很大的差异，尤其是一些边远农村和山区的教师，甚至根本不知道什么是计算机辅助教学。

（3）教学设备短缺影响着课程整合

我国现在已经大力推行计算机辅助教学，我们教育工作者也正在迎接着这一具有历史意义的大转变。但是由于资金和教育理论的传统化、陈旧化等问题还有很多教师没有计算机、很多学校没有网络教室，更不用说使用信息技术与学科课程整合了。

由于这些客观原因的存在，因此长期以来，计算机辅助教学仅是在研究课、评比课中出现得较多，而经常性的教学工作还难于推广。计算机还没有被当作帮助教师教和学生学的工具，计算机辅助教学还远未取得真正的成功。