信息技术与数学学科教学整合的尝试与思考，本文主要内容关键词为：信息技术论文,学科教学论文,数学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
21世纪是高科技迅猛发展，以计算机为核心的信息技术越来越广泛地影响着人们的工作和学习，成为信息社会的一种背景文化，成为新世纪公民赖以生存的环境文化[1].信息技术与其它学科的综合和相互渗透，成为教育发展和改革的强大动力，世界各国都已开始探索两者的整合.我国最近出台的《普通高中数学课程标准》就明确提出“注重信息技术与数学课程的整合”.本文就此谈谈笔者的一些尝试.
一、整合的内涵
信息技术与数学学科教学的整合指的是在数学学科教学过程中，把信息技术、信息资源、信息、方法、人力资源与教育思想、教学理念、数学学科的课程内容、教学策略、学习活动等有机地融为一体，以便更好地完成数学课程目标，并提高学生的信息、获取、分析、加工、交流、创新、利用的能力，培养协作意识和能力，促使学生掌握在信息社会中的思维方法和解决问题的方法.两者的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数学学科教学的融合，使被整合的个体在统一的目标之下，经过精心的设计、培育和转化达到和谐、互动的状态.这种状态呈现在学生学习行为上，将是学习方式的转变；呈现在教师教学行为上，就是教学方式的变革.因此，在整合中应突出作为整合主动因素的人的地位，以实现人与物化的信息之间，网络虚拟世界与现实世界之间的整合.具体地说，信息技术与数学学科教学整合的基本思想包括以下3点：（1）在以多媒体和网络为基础的信息化环境中实施数学课程教学活动.（2）对数学课程内容进行信息化处理后成为学习者的学习资源.（3）利用信息加工工具让学生知识重构.
二、信息技术与数学教学整合的尝试
1.运用多媒体网络优化数学学习环境
学生的学习能力是有差异的，因材施教或个性化教学是我们长期以来的不断追求.但在传统教学中，往往只能面向中等成绩的学生，而很难顾及优等生和学困生.计算机网络提供的丰富信息则可以对学生的可能差异实现较大面积的覆盖，为个性化教学的实现提供可能.利用这些现代信息技术，可以构建个别化的学习环境，满足不同认知水平和认知风格的学生；也可营造协作式的学习氛围，为学生提供对相同问题的不同观点比较、分析和思考的条件，在集思广益的基础上深化理解和掌握知识.
在多媒体网络教室，教师可以递送较大预设空间的课件，供不同学生从中选择适合自己的服务，这就为学生独立探索提供了便利.学生可以根据自己的不同兴趣和认知状况，围绕所研究问题的不同方面进行不同角度、不同层次的研究工作.通过不断研究，将一些孤立的概念串联起来，建立假设，同时激活一些已有的知识经验，利用多媒体课件或工具，通过必要的实践，建立起这些知识所具有的内在联系，并验证假设.学生通过个别化、自我激发式的学习，以不同的认知策略整合知识，以自己适应的方式和步调来建构知识.这样的学习环境对于发展学生分析问题和解决问题的能力是十分有益的，[2～3].
此外，由于计算机网络便捷的交互性，可以使学生获得适合的教师指导和同伴交流，开展小组合作学习.对于一些教学内容，可将学生组成学习小组，以小组形式在师生之间、生生之间进行讨论、交流、协作，通过网络和计算机支持学生之间的交互活动来共同协商解决问题.这时，教师可利用监视功能对学生的学习情况进行监督，对在学习中出现的问题进行正确定位，通过遥控辅导加以补救，将学生所犯的错误消灭在萌芽中.教师控制着小组讨论的主题与时间，可随时进入或退出讨论组，而学生的讨论仍在进行.之后，指定个别同学把小组活动成果写成报告或小论文，最后进行小组交流.这样，学生获取知识的途径除了从教师处外，还可以从别的学生观点中获得，从而拓宽了学生获取知识的渠道，培养了学生信息处理能力和社会交往技能.
2.利用数学软件开展数学实验
Euler曾经说过，“数学这门科学，需要观察，还需要实验.”Gauss也曾提到，他的许多定理都是靠实验、观察法发现的，证明只是补充的手续.传统的数学教育由于多方面的限制，片面强调数学重视演绎推理的一面，忽视其作为经验科学的一面，导致学生看不到数学被发现、创造的过程，而过分注重问题的结论以及解题的方法技巧[4～5].数学实验则让学生感到一切都是当着他们的面发生的，而不是以教条的形式灌输，给学生提供了更多的动手机会突出学生的主体地位，使学生由“听数学”转为“做数学”，从被动的接受式的学习变为主动的探索式的学习.
笔者曾和学生一起使用几何画板研究了这样一个中点轨迹问题：点P为⊙O上的动点，定点A在圆周上，PA中点M的轨迹是什么图形？学生很快得到了是圆（如图1（a））.笔者接下去问，拖动点A使之分别位于⊙O内部、外部，轨迹又如何？不难亦得到均为圆（如图1（b）和（c）），有些学生还形象地称之为“母子圆”.这时，有些学生通过目测猜出了“子圆”半径是“母圆”半径的一半，笔者马上鼓励他们证明自己的猜测.至此，学生体验到了“形”的直观，“数”的简约，几何画板的生动，无不各尽其妙.忽然又有学生发问：既然有“母子圆”，是否还有“母子椭圆”、“母子双曲线”、“母子抛物线”呢？笔者又鼓励他们大胆猜想，小心求证.经过努力探索，他们将这一轨迹问题发散为：有两动点A、P分别在：①两个圆，②两条线段，③一线段和一圆，④一椭圆和一圆，⑤一椭圆和一抛物线上运动，那么它们连线的中点轨迹分别是什么？最后，他们还把问题扩展到：若一个三角形的3个顶点分别在一椭圆、双曲线、抛物线上运动，则该三角形的重心轨迹是什么？类似这样问题的提出与解决，没有数学软件的强大功能很难实现.
图1 中点轨迹
3.建立个人教学辅导网站以丰富数学课程资源
数学课程资源是指依据数学课程标准所开发的各种教学材料以及数学课程可以利用的各种教学资源、工具和场所.在过去，由于各种条件的限制，数学课程资源多为静态的.随着网络技术的高速发展，Internet已悄然改变着人们的工作和学习方式.它是一个巨大的信息资源库和功能强大的信息交互系统，可使数学教育信息资源由静态的藏书变为动态的信息传播，实现数学课程资源共享.目前，国内虽有大大小小的不少数学网站，但大多针对性都不是很强，不太适合学生的同步学习.因此，建立一个适合自己所教学生的个人数学教学辅导网站，也是信息技术与数学学科教学整合的途径之一.两年来，笔者对此也做了一些积极的探索.
作为个人教学辅导网站，内容的选取是个关键.例如，可设立“知识经脉”，帮助学生梳理所学的数学知识，形成知识结构网络：设立“课堂重温”，每次课后都上传本节课的内容，便于学生（尤其是学困生）及时弥补当天未掌握的知识，同时一个阶段后也便于学生回顾所学知识；设立“课外辅导”，提供同步练习、自我测试、点击高考、竞赛辅导等供学生酌情选择；设立“教学反馈”，公布每次作业和考试情况，收集一些典型错误，即使在期末复习时亦可查看；设立“成果展示”，表彰进步的学生，展示他们的小创作、小论文等，可激发他们的进取心；还有学习论坛，酷站链接等.通过网站，不仅激发了学生的学习兴趣，拓宽了他们获取数学知识的渠道，而且提高了他们搜索、获取并交流信息的能力，学会了学习.
三、信息技术与数学教学整合的思考
1.教师要转变观念
教师的观念方法和对教学的设计处理直接影响到教学的质量和效果，关系到学生的创造能力的培养和发展.“整合”带来的是教学方式和学习方式的变革，带来的是师生角色的真正改变.因此，教师必须放下“权威”的架子，树立面向未来学习的观念，真诚地与学生沟通、协作，甚至共同学习，全方位地更新自己的知识、技能结构和教育教学观念，迎接信息时代的教育对数学教师提出的挑战.
2.教师要提高素养
为适应“整合”，教师必须提高自身的专业素养.只有具备良好的数学专业知识和教学论知识，才知道如何利用信息技术为教育服务以及利用信息技术能为我们做些什么，这样才能合理运用信息技术组织教学并分析其运用效果.同时，教师还必须提高自己的信息素养，能熟练运用多种信息技术，获取、收集教学素材，制作教学课件，使用数学软件，建立教学辅导网站等.