新課程背景下高中數(shù)學(xué)教學(xué)整合信息技術(shù)的實(shí)踐與思考

摘 要：傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)已經(jīng)不能適應(yīng)新世紀(jì)人才的需求，多種新的教學(xué)理念也相繼被提出，在這樣的背景下，教學(xué)的改革勢(shì)在必行。信息技術(shù)憑借強(qiáng)大的生命力，為教育行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展帶來(lái)新的動(dòng)力。本文通過(guò)課例闡述信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)教學(xué)整合的實(shí)踐，并對(duì)課例中學(xué)科整合的優(yōu)點(diǎn)和不足進(jìn)行反思。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù) 學(xué)科整合 實(shí)踐 反思 新課標(biāo) 教學(xué)新理念

傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)模式有諸多局限性，這是毋庸置疑的。新課標(biāo)提倡注重信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程的整合，《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》明確指出將信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程的整合作為一個(gè)理念，要求通過(guò)將信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的教與學(xué)有機(jī)地融為一體，發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高教與學(xué)的效率，改善教與學(xué)的效果。信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)的整合是指信息技術(shù)與教師組織、指導(dǎo)和幫助學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程的有機(jī)整合，它能夠把信息技術(shù)手段完善、恰當(dāng)?shù)厝谌氲綌?shù)學(xué)教學(xué)的過(guò)程中，是信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)結(jié)合的有機(jī)產(chǎn)物，能有效地促進(jìn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。它不僅是一種教學(xué)技術(shù)，更是一種全新的教學(xué)理念。

一、信息技術(shù)的滲入給高中數(shù)學(xué)的教學(xué)帶來(lái)的改變

1. 更能吸引學(xué)生的注意力

信息技術(shù)的滲入，更能吸引學(xué)生的注意力。數(shù)學(xué)是研究數(shù)量關(guān)系與空間形式的一門(mén)學(xué)科，學(xué)科所體現(xiàn)的知識(shí)結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)性與抽象性，往往令學(xué)生望而生畏，慢慢地產(chǎn)生了抵觸情緒、厭學(xué)。從生理學(xué)的角度來(lái)看，“人類(lèi)接受信息的途徑是多種多樣的，可以通過(guò)眼睛接收光信息，鼻子接收氣味，耳朵接收聲音，嘴巴嘗試味道，以及通過(guò)觸摸感知形狀等。而對(duì)腦細(xì)胞刺激最大的是多種感官的共同接收。當(dāng)多種不同媒體的信息一起共同作用時(shí)，那種影響往往是最深刻的”。在這種強(qiáng)烈的刺激下，學(xué)生的注意力就被集中過(guò)來(lái)了，并進(jìn)而關(guān)注課堂的教學(xué)。“關(guān)注是最好的老師”，能引起學(xué)生的關(guān)注，數(shù)學(xué)教學(xué)便有了成功的第一步。

2. 更能充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用

借助信息技術(shù)，讓學(xué)生充分參與創(chuàng)造性的教學(xué)過(guò)程，以培養(yǎng)其獨(dú)立思考、積極探索的習(xí)慣，發(fā)展其創(chuàng)新意識(shí)，正體現(xiàn)了以人為本的新課標(biāo)教學(xué)理念。以往那種只重視到公理、定義等的灌輸，忽視了知識(shí)體系結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程的教學(xué)，根本無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代教育的要求。通過(guò)多種信息技術(shù)使用，讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)真理；借助計(jì)算機(jī)的多媒體功能，讓學(xué)生親身感受數(shù)學(xué)之美。這些都是以往的常規(guī)教學(xué)方式所無(wú)法想象的。請(qǐng)看我們的案例：

在完成了《概率》的教學(xué)后，要求同學(xué)通過(guò)Internet登陸到網(wǎng)上測(cè)試系統(tǒng)完成一組練習(xí)題。該測(cè)試系統(tǒng)提供的是標(biāo)準(zhǔn)化選擇題型，學(xué)生只需在相應(yīng)題號(hào)上選擇正確答案后提交，系統(tǒng)就馬上計(jì)算并給出評(píng)分，使學(xué)生及時(shí)了解現(xiàn)階段的學(xué)習(xí)效果，什么地方需要加強(qiáng)，什么地方需要注意，知道了自己的情況，就可有的放矢地進(jìn)行學(xué)習(xí)了。而教師可以及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而有針對(duì)性地進(jìn)行下一步的教學(xué)。在全體學(xué)生都完成測(cè)試，教師已掌握現(xiàn)階段學(xué)生的學(xué)習(xí)情況后，再通過(guò)測(cè)試系統(tǒng)發(fā)布答案，讓學(xué)生自己查錯(cuò)。整個(gè)測(cè)試過(guò)程與平時(shí)的測(cè)驗(yàn)相同，也同樣公布答案，但統(tǒng)計(jì)成績(jī)，卻要比傳統(tǒng)方式更快捷、更全面。

二、信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)教學(xué)整合的現(xiàn)狀

目前信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合主要有三種形態(tài)：（1）多媒體信息組合演示為主，即以教師使用信息技術(shù)為主的多媒體演示型教學(xué)模式。它是教師目前運(yùn)用最早、最為得心應(yīng)手的主流形態(tài)。（2）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)，即多媒體計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)能提供表現(xiàn)豐富、互動(dòng)性強(qiáng)的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生更多、更好地獲取關(guān)于客觀事物規(guī)律及內(nèi)在聯(lián)系的知識(shí)，幫助學(xué)生進(jìn)行積極的意義建構(gòu)，這是信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合的典型形態(tài)。（3）基于互聯(lián)網(wǎng)資源的研究性學(xué)習(xí)，即圍繞某項(xiàng)專(zhuān)題，利用網(wǎng)絡(luò)搜尋與專(zhuān)題相關(guān)的信息，并對(duì)信息進(jìn)行加工處理，以達(dá)到完成研究探索的任務(wù)。它是研究性學(xué)習(xí)與信息技術(shù)整合的一種開(kāi)放形態(tài)，是現(xiàn)代教育的一種新形式。

信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)教學(xué)的整合，不管采用哪一種整合的教學(xué)形態(tài)，不應(yīng)是為了整合而整合，而應(yīng)是為了學(xué)生的發(fā)展這一目的而進(jìn)行有效的整合，因此評(píng)價(jià)一節(jié)整合課是否優(yōu)秀，絕不在于采用的信息技術(shù)的多寡，也不在于信息技術(shù)的先進(jìn)或精美與否，而應(yīng)主要考慮是否體現(xiàn)實(shí)效，是否體現(xiàn)課程基礎(chǔ)目標(biāo)與學(xué)生發(fā)展目標(biāo)的統(tǒng)一，是否幫助學(xué)生達(dá)到有關(guān)學(xué)科標(biāo)準(zhǔn)在知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面規(guī)定的目標(biāo)，是否改善教與學(xué)的方式，甚至是否以成本最低的整合實(shí)現(xiàn)最大化的效益。

三、信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)教學(xué)整合的教學(xué)實(shí)踐

數(shù)學(xué)是一門(mén)抽象的學(xué)科，許多數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)模型之所以成為學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)和疑點(diǎn)，就是因?yàn)樘橄蟆⒉痪唧w。僅憑教師的描述講解和演示課件，教學(xué)效果不甚明顯。假如利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和圖形的形象直觀的動(dòng)態(tài)效果，讓每一位學(xué)生都親身體驗(yàn)知識(shí)的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程，那么將能更有效地抓住教學(xué)重點(diǎn)、突破教學(xué)難點(diǎn)，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的難度，使新知識(shí)化難為易，變抽象為具體，同時(shí)改善教與學(xué)的方式，極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。

下面結(jié)合“新課程人教版（A版）(必修2)”的《空間直線與直線的位置關(guān)系》談?wù)勎胰绾芜M(jìn)行信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)教學(xué)整合。

1. 學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，提前預(yù)習(xí)數(shù)學(xué)

我提前布置了兩個(gè)預(yù)習(xí)問(wèn)題：(1)空間直線與直線的位置關(guān)系的定義。(2)空間直線與直線之間角是如何度量的？

學(xué)生帶著問(wèn)題，到數(shù)學(xué)網(wǎng)站上搜集相關(guān)的資料，提出研究方案，然后在小組內(nèi)討論，形成最佳方案。

在課堂上，我讓各個(gè)小組盡情地展示自己的研究方案。有的小組提出從平面幾何出發(fā)拓展研究；有的小組提出搭建模型進(jìn)行觀察的方法。他們根據(jù)平面直線與直線的位置關(guān)系，對(duì)空間直線與直線的位置關(guān)系進(jìn)行大膽地猜想，但不知從哪里開(kāi)始說(shuō)明。

雖然這些研究方案都有一定的缺陷，但畢竟是學(xué)生的辛勤的汗水，應(yīng)該給予充分的肯定，這體現(xiàn)了過(guò)程比結(jié)果更重要的教學(xué)理念。

2. 學(xué)生動(dòng)手做模擬實(shí)驗(yàn)，自主探究數(shù)學(xué)

為了讓學(xué)生直觀感性地學(xué)習(xí)空間直線與直線的位置關(guān)系，我用幾何畫(huà)板制作了學(xué)生課件，學(xué)生課件呈現(xiàn)了空間直線與直線的各種位置關(guān)系，還有若干個(gè)輔助平面。學(xué)生可以拖動(dòng)鼠標(biāo)把其中的一條直線移到另一位置。在移動(dòng)的過(guò)程中學(xué)生可以觀察兩直線的平行情況和交點(diǎn)個(gè)數(shù)，從而總結(jié)出空間直線與直線的位置關(guān)系的定義。

通過(guò)圖形的直觀、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)及小組討論，大部分同學(xué)能得到空間直線與直線的三個(gè)不同的位置關(guān)系：（1）平行；（2）相交；（3）異面。

我沒(méi)有先演示課件，而讓學(xué)生在我預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中，充分動(dòng)手、動(dòng)眼、動(dòng)腦，進(jìn)行自主探究。這樣延緩了知識(shí)的產(chǎn)生過(guò)程，學(xué)生不但從圖形的直觀上學(xué)習(xí)了新知識(shí)，而且知道了新知識(shí)的來(lái)龍去脈。“由過(guò)去的死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練的接受式學(xué)習(xí)，變?yōu)橹鲃?dòng)參與、樂(lè)于探究、勤于動(dòng)手的自主性學(xué)習(xí)”。

其實(shí)每一個(gè)數(shù)學(xué)知識(shí)都有它的產(chǎn)生過(guò)程，如果我們能在這個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行整合信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)教學(xué)的整合，設(shè)計(jì)學(xué)生的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)教室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，那么一定能取得很好的效果。

3. 學(xué)生利用局域網(wǎng)交流數(shù)學(xué)成果，共同進(jìn)步

空間異面直線之間角的度量，是本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)。為了突破難點(diǎn)，我利用局域網(wǎng)的交流功能，促進(jìn)全班的學(xué)生共同交流探討，一起猜想驗(yàn)證，得到結(jié)論。

我提出還有沒(méi)有其他情況，并讓學(xué)生在學(xué)生課件上繼續(xù)探索，同學(xué)們起初是困惑，接著是議論聲此起彼伏，大部分同學(xué)不知從何下手。

我沒(méi)有直接給出結(jié)論，而是點(diǎn)撥：“平面角度量的條件。”于是學(xué)生努力探索，爭(zhēng)取第一個(gè)找到答案。

過(guò)了一會(huì)兒，生1提出：“用量角器度量角需要一個(gè)點(diǎn)和兩條邊。”我利用多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)看和轉(zhuǎn)播功能，讓該生演示課件，并向全班轉(zhuǎn)播。我仍沒(méi)有直接作出判斷，而由學(xué)生自己判斷結(jié)論的正確性。

生2立即反駁：“異面直線之間沒(méi)有交點(diǎn)。”并用學(xué)生課件向全班邊說(shuō)明邊演示。其他同學(xué)贊成了他的結(jié)論。

有的學(xué)生猜想在空間某處取一定點(diǎn)，然后把兩條直線移到此定點(diǎn)處。

利用局域網(wǎng)的演示交流功能，共同探討，互相交流，一起猜想驗(yàn)證，集中全班集體的智慧，確定定點(diǎn)的任意性和角的大小的不變性。

我在這一過(guò)程中搭建了學(xué)生之間交流的平臺(tái)，學(xué)生既可以在這里展示自己的探究成果，也可以對(duì)其他同學(xué)的成果提出反駁的意見(jiàn)。學(xué)生們?cè)诮涣髦袑W(xué)習(xí)新知識(shí)，培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作與質(zhì)疑的精神，培養(yǎng)合作交流的能力，養(yǎng)成主動(dòng)參與、善于思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣。這不正是新課程改革所提出的目標(biāo)嗎?

總之，教師應(yīng)用課件的演示功能進(jìn)行總結(jié)歸納、輔助教學(xué)，在課堂上起著畫(huà)龍點(diǎn)睛和穿針引線的作用。

四、信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)教學(xué)整合的反思

1. 學(xué)科整合使課堂更開(kāi)放

在本節(jié)課中，我設(shè)計(jì)了數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自主探索空間直線與直線的位置關(guān)系，從而遷移空間直線與直線角的度量。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生可以平移直線到任何位置，由學(xué)生自主探索，這樣的研究過(guò)程已經(jīng)具有開(kāi)放性。但是學(xué)生畢竟是在教師設(shè)計(jì)的研究方案下研究，假如數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的方案由學(xué)生設(shè)計(jì)好，并制作成課件，那么使研究更具有開(kāi)放性，也全面地鍛煉了學(xué)生的各種潛在能力，使探索過(guò)程更接近于數(shù)學(xué)家們研究數(shù)學(xué)的過(guò)程。當(dāng)然，這需要教師和學(xué)生具備更強(qiáng)的信息技術(shù)能力。

2. 學(xué)科整合使難點(diǎn)的突破更有方向性

在探索空間異面直線之間角的度量，度量原則是本節(jié)課的難點(diǎn)，這點(diǎn)增加了探索的難度，提高了學(xué)生探索的熱情，激發(fā)了學(xué)生的求知欲。在教師的點(diǎn)撥下，學(xué)生猜想驗(yàn)證、合作交流，終于完成了探索。但是我總感到探索過(guò)程較盲目，信息技術(shù)與學(xué)科的整合沒(méi)有很好地突破這個(gè)問(wèn)題，使得探索更具有方向性。這還有待于我們?cè)谔剿骱蛯?shí)踐中改進(jìn)。

3. 信息技術(shù)不能完全代替“手工操作”

信息技術(shù)與學(xué)科的整合主要是呈現(xiàn)以前無(wú)法呈現(xiàn)的數(shù)學(xué)內(nèi)容，它的整合的原則是促進(jìn)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解。在教師設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生自主操作、合作交流地學(xué)習(xí)新知識(shí)，教師實(shí)現(xiàn)了基本“無(wú)紙化”的教學(xué)，這樣也造成學(xué)生的個(gè)別數(shù)學(xué)技能的缺失，如基本作圖技能、計(jì)算能力等。因此不能盲目徹底地進(jìn)行“無(wú)紙化”教學(xué)，不能把信息技術(shù)完全代替“手工操作”。例如已知直線和雙曲線的方程，要判斷交點(diǎn)個(gè)數(shù)，應(yīng)在下一節(jié)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，也就是說(shuō)讓學(xué)生用筆和紙進(jìn)行“手工操作”來(lái)解決此類(lèi)問(wèn)題。