例談信息技術與數學學科的整合

　　摘要：本文結合數學學科的特點，通過實例探討了現代信息技術在數學教學中的應用，主要包括通過巧設情景激發學習興趣，通過再現知識產生過程培養學生創新精神，通過變靜為動突破重難點，通過激活課堂發揮學生的主體地位，通過豐富知識提高課堂效率. 最后還簡要介紹了信息技術應用到數學教學中的兩個誤區.
　　關鍵詞：信息技術；數學；整合
　　
　　信息化是當今世界經濟和社會發展的大趨勢，以網絡技術和多媒體技術為核心的信息技術給當今社會帶來了巨大而又深刻的影響，已經深入到人類社會的方方面面，已成為拓展人類能力的創造性工具. 同樣，信息化也帶來了教育有史以來最為深刻的變革.將信息技術運用到課堂教學和課外學習中，這不僅有利于擴大課堂教學的信息量，調動學生學習的積極性和主動性，更有利于培養學生的創新精神和實踐能力，使學生的整體素質得到提高. 從某種意義上講，信息技術與學科課程的整合是教育技術應用于教育的核心，是改革教育模式、教學方式和教學手段的重要途徑.信息技術與課程整合是改變傳統教學結構、實施創新人才培養的一條有效途徑，也是目前國際上基礎教育改革的趨勢與潮流.教育部在《基礎教育課程改革綱要（試行）》中提出：“大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用，促進信息技術與學科課程的整合，逐步實現教學內容的呈現方式、學生的學習方式、教師的教學方式和師生互動方式的變革，充分發揮信息技術的優勢，為學生的學習和發展提供豐富多彩的教育環境和有力的學習工具”.
　　面對21世紀的挑戰，學生數學方面發展的愿望和能力最重要的基礎之一就是現代信息技術與新的數學課程理念的融合，現代信息技術為數學課程改革提供了切實可行的方案、方法和工具，營造了新的數學學習環境. 《數學課程標準》指出：“把現代信息技術作為學生學習數學和解決問題的強有力工具，致力于改變學生的學習方式，使學生樂意并有更多的精力投入到現實的、探索性的數學活動中去”. 因此，作為一名數學教師，應充分利用信息技術，實現信息技術與數學學科教學的有機整合，促進學生數學能力的進一步發展.
　　
　　■利用信息技術巧設情境，激發學生學習興趣
　　在教學活動中如何引導學生對數學的向往，引起學生的學習興趣，激發學生學習的動機，歷來是我們數學教師在課堂教學過程中首要關注的問題. 然而，興趣和動機的出現有賴于外界事物的新穎性、獨特性來刺激. 課堂教學中現代信息技術是教學信息的載體和傳輸信息的工具和手段，不僅可以用來傳遞教學內容，而且改變了傳統的教學方法和學習方法，調節了課堂氣氛，有利于創設良好的學習情境，激發學生的學習興趣.
　　在進行《直線和圓的位置關系》教學時，筆者利用多媒體呈現了“海上日出”的奇觀，讓學生在此過程中抽象出簡單的幾何問題. 再把整個過程中的三個關鍵環節以慢鏡頭的形式再重新展示給學生，讓學生充分感受生活中的數學，同時也要求學生嘗試著用數學的知識去表示“生活中的數學”，從而得到直線和圓的三種位置關系.
　　在向學生介紹圓的知識時，筆者讓學生觀看三輛車行進的效果圖：第一輛車，車輪是方的，車子在行駛時顛簸不已；第二輛車，車輪雖是圓的，但它的軸心沒有裝在中間，車子在行駛時也會顛簸；只有第三輛車，車輪是圓的，車軸裝在中間，車子行駛起來，又快又穩.看到這里，學生自然地開始思考為什么第三輛車開起來又快又穩呢？認識了圓以后，就能圓滿解決這個問題.學生的學習興趣被生動的畫面完全調動起來了，從而積極主動地進入到學習活動中去.
　　
　　■利用信息技術再現過程，培養學生的創新精神
　　心理學家皮亞杰說：“教育的首要目的在于造就有所創新、有所發明和發現的人， 而不是簡單重復前人做過的事情.” 現代信息技術在數學教學中的應用，不只是教學方法的改進，更是教學觀念的一次革命，因為它始終調動著學習主體的積極性，注重對學生創新意識的培養，最終實現了數學課堂教學的優化.
　　數學知識比較抽象，教師可以運用多媒體對數學知識進行演示，再現數學知識的發現過程，讓學生在已有的知識基礎上猜想結論，發現定理，引發學生的創新思維.
　　在進行平行四邊形的性質教學時，筆者利用Flash動畫呈現平行四邊形的形成過程（即任意三角形繞著某一邊中點旋轉180°后與原三角形形成的圖形）.這一過程的再現，可以幫助學生對平行四邊形的性質有著形象直觀的認識.為了讓學生獲取完整的結論，筆者還分設了三個層次的問題：第一層次，四邊形ABCD是具有什么對稱性質的圖形？第二層次，AB與DC，AD與BC有什么特殊的位置關系和數量關系？第三層次，結合概念，獲取平行四邊形的圖形特征.以動畫軟件呈現這一過程，讓學生輕易得到問題的答案.而在解決完前面三個問題的基礎上，結合中心對稱圖形的性質，平行四邊形的其他性質也便能輕易獲得.
　　在活動課《七巧板》中，筆者布置每個學生制作了一副七巧板，并要求給每塊板涂上不同的顏色，然后拼出自己滿意的圖形. 再利用實物投影儀請每位學生逐一展示自己的作品，并向大家介紹自己作品的寓意.在這樣簡單而快樂的創作過程中，學生充分發揮了自己的想象力，創造了符合自己審美情趣的作品.
　　
　　■利用信息技術變靜為動，突破教學的重難點
　　數學教學重點是探索、研究、拓展、創新數學問題的解決方法的過程. 信息技術注重學生思維能力的培養，能展示知識發生的過程，可以為教學提供強大的情境資源. 它采用動態圖象演示，讓靜態知識動態化，讓抽象知識具體化，其突出的刺激作用有助于理解概念的本質特征，促進學生在原有認知的基礎上，形成新的認知結構. 鑒于中學生的思維正在逐漸由形象思維向抽象思維轉化，對教學的重點、難點問題在教學內容、時間受限時，教師可適時采用多媒體課件將重點、難點分解后予以突破，達到其高效性的作用.
　　在一元一次方程組的應用中，講到 “相遇問題”時，通過大屏幕直觀演示兩輛汽車從兩地相對開出，慢慢相遇，可以使學生清楚地明白“相遇”的意義，以及在這個相遇過程中的相等關系，抓住問題的實質與重點，從而縮短教學時間，提高學習效率.
　　傳統的教學方式，教師只能在黑板上通過板書、作圖來傳遞知識，而一些動態的數學知識教學，教師不得不借助口頭語言、身體語言將動態畫面說“動”，這樣抽象的知識學生仍只能夠“感受”.而如果我們能采用多媒體教學技術，便能夠很好地發揮它們特有的優勢，幫助學生更好地完成學習任務.例如，在教授“展開與折疊”這一節時，為了能讓學生準確直觀地看出一些常見立體圖形的展開圖，筆者除了讓學生自己動手去剪一些實物，還利用多媒體課件把一些立體圖形慢慢展開成平面圖形，把一些平面圖形折疊成立體圖形. 經歷這樣一個過程之后，學生的空間觀念很快就建立起來了. 像這樣的教學，既可以吸引學生的注意力，又給學生豐富的感知、表象，化難為易，化繁為簡，化抽象為具體，學生容易接受，對知識也掌握得比較扎實，教學效果顯而易見. 圖1便是筆者在此節課中利用多媒體課件向學生展示的棱柱與它的展開圖.
　　
　　■利用信息技術激活課堂，促進學生的主體性發展
　　應用信息技術的一個最大優點就是創設出聲情并茂的場景，使學生手中有所物、目中有所景、口中有所言、心中有所想.信息技術引入數學教學可以真正實現由“聽”數學到“做”數學的轉變，學生的手、眼、口、腦等多種感官在創設的場景中盡情地發揮，從而加深了學生對知識的理解和鞏固. 教育家蘇霍姆林斯基講：“如果教師不想方設法使學生產生情緒高昂和智力振奮的內心狀態就急于傳授知識，那么這種知識只能使人產生冷漠的態度”. 因此，當學生有了強烈的學習興趣和愿望時，才會積極主動地參與學習活動，對所學的一切往往記憶深刻. 例如在新生入學的第一節課，筆者便利用多媒體向學生展示了若干我們身邊熟悉的圖形：
　　
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　　筆者讓學生在這些熟悉的圖形中找出一些常見的幾何圖形. 這樣的第一課給學生帶來的無疑是輕松與快樂，而學習卻在不知不覺中往下繼續著.這樣的設置既調動了學生學習的積極性，又讓大家學到了知識，更發揮了自身的主體作用.
　　
　　■利用信息技術豐富知識，提高課堂效率
　　以計算機網絡為主的信息技術為教學改革創造了機遇，實現信息技術與學科整合是教學改革的手段和方法. 如今，計算機網絡教學實現了資源共享，多媒體教育教學資源庫提供了針對性的海量素材，這在以前的傳統教學中都是無法實現和不可想象的. 在網上學生可以自由地耕耘、涉獵，開闊眼界，豐富知識，掌握許多終身受益的方法. 例如，筆者所在學校利用“家校新干線”這一網站，在網絡上實現師生互動，生生互動.
　　在課堂中，無論一個教師多么善于表達、比劃，也難以表現一些抽象和具有共性的知識內容，這個時候我們只要輕輕點擊一下鼠標，就可以解決這些難題.同時，利用多媒體可以進行大量的演示，減少黑板書寫時間，提高課堂教學效率，起到事半功倍的教學效果.
　　利用信息技術，應注意的幾個問題：
　　1. 勿入“機灌”誤區
　　傳統的教學模式依賴于一支粉筆、一塊黑板，雖然沒有采用信息技術后的諸多優勢，但是教師在黑板上板書需要一定時間，這一段看似空白的時間恰好給予了學生一個充分審題、思考、沉淀的機會. 利用信息技術后，往往容易出現這樣的情況：教師認為許多東西都呈現給學生了，很快就過去了，沒有給學生思考的時間，表面上看整堂課信息量大，學生反映良好，其實只是由原來的“人灌”改為更高效的“機灌”. 因此，在利用信息技術時，必須給予學生獨立思考的時間.
　　2. 勿入“萬能”誤區
　　如何與信息技術整合，如何讓這種整合對我們的教學產生最大化的效益，是各個學科教師都在關注的問題. 史、地、政、生等學科在利用信息技術時可以利用豐富的視、聽等多媒體效果刺激學生的感官，激發學生的學習興趣，但數學學科有它自身的特點，如果一味利用視聽刺激，久而久之學生必然產生厭倦情緒，反而不利于學生學習興趣的激發. 許多知識的呈現也不能一味地依賴各種信息技術手段，例如作圖，如果教師不親自示范，學生不自己動手操作，一味地靠看課件、圖片等，那么作圖方法就難以掌握，因此教學中必須安排動手練習的環節，讓學生設身處地的感受事物，在實踐中認識事物的本質，把握事物的客觀規律. 在教學活動中，信息技術的應用應從實際出發，著眼于解決當前問題、數學教學中面臨的現實問題和學生不易想象的問題，具體問題具體分析，準確把握使用的“度”，注重實際效果與質量，留意教學中出現的各種問題并及時給以糾正，不斷完善教學方法、教學手段，增強教學效果.
　　?搖?搖恰當運用信息技術，實現與數學教學的整合能夠給學生、教師、學校帶來一個新的教學模式和新的契機，但同時也應看到，信息技術和數學教學整合是一個新興事物，在實際應用的過程中要根據教學章節的知識結構和學生的認知特點進行適當的運用. 只有這樣，才能達到促進學生能力與智力共同發展的目標，從根本上提高學生的數學素質.在今后的教學中，積極探索信息技術和數學學科教學的整合，累積不斷經驗，讓信息技術更好地推動教育改革，為全面推進素質教育服務.