科學運用信息技術 創新高效數學課堂

摘 要 信息技術在數學教學中的滲透和應用，標志著數學課堂教學進入數字化時代，給數學教學注入生機和活力，為培養學生的創新精神和實踐能力開辟了廣闊前景。

關鍵詞 數學；信息技術；數學實驗室

高效優質的課堂教學只有用適當的教學方式作支撐，才具有強大的活力。基于學生主觀能動性和創新精神缺失的現狀以及素質主義價值取向日漸顯著的今天，探求課堂教學新的“杠桿”，構造高效課堂十分緊迫而必要。信息技術與課程整合是教學改革的一個突破口，它與傳統教學的區別就好比開車與坐車一樣，雖然都能達到目的地，但后者永遠無法感受和體驗前者“探路”“識路”的深刻過程。運用信息技術整合課堂教學的目的就是為了在課堂有限時間內最大限度地發揮學生主觀能動性，引導學生自主討論，自主分析，自主解決問題，促進學生的知識發生同化和順應，實現課堂教學的有效、優質發展。

1 實踐中為構建初中數學高效課堂的做法

1.1 利用信息技術的直觀功能，形象揭示數形關系

數和形是初中數學的兩大支柱，數形結合思想就是通過數與形（以數解形，以形助數）處理數學問題。在初中數學中，諸如函數圖象的形成、圖形的變換、方程解的幾何意義等，都可以利用信息技術的直觀演示功能，運用動畫模擬、過程演示、內容重放等手段，將抽象的數學知識直觀形象、變化有序地展示在學生面前，并引導學生觀察、思考。

如“反比例函數的圖象”的教學中，傳統教學的難點有兩個：一是雙曲線的形成，二是對雙曲線與兩坐標軸無限逼近的理解。為了突破這兩個難點，筆者一改傳統的教師示范→學生模仿→師生討論的教學模式，把學生帶進計算機教室，并為他們提供一個畫圖軟件，然后讓學生利用這一媒體技術，在教師的指導和幫助下，通過給自變量賦予更多的不同的數值，讓學生自己來“繪制”出雙曲線，并最終發現和歸納出反比例函數的圖象及其性質。這樣的數學活動，不是獨立地理解數與形，而是自然而然地由數到形，加深學生對反比例函數的圖象與性質的理解與掌握。

1.2 利用信息技術的測量功能，驗證發現數學規律

計算機具有極其強大的運算功能和圖形處理能力。利用“幾何畫板”中的測量功能，構造動態數學模型和數據圖表，可以動態地保持給定的幾何關系，便于學生自行動手在變化的圖形中發現恒定不變的幾何規律，有效地發展學生的空間觀念，幫助學生認識和掌握規律，提高思維能力。

例如，在“勾股定理”的教學中，筆者先讓每位學生利用“幾何畫板”畫出任意的直角三角形，并利用軟件的度量功能測量三邊的長度，結合小組討論的形式，進行猜想和發現；然后改變直角三角形的形狀，對發現的規律進行一般性驗證；最后填寫探究報告，用數學符號和文字語言闡述這一規律，并設法進行數學證明。通過這樣的實驗過程，勾股定理不再神秘，不再可畏，許多學生都戲言：如果我生在那個年代，這個定理該以我的名字命名了。

1.3 利用信息技術的交互功能，激發學生自主學習

教育的本質在于參與，即充分調動學生的積極性、主動性和創造性，讓學生最大限度地參與到教學中去，讓學生用自己的思維方式主動獲取知識。

如在“一次函數的圖象與性質”的教學中，筆者讓學生利用計算機的自動繪圖功能，通過對一次函數圖象（直線）的拖動，觀察不斷變化的數據，思考幾個變量之間的關系，最終自己發現和歸納出圖象與系數的關系。這樣的數學學習活動已不再是單純地依賴模仿與記憶，而是通過動手實踐、自主探索，主動進行觀察、實驗、猜測、驗證、推理與交流。在教師適時適度的指導下，學生可以根據自己的興趣和愛好進行有方向性的學習和探究，這樣的數學學習活動應當是現實的、有意義的、富有挑戰性的。

1.4 利用信息技術的可操作功能，引導學生解決問題

在信息技術環境中，“多元聯系表示”得到充分發揮，它為學生提供了交互式的學習環境。許多計算機軟件不僅是一種多媒體的演示工具，而且是一種幫助學生探索和理解的工具，它豐富和擴展了數學活動的內容和形式。

如對于問題“順次連結任意四邊形的四邊中點，圍成一個中點四邊形，則四邊形是什么四邊形？試證明你的結論”的解決，筆者引導學生進行探究。1）畫圖：學生利用“幾何畫板”制作一個任意的四邊形（4個頂點可以任意拖動）及其中點四邊形。2）探究：任意拖動四邊形的一個頂點，以改變它的形狀，發現四邊形的形狀也隨之發生改變。3）猜想：中點四邊形的形狀由原四邊形的什么性質決定？4）驗證并結論。這樣給學生留下更多的思考空間，讓學生在已有的知識基礎上解決問題，并繼續發現新問題，提出新結論，有助于培養學生的反思意識和問題解決的能力。

2 信息技術在初中數學高效課堂中使用的思考

2.1 信息技術下的多元數學教學的課堂設計

多元的數學教學要求教師綜合多種教學方式和教學工具，為學生創設多種靈活的學習機會和學習活動。在設計時要論證信息技術在支持知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等多層次教學目標中的作用。“將信息技術的應用與學生的獨立思考、主動建構、理解探究，尤其是實驗、制作、調查、訪談等多種動手活動方式結合起來，以實現綜合化、多層次的教學目標。

如在“拋物線及其標準方程”的教學設計中，安排閱讀網上資料，動手使用“幾何畫板”，利用論壇協商，自己嘗試觀察、聯想、類比、猜測、歸納、綜合等活動。這一系列活動不僅體現了信息技術在組織學習活動中的作用，而且對于形成主動學習的態度，達成多重教學目標無疑也是有效的設計，而不強調內容的組織方式和實現過程的設計。

2.2 信息技術必須為課堂的高效性服務

1）信息技術應切合教學實際。運用信息技術要不唯技術，把信息技術作為課程實施過程的有機組成部分，在教學中有效地應用信息技術。

2）運用信息技術應更好地完成教學目標。在決定是否使用和什么時候使用信息技術時，必須保證其目的在于能更好地完成教學目標。例如，在學習算法之前，先要求學生自己利用網絡查詢并收集有關算法的資料，通過整理資料，提出與算法有關的數學問題。在這種網絡互動交流式的學習環境中，既拓展了學生的視野，又達到學生主動建構算法觀念的目標。

3）信息技術與數學教學整合應運用合理的教學模式。運用合理、恰當的教學模式能很好地達成整合的功效。如在離心率概念的學習中，首先情景導入，明確目的。用“幾何畫板”演示離心率變化引起的曲線變化，引入離心率的概念。然后進行數學實驗，自主探索。學生明確教學目的后，用“幾何畫板”做數學實驗，獨立探索，發現數學概念包含的本質特征、規律形成的原理。接著討論總結，形成概念。學生將探索獲得的概念屬性與學習伙伴進行討論，在教師的幫助下提出正確的概念。其次就是概念的應用，將所獲得的離心率概念應用于解決一些問題，此時還可用“幾何畫板”進行數學實驗。對于抽象的幾何概念、幾何定理、復雜概念的研究和利用幾何知識解決問題，這種教學模式很適用，這樣充滿生機的課堂教學是傳統學習工具所無法做到的，大大提高學習效率。

2.3 信息技術與數學教學整合應提高教師自身素質

遠程教育網校的建立，給教育工作者創建了一個龐大的交流空間。通過網絡交流，教師可以學習到先進的教學思想、理念和方法。實現信息技術與數學課堂的有機整合，首先要求教師有較強的計算機操作技能，計算機操作技能的高低是評價新一代個人文化素質的標準。

3 小結

以計算機為主體的現代信息技術能給數學教學改革注入強勁的活力，計算機能為數學家開創一個過去不敢想象的“數學實驗室”，為學生創造一個愛學、樂學、勤學的學習氛圍，從而增強學生學習的興趣，激發他們強烈的求知欲望，為構建高效數學課堂開拓思路。要充分發揮現代信息技術的優勢，積極探索信息技術和課程整合的教學，努力尋求把信息技術融入教學的最佳途徑。

（作者單位：河北省內丘縣第二中學）