小學教育專業數學教學中應用現代教育技術探索

劉懷玉

（湖南第一師范學院教育科學系，410205）

初中起點小學教育專業(以下簡稱小學教育專業)是為適應教育改革、選拔培養優秀小學教師的師范新專業[1]。數學是小學教育專業十分重要的專業課程。搞好小學教育專業的數學教學，是小學教育專業數學教師的一項重要任務。

現代教育技術是以計算機為核心的信息技術，通過運用現代教育理論和現代信息技術，對教與學的過程和資源進行設計、開發、利用、評價和管理，實現教學理論與實踐現代化。現代教育技術是現代教學設計、現代教學媒體和現代媒體教學法的綜合體現[2]。

教學中恰當運用現代教育技術，可以提高課程教學的效率[2]。相對小學教育專業其他課程來說，數學課程比較抽象。如果僅采用傳統的“講授+板書”的模式教學，難以達到讓學生充分地理解和掌握數學知識的目的。若將現代教育技術用于數學教學，則會使數學教學效果更好[3]。小學教育專業數學教師應如何采用現代教育技術來進行教學，是一個值得研究的課題。數學教學中究竟應選用哪些現代教育技術，其理論基礎是什么，小學教育專業數學老師應掌握哪些技能，現代教育技術條件下小學教育專業學生如何學習數學？這些都需要進行研究，下面分別闡述。

一、數學教學中應用現代教育技術理論基礎

（一）建構主義學習論

以皮亞杰為代表的建構主義學習理論認為，知識是學習者在一定的情境下，借助學習過程中其他人的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式而獲得的[4]。建構主義認為情境、協作、會話和意義建構是學習環節的四大要素。建構主義強調情境和意義建構，認為世界是可觀的，對世界理解和對知識賦予意義是由個體決定的，個體根據自己的知識經驗來建構和解釋。學習是在一定的情景下發生的，知識只有在一定的情景下才有意義。學習不是被動的接受信息，而是主動的建構知識的意義。數學中很多知識可以借助現代教育技術來進行情境創設，從而幫助學生進行意義建構，加強對數學知識的理解，從而促進數學學習。

（二）經驗之塔教學理論

戴爾的“經驗之塔”把人們獲得知識與能力的各種經驗，依照它們的抽象程度分為三大類十個層次，形成金字塔式的結構[5]，如圖1所示。金字塔的底部稱為“做的經驗”，包括直接經歷的經驗、間接的經驗、演戲化的經驗。在這三個層次中，每個學習者都不是旁觀者，而是活塔的中部稱為“觀察的經驗”，包括觀摩演示、野外旅行、展覽會、電影電視、錄音廣播圖片等五個層次。這是學習者通過看、聽實際事物或者實際事物的圖像與聲音而獲得的經驗。金字塔的頂部稱為“抽象的經驗”，包括視覺符號和言語符號。無論是視覺符號還是語言符號，都只是一個抽象的代號，同它所代表的事物或觀念已無任何類似的地方。戴爾認為，人們學習知識一是由自己的直接經驗獲得，二是通過自己的間接經驗獲得。當學習是由直接到間接、由具體到抽象時，獲得知識和技能就比較容易。

圖1 經驗之塔

在數學教學中運用現代教育技術，能夠向學生提供“觀察的經驗”，和“做的經驗”機會。從而有助于學生在數學學習過程中，將知識從直接上升到間接，從具體上升為抽象。

（三）案例教學法

案例教學法是通過對一個具體教育情境的描述，引導學生對這些特殊情境進行討論教學的方法[6]。案例教學的內容不是固定不變的教科書，而是特定教育情景中的典型事件；案例教學方式不是傳統的講授方式，而是在特定情景基礎之上的案例討論；案例教學中教師的角色也不象傳統教學中只負責將書本知識傳授給學生，而是案例討論的指導者與推動者。學生是案例教學的積極參與者，通過參與、分析與思考，根據自己的親身體驗和已有知識，得出有關結論。

數學教育中運用現代教育技術，有助于教學案例具體化、形象化，便于案例教學過程中教師對學生的引導、學生的觀察和探討。

二、小學教育專業數學教學中應用現代教育技術

以計算機為核心的現代教育技術有很多，由于小學教育專業的數學課程包含初等數學和高等數學，具有知識面寬的特點，可選擇幾種數學相關的現代教育技術軟件來輔助教學。

（一）幾何畫板軟件

幾何畫板是由美國Key Curriculum Press公司開發，用于幾何、矢量和函數動態作圖的工具軟件。幾何畫板提供了豐富方便的創造功能，使用戶可以隨心所欲地編制出自己需要的數學課件。軟件提供充分的手段幫助用戶實現教學思想，只要熟悉軟件的使用技巧即可自行設計和編寫數學應用教學案例，通過應用該軟件而體現出教學思想和過程。

（二）Excel軟件

Excel是由Microsoft公司開發的辦公軟件office的組件之一。采用它可以進行各種數據處理、統計分析和輔助決策等，Excel廣泛地應用于數學報表、財經統計等領域。通過使用Excel，既可創建專業報表，也能對表格數據使用公式與函數進行計算、查詢等操作，還可以將表中數據制作成滿意的圖表（柱圖、餅圖、折線圖等）——讓數據看上去很清晰、直觀。

（三）Flash軟件

Flash是由macromedia公司推出（后被Adobe公司收購）的平面矢量動畫標準軟件。Flash是一種將動畫創作與應用程序開發于一身的創作軟件。應用Flash可創建數學情景動畫。應用其提供的AcitonScript能開發高級交互式動畫。Flash動畫使用向量運算的方式，生成的動畫占用存儲空間較小。

（四）Matlab軟件

Matlab是美國MathWorks公司出品的商業數學軟件，用于數據可視化、數據分析、數值計算和算法開發。為數學教學、科學研究、工程設計等眾多科學領域提供了一種全面的解決方案，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。應用Matlab可以進行矩陣運算、繪制函數和數據圖像、實現算法等。

（五）Powerpoint軟件

Powerpoint是Microsoft公司開發的幻燈片式演示文稿軟件，通常簡稱PPT，也是辦公軟件office系列組件之一，不僅可在計算機上演示幻燈片，也可將演示文稿打印出來，制作成膠片。其他軟件（幾何畫板、Flash、Excel和Matlab等）的輸出結果如圖形、動畫、聲音等，都可以集成到PPT教學演示文稿中來。

三、現代教育技術環境下小學教育專業對數學教師的要求

（一）現代教育技術支持下的數學教學設計

教學設計是以優化教學過程為目的，以多種教育理論為指導，運用系統方法分析教學問題、確定教學目標、建立解決問題的策略方案、試行解決方案并評價修改方案的過程[2]。現代教育技術條件下的小學教育專業數學教師，要以建構主義、經驗之塔和案例教學法等理論為指導，根據教學大綱的要求，分析要解決的問題，確定教學目標層次、采用現代教育技術手段、建立解決問題的途徑與步驟，并對教學效果進行檢驗。其中現代教育手段包括選擇哪種數學軟件、借助該軟件創設具體的數學教學情境與案例，以及在情境中解決問題的步驟。

（二）應用現代教育技術輔助數學教學的技能

要利用現代教育技術進行數學教學，小學教育專業數學教師首先要掌握Powerpoint的使用，使用powerpoint制作數學演示文稿課件，掌握powerpoint幻燈片切換、鏈接跳轉、對象動畫設置、模板選用、母板設置、幻燈放映，以將其他圖片、視頻、動畫文件和報表嵌入Powerpoint演示文稿的技能。

掌握幾何畫板制作數據課件的功能。利用幾何畫板能夠創設數學案例情境，將抽象的數學知識變為動態具體的視圖和動畫。例如，要說明正弦曲線是什么來由，可以在幾何畫板中創設一個單元圓，讓圓上一動點沿單位圓運動，以動點距離通過圓心水平線的線段長度作為縱坐標、以動點所在半徑與起始半徑所成的角（弧度）值作橫坐標，所畫圖形就是正弦曲線，繪制過程如圖2所示。通過形象的動畫，讓學生深入理解正弦曲線的形成機理。

圖2 用幾何畫板創建的正弦曲線形成過程

小學教育數學教師要會利用Excel報表功能完成報表計算、根據報表生成形象的統計圖等。還要掌握Flash動畫制作基本技術，會利用Flash來創建數學案例的情景。例如，關于小學數學中一個相遇問題：A、B兩車同時從甲乙兩地出發，A車速度60米/秒，B車速度40米/秒，甲乙相距1000米，問兩車何時相遇、相遇地距甲多遠？采用Flash可以就這個問題創建一個小動畫（如圖3所示）,讓相遇問題變成一個形象而生動有趣的教學案例。還要學會Matlab的基本應用，高等數學中許多抽象知識可利用Matlab來圖形化、形象化地描述。例如，參數方程x(t)=t3sin(3t)e-t,y(t)=t3cos(3t)et,z=t2，可用Matlab描繪出三維圖形曲線，如圖4所示，通過Matlab，參數方程形象化為三維曲線了，增強了學生的數學空間想象力和理解力。

圖3 兩車相向行駛動畫

圖4 參數方程的三維曲線(火柴桿圖)

數學教師除了要掌握采用現代教育技術軟件制作數學課件以外，還要負責指導學生學會使用常用數學軟件來輔助學習。

四、現代教育技術環境下小學教育專業學生的數學學習

根據建構主義和經驗之塔理論，觀察經驗、做的經驗非常有助于學生學習過程中對知識的意義建構。小學教育專業學生除了在數學課堂上觀察老師采用現代教育技術演示的多媒體教學課件外，在條件許可時，還要學生自己親手用數學軟件在計算機上做實驗。通過做的體驗，更加有利于知識的意義建構和掌握。

小學教育專業的學生畢業以后要從事小學教育工作，要當小學數學教師，所以應該具備小學數學教師應有的現代教育技術基本技能。在數學老師的指導下，小學教育專業學生應掌握幾種常用的數學軟件的使用，如幾何畫板、Excel、Flash的使用等。例如，會將Excel報表生成柱狀統計圖和餅狀圖等，如圖5所示。

圖5 Excel報表與統計圖

五、結語

技術手段應當為教學服務，數學教學過程中是否要使用現代教育技術、使用哪種現代教育技術，要根據具體的教學案例和教學設計目標來確定。通過實踐檢驗，在小學教育專業數學教學中恰當地應用現代教育技術，能使抽象知識更加具體、復雜問題變得不復雜，學生學習的興趣更加濃厚，數學教學的效率也提高了。

[1]關于做好2012年初中起點本科層次農村小學教師公費定向培養計劃招生工作的通知[Z].湘教通[2012]326號.

[2]南國農.信息化教育概論[M].北京:高等教育出版社,2004.

[3]姚麗娜.用現代教育技術優化數學課堂教學[J].教育教學論壇,2011,(9).

[4]楊維東,賈楠.建構主義學習理論述評[J].理論導刊,2011,(5).

[5]焦麗珍.神奇的“經驗之塔”——《視聽教學法之理論》[J].現代教育技術,2012,(6).

[6]劉娟娟.“小學數學教學論”課程的教學研究[D].南京：南京師范師范大學,2004.