高中數(shù)學(xué)課程信息化應(yīng)用研究

摘要：高中數(shù)學(xué)教師，必須能運(yùn)用現(xiàn)代多媒體信息技術(shù)對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì)，使得教學(xué)的表現(xiàn)形式更加形象化、多樣化、視覺(jué)化，揭示數(shù)學(xué)概念的形成和發(fā)展，展示數(shù)學(xué)思維的形成過(guò)程，使得數(shù)學(xué)課堂教學(xué)效率得以提升：運(yùn)用信息技術(shù)讓抽象的數(shù)學(xué)概念形象化、具體化、直觀化；實(shí)現(xiàn)信息化課程積件化，提高課程素材的可重組性；提高學(xué)生的信息技術(shù)應(yīng)用能力和問(wèn)題解決能力。

關(guān)鍵詞：高中數(shù)學(xué)；信息技術(shù)；應(yīng)用

教育部在《基礎(chǔ)教育課程改革綱要》中提出：“大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中普遍運(yùn)用，促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合……為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具。”在現(xiàn)代教育理念中，教學(xué)活動(dòng)是一個(gè)由教師、學(xué)生、媒體、教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合的整體系統(tǒng)，而教學(xué)過(guò)程是“教師——知識(shí)媒體——學(xué)生”之間的信息交流過(guò)程，信息化教學(xué)作為“三論”（系統(tǒng)論、信息論、控制論）原理在信息化教育下的應(yīng)用，具有化靜為動(dòng)、化抽象為直觀、交互性強(qiáng)等特點(diǎn)。布魯納說(shuō)：“學(xué)習(xí)的最好刺激，乃是對(duì)所學(xué)材料的興趣。”信息化技術(shù)為學(xué)生營(yíng)造了一個(gè)“自主發(fā)現(xiàn)、自主探索”的學(xué)習(xí)環(huán)境，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)不再是傳統(tǒng)的機(jī)械式學(xué)習(xí)，而是利用信息化平臺(tái)和數(shù)字化資源，教師與學(xué)生之間開(kāi)展協(xié)商、討論、合作學(xué)習(xí)，并通過(guò)對(duì)資源的收集利用探究知識(shí)、發(fā)現(xiàn)知識(shí)、創(chuàng)造知識(shí)、展示知識(shí)的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。因此作為站在教育第一線的高中數(shù)學(xué)教師，必須能運(yùn)用現(xiàn)代多媒體信息技術(shù)對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì)，使得教學(xué)的表現(xiàn)形式更加形象化、多樣化、視覺(jué)化，揭示數(shù)學(xué)概念的形成和發(fā)展，展示數(shù)學(xué)思維的形成過(guò)程，使得數(shù)學(xué)課堂教學(xué)效率得以本質(zhì)性提升。

一、運(yùn)用信息技術(shù)讓抽象的數(shù)學(xué)概念形象化、具體化、直觀化

認(rèn)識(shí)規(guī)律決定了任何事物的學(xué)習(xí)都是從概念入手，通過(guò)對(duì)事物的感性知覺(jué)過(guò)渡到理性的理解。數(shù)學(xué)教學(xué)中特別強(qiáng)調(diào)對(duì)概念的學(xué)習(xí)，例如：方程、函數(shù)、點(diǎn)、線、面、三角形、垂直、平行等等。正確理解概念是學(xué)生掌握數(shù)學(xué)知識(shí)的前提條件，在此基礎(chǔ)之上才能培養(yǎng)學(xué)生分析和解決具體數(shù)學(xué)問(wèn)題的動(dòng)手能力。過(guò)去遇到一些難懂的概念，教師總是設(shè)法把它講解透徹，盡量讓學(xué)生聽(tīng)得明白，但多數(shù)學(xué)生參與度有限，處于被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)。信息化教學(xué)倡導(dǎo)教師創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，向?qū)W生展示各種數(shù)學(xué)現(xiàn)象與應(yīng)用，展現(xiàn)數(shù)學(xué)概念的內(nèi)涵，使學(xué)生產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)，變抽象復(fù)雜為具體簡(jiǎn)單，讓學(xué)生借此進(jìn)入數(shù)學(xué)思維狀態(tài)。

例如：在《圓的標(biāo)準(zhǔn)方程》一課中，如圖1所示，當(dāng)我們拖動(dòng)圖中所示圓的圓心和改變?cè)搱A的半徑時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)方程中的相應(yīng)數(shù)值也隨之發(fā)生相應(yīng)改變。經(jīng)過(guò)這個(gè)從抽象到直觀的演示，在讓學(xué)生清晰的掌握?qǐng)A的標(biāo)準(zhǔn)方程這一概念的同時(shí)，也成功激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的興趣。

又如高中立體幾何有很強(qiáng)的空間觀念，立體幾何的學(xué)習(xí)對(duì)高中學(xué)生來(lái)說(shuō)一直是個(gè)難點(diǎn)。為了幫助學(xué)生建立空間想象能力，更好的解決立體問(wèn)題，教師可以借助軟件，讓數(shù)學(xué)教學(xué)中用黑板、粉筆無(wú)法實(shí)現(xiàn)的立體效果得以準(zhǔn)確展示，圖2即為圓錐曲線的動(dòng)態(tài)形成過(guò)程展示。

二、實(shí)現(xiàn)信息化課程積件化，提高課程素材的可重組性

與教材配備的課程素材的應(yīng)用對(duì)象是眾多的教師和學(xué)生，因?yàn)楦鱾€(gè)地區(qū)、各個(gè)學(xué)校的教育發(fā)展現(xiàn)狀、教學(xué)條件以及學(xué)生的具體情況不盡相同，配備的課程素材不可能適應(yīng)所有教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展。因此，教師創(chuàng)設(shè)的課程除了具備豐富的課件素材外，還應(yīng)該具有高度的可重組性，才有可能適應(yīng)不同地區(qū)、不同師生的教學(xué)活動(dòng)。

建議課程素材以積件的形式存在。所謂積件，是由教師和學(xué)生根據(jù)教學(xué)需要自己組合運(yùn)用的教學(xué)信息和教學(xué)處理策略及工作平臺(tái)。基元性、靈活性和可重組性是積件的特點(diǎn)。積件由不可再分的課程元素組成，將其組合起來(lái)，就能形成變化無(wú)窮的課程應(yīng)用素材。靈活性意味著教師可以根據(jù)千差萬(wàn)別的教學(xué)情況和學(xué)生，自由地選擇課程元素，根據(jù)適當(dāng)?shù)慕逃Ｊ剑M合成所需的課程，這就大大增強(qiáng)了課程素材的適用性。中山市精品課程的開(kāi)發(fā)和研制就是這一理念的成功范例。中山市精品課程是由中山市教育局起創(chuàng)，以中山市全市中小學(xué)（包括職業(yè)中學(xué)）教師的課程元素為積件，建立的具有普適性的一個(gè)課程素材資源庫(kù)。該資源庫(kù)是以中山市精品課程建設(shè)專題網(wǎng)（http：//jpkc.zsedu.net/jpkc/index.do？action=index）為載體，每個(gè)精品課程分為整體規(guī)劃、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)課件、教學(xué)實(shí)錄、練習(xí)、素材等多個(gè)不可再分的功能模塊，對(duì)于相同的課程，教師可以根據(jù)所在學(xué)校所任班級(jí)學(xué)生的實(shí)際情況下載相應(yīng)的模塊，自由組合并輔以適當(dāng)調(diào)整后即可使用。這種積件化的課程組合模式使得課程素材的使用效率得以大幅提升。

三、提高學(xué)生的信息技術(shù)應(yīng)用能力和問(wèn)題解決能力

學(xué)生不了解信息技術(shù)，不會(huì)用信息技術(shù)，就會(huì)在整合教學(xué)中產(chǎn)生許多疑惑，影響教學(xué)活動(dòng)的正常進(jìn)行。讓學(xué)生掌握信息技術(shù)不僅能使學(xué)生易于理解教師的操作，又能自主的進(jìn)行探索學(xué)習(xí)，鍛煉他們的研究能力。

因此數(shù)學(xué)課堂教學(xué)要讓學(xué)生參與更多的數(shù)學(xué)活動(dòng)教學(xué)，教師要根據(jù)學(xué)生實(shí)際挖掘教材，設(shè)計(jì)巧妙的數(shù)學(xué)活動(dòng)課，讓學(xué)生掌握數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)啟發(fā)學(xué)生學(xué)會(huì)思考，體會(huì)數(shù)學(xué)的本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)的方式方法解決問(wèn)題，形成正確的數(shù)學(xué)觀，改變以往的被動(dòng)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方式。

例如：進(jìn)行《直線圍城的曲線》的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。首先，以游戲折紙開(kāi)始，激發(fā)學(xué)生的興趣，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的研究熱情，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)探索問(wèn)題的情境，將折紙的本質(zhì)抽象成一個(gè)純數(shù)學(xué)問(wèn)題。然后引導(dǎo)學(xué)生操作《幾何畫板》軟件研究問(wèn)題：已知一定圓O，A為一定點(diǎn)，若點(diǎn)B為圓上任一點(diǎn)，當(dāng)點(diǎn)B在圓O上運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察線段AB的中垂線，看它圍成的圖形是什么？圖形與點(diǎn)A的位置有關(guān)系嗎？（圖3、圖4）

在學(xué)生完成研究目標(biāo)后教師提出如下問(wèn)題：（1）線段AB的中垂線MF圍成的圖形一定是橢圓或雙曲線嗎？（圖5）（2）如果我們把圓O換成其他曲線比如橢圓問(wèn)題又將如何？（圖6、圖7）將學(xué)生分成4個(gè)小組，第一、二組研究問(wèn)題（1），第三、四組研究問(wèn)題（2）。引導(dǎo)學(xué)生利用幾何畫板小組內(nèi)分工協(xié)作共同研究，探究知識(shí)，并在小組間互相借鑒，資源共享。最后，各小組選代表發(fā)現(xiàn)，將自己小組的研究成果和研究思想展示出來(lái)，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行整體的把握。

當(dāng)然，信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程及教學(xué)的整合并不意味著排斥傳統(tǒng)的教學(xué)形式。正如聯(lián)合國(guó)教科文組織在《教育——財(cái)富蘊(yùn)藏其中》一文中所指出的：“應(yīng)把技術(shù)與傳統(tǒng)的教育形式結(jié)合起來(lái)加以使用，而不應(yīng)將其看成一種取代傳統(tǒng)形式的獨(dú)立的手段。”應(yīng)用信息化教學(xué)手段，結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)方式，構(gòu)建以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體的教學(xué)模式，是信息時(shí)代對(duì)教師的必然要求，也是“素質(zhì)教育——?jiǎng)?chuàng)新教育”的必然選擇。

（作者單位：中山市建斌中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校）

參考文獻(xiàn)：

[1]吳海燕.教學(xué)信息化發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)及應(yīng)對(duì)[J].教育評(píng)論，2007，（2）.

[2]何棋，范登晨.信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)課程整合的實(shí)踐研究[J].中國(guó)電化教育，2007，（9）.

[3]李寶曾，孫名符.信息技術(shù)支持下的數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)處理好的幾個(gè)關(guān)系[J].中國(guó)電化教育，2011，（5）.

責(zé)任編輯 賴俊辰