基于任務驅動法的信息技術融入數學課堂研究

張靈

[摘? 要] 信息技術融入數學課堂是課程改革的熱點話題，文章以“一次函數的圖形和性質”教學為例，在理論分析基礎上，提出基于任務驅動教學法，借助 BYOD（bring your own device）模式的支持，實現信息技術真正融入數學課堂教學.

[關鍵詞] 任務驅動法;信息技術;數學課堂教學;BYOD模式

引言

當代社會，信息技術已經在方方面面影響了人們的生活，包括在學校教育領域. 信息技術與學科教學的融合成為近年來數學課程改革關注的熱點，許多的中學數學教師正積極應用信息技術于課堂教學中.但是令人遺憾的是，在實際的數學課堂教學中，信息技術的使用常常停留在輔助教學的層面，只是改進教學手段、方法的工具，營造信息化的教學環境，而傳統的以“教師為中心”的教學結構在課堂中依然占主要地位. 一方面，在傳統的教學模式中，教師常進行“填鴨式”教學，數學知識的講授枯燥乏味，學生需要在短時間內接受和消化大量信息，教學效率較低[1];另一方面，信息技術的使用通常都是“教師在做，學生在看”，變成了一個“花架子”. 在這樣的課堂教學中，信息技術僅僅是可有可無、錦上添花的東西，對于學生創新能力、學習能力的培養成效不顯. 為擴大信息技術對課堂教學的影響，實現信息技術真正融入課堂的目的，需要對傳統的課堂教學結構進行變革.

N.S.Prabh在20世紀80年代提出任務驅動法，在20世紀90年代得到迅速發展. 任務驅動教學法是一種建立在建構主義學習理論基礎上的教學方法，這種教學方法是以任務為主線、以教師為主導、以學生為主體的一種新型教學方法. 它包括實施任務、分析任務、完成任務、總結評價等環節，真正實現了師生、生生之間的多維和諧互動[2]. 在任務的驅動和教師的引導下，給學生提供了更多的實踐機會，讓學生在實踐中，體驗、探索，深入了解數學知識，提高學習效果，培養學生的主動參與意識和綜合能力[1]. 因此，基于任務驅動法的探究式課堂教學模式，是‘主導—主體’相結合”的教學結構，區別于傳統的課堂教學結構. 在此基礎上，可嘗試對信息技術融入課堂進行深入研究.

在實施任務驅動法的基礎上，為了讓學生能夠真正在數學軟件中親歷實踐、探索的過程，可引入自帶設備 BYOD（bring your own device）模式，這是一種人們在學習和工作環境中使用自己攜帶的筆記本電腦、平板電腦、智能手機或其他移動設備的做法. 早在 2009 年，英特爾公司率先提倡使用BYOD政策，統計后發現一年時間就為公司節省了500萬工作時，公告發布后引起了教育界的極大關注，隨后越來越多的美國中學、高校也紛紛效仿鼓勵學生攜帶自己的設備進入學校和課堂學習. 學生可以在課堂中隨時隨地地進行數學的實驗、探究活動[3].

因此，在BYOD模式的支持下，學生能夠在信息化的環境中進行自主探究，基于任務驅動教學法，變革傳統教學結構，以實現“‘主導—主體’相結合”的教學結構. 本文便以“一次函數的圖像和性質”教學為例，探討基于任務驅動法，實現信息技術真正融入數學課堂的可行性.

前期分析

1. 任務驅動法操作流程

在任務驅動法中，任務的設計與完成是教學過程的核心. 首先，教師需要理解教材，對教學內容本身進行深入分析，確定教學目標，依據教學目標，提出本節課的主要任務，師生討論交流，對任務進行細化;其次小組合作，確定探究方案，學生根據方案進行自主探究，完成任務;最后師生共同進行總結評價.

任務驅動法的各個環節之間需緊密聯系，循序漸進，教師進行恰當的引導和組織，調動學生的求知欲和積極性，推動學生進行自主探究活動. 任務驅動法的步驟如圖1所示[2]：

2. 教學分析

研究函數的圖像和性質，體現了數與形的結合，是初中階段教學的一個重點內容. 通常在教學“一次函數的圖像與性質”時，采用“列表—描點—連線”三個步驟，通過“五點法”畫出幾個一次函數的圖像，進而對一次函數的圖像和性質進行研究. 但是幾個點不能代表無數個點，學生對于圖像的生成難以理解，若干個一次函數的圖像不能代表所有，這樣的教學缺乏深入探究，結論的得出并不十分站得住腳. 若借助信息技術，學生的探究便可從靜到動，描出盡可能多的點，從不變量到可變量，觀察圖像變化，更形象直觀，具有說服力，也更易于理解和內化. 同時，在任務的驅動下，教師積極引導，學生參與其中，全身心投入，應用信息技術進行探究活動，完成任務，獲得成功體驗.

3. 實施條件

在課堂上實施任務驅動法，還需要學生掌握一定的基礎知識，能夠進行獨立思考、分析問題. 而學生在之前的學習中，對于什么是函數的圖像，如何觀察圖像，函數的性質包括哪些方面，以及圖像和性質的關系等，都有一定了解，這是本節課開展的知識基礎.

BYOD模式的支持，以及深入數學學科的各類信息技術軟件——幾何畫板、超級畫板、GeoGebra等——為教學的實施提供了物質基礎，同時還需要學生已經較為熟練掌握了這些基本數學軟件的操作方法.

具體實現

教學內容：一次函數的圖像和性質.

教學目標：

（1）知識與技能：認識一次函數的圖像形狀;了解一次函數與正比例函數的關系;掌握一次函數的性質，理解參數k的意義.

（2）過程與方法：在繪制一次函數圖像的過程中，經歷從若干點到越來越多的點的變化，加深了對圖像的認識;借助對性質的探究，直觀感受k值對函數圖像的影響，體會數形結合的思想，培養學生的直觀想象和數學抽象素養.

（3）情感、態度與價值觀：在完成任務過程中，激發學生的好奇心和求知欲，借助任務的完成獲得成功體驗，形成積極合作、探究的意識.

教學重點：掌握一次函數的圖像和性質.

教學難點：一次函數性質的探究.

教學方法：任務驅動法.

1. 任務的設計與展示

教師：前面的學習中，我們學習了正比例函數的圖像和性質，并且知道了正比例函數是特殊的一次函數，正比例函數的圖像是一條過原點的直線，那么一次函數的圖像是怎樣的呢？會是一條直線嗎？又有什么樣的性質呢？今天我們就一起來探究一次函數的圖像與性質.

教師提出主任務：研究一次函數的圖像和性質. 借助師生交流，以及教師的適當引導，將主任務細化，提出子任務：（1）探究一次函數的圖像形狀;（2）探究一次函數與正比例函數的關系;（3）探究一次函數解析式中系數k，b的意義.

設計意圖? 引出本節課的學習目標，對任務進行細化，在這個過程中，學生明確了研究的目標是什么，又分為哪幾個小目標，這樣便于學生開展協作探究.

2. 任務的完成與分析

學生分小組進行討論，為完成本節課的任務，設計探究方案. 分小組進行設計之后，各小組派代表在班級介紹說明自己的探究方案和設計依據，師生共同對各組提出的方案進行討論，教師在這里需要發揮引導作用，引導學生對各組方案設計提出意見和建議，最終在班級確立完成研究任務的方案. 包括以下探究步驟：步驟一，借助幾何畫板追蹤繪制點的功能，追蹤得到一次函數y=2x+1的圖像;步驟二，任意寫出3～5個一次函數的解析式，并用幾何畫板繪制出它們的圖像;步驟三，設置k，b為可變量，觀察函數圖像的變化. 學生分組進行自主探究，教師巡視，并進行適當指導.

步驟一：借助幾何畫板追蹤繪制點的功能，追蹤得到一次函數y=2x+1的圖像.

在幾何畫板的坐標系中，學生先在橫坐標上取一個點A，并度量其橫坐標m的值，將其值代入函數解析式中，計算2m+1的結果，以（m，2m+1）為坐標繪制點P，追蹤點P的軌跡如圖2所示[4].

點評? 借助幾何畫板的支持，學生在探究過程中，通過追蹤點的軌跡，觀察并想象點動成線的動態過程，感受圖像的形成：隨著點的數目的增加，無數個滿足解析y=2x+1的點可以構成一條直線，得出一次函數y=2x+1的圖像形狀，有助于培養學生直觀想象的能力.

步驟二：任意寫出3～5個一次函數的解析式，并用幾何畫板繪制它們的圖像.

如圖3，學生利用幾何畫板繪圖——繪制新函數的功能，畫出若干個自己寫出的一次函數的圖像，并進行觀察、記錄. ？搖

點評? 學生觀察若干個一次函數的圖像，形成強烈的直觀感受，發現不同的一次函數解析式，所得出的函數圖像依然是直線，進一步驗證步驟一的猜想，又能發現不同的解析式，在坐標系中圖像的位置不一樣，可以為接下來探究一次函數圖像的規律做鋪墊.

步驟三：設置k，b為可變量，觀察函數圖像的變化.

學生在幾何畫板中，將k，b的值設置為變量，繪制y=kx+b的圖像，如圖4所示，當分別拖動k，b的大小，一次函數的圖像位置也隨之變化，觀察隨著k，b的值的變化，圖像位置的變化情況，做好記錄，進行組內討論交流、歸納總結.

點評  這里借助幾何畫板，實現了k，b值的連續變化，在變化過程中，學生可以觀察到函數圖像的形狀和變化規律，能夠直觀感知k，b的值的大小對一次函數圖像位置的影響，并進行記錄，在討論、交流的基礎上，總結規律. 這樣的化靜為動，加深了學生對一次函數圖像和性質的理解，更加簡潔易懂，形象生動，也讓學生印象深刻.

設計意圖? 本環節，在任務驅動下，學生分組對任務進行分析，并通過自主合作探究完成任務. 在整個過程中，學生真正作為課堂的主體在“學”，而教師作為學生“學”的引導者，體現了學生的主體地位和教師指導的重要意義.

3. 任務評價與總結

各小組派代表展示自己小組的探究成果，描述所得到的結論，以及分享在完成任務的過程中小組遇到的難點是如何克服的. 師生分享評價，教師鼓勵大家積極討論、深入思考，最后在教師的引導下，總結本節課通過學生的探究得到的一次函數的圖像和性質：首先，一次函數的圖像是一條直線;其次，在一次函數中，當k>0時，y隨x的增大而增大;當k<0時，y隨x的增大而減小;當b>0時，函數圖像與y軸的交點在正半軸;當b<0時，函數圖像與y軸的交點在負半軸;當b=0時，函數圖像經過原點，此時函數為正比例函數.

設計意圖? 學生展示探究成果，在分享和討論中得到本節課的結論，完成了本節課提出的學習任務. 在本環節，學生的探究活動得到積極回應，情感獲得共鳴.

感悟

在上面的教學實例中，課堂放手給學生進行合作探究，教師發揮著重要的引導作用，實現了課堂中“‘主導—主體’相結合”的教學結構. 就學生而言，一方面，在任務的驅動下，借助信息化的探究過程，一次函數的圖像和性質的本質在學生心中得到了充分揭示;另一方面，在信息化探究活動中，學生從動態變化角度對一次函數的圖像觀察思考，在合作交流中分析問題、得出結果，學生的直觀想象、數學抽象等數學素養得到發展. 此外，經歷任務的設計與展示、完成與分析、評價與總結環節，在自主探究式學習中，學生積累探究經驗，提高了自身探究能力和學習能力. 就教師而言，在信息技術的支持下，數學知識變得更加生動、形象，易于探究和理解，不需要教師費過多口舌，做過多蒼白解釋，教師真正成為學生探究活動的引導者，起到點撥指導、總攬全局的作用. 但是，也對教師提出了更高的要求，要求教師真正理解所教概念的內涵、外延，了解它的“由來和發展”，同時要了解學生，換位思考，掌握學生的困難和興趣所在.

實例分析表明，基于任務驅動法，且在BYOD模式的支持下，信息技術能與學生的“學”和教師的“教”相融合，整個課堂在討論、交流、探索的氛圍中開展，富有生機和活力，學生不僅在信息化的環境中獲得知識和經驗，而且在應用信息技術進行實踐活動、協作和交往中，發展能力，提升素養. 從理論上看，在整個信息化的探究式教學模式中，學生的學習力、數學素養都得到培養，信息技術真正融入了數學課堂教學. 但理論的分析是不夠的，基于任務驅動法，信息技術融入數學課堂教學的研究，還需要今后更多的實例和實踐的探索.

參考文獻：

[1]劉蘭香. 任務驅動教學法在初中數學教學中的應用策略[J]. 中學數學教學參考，2016（21）.

[2]張愛菊，張浩奇. 基于“任務”驅動的數學教學設計[J]. 教學與管理，2012（13）.

[3]林子植，劉剡，胡典順. 融入數學實驗的一種混合數學教學模式構建[J]. 教學與管理， 2019（33）.

[4]王益龍. 運用信息技術開展數學探究教學——以“一次函數的圖像及性質”教學為例[J]. 中學數學，2016（02）.