中學數學教育信息化的實踐與思考

◎葉雙秋 (長沙市周南梅溪湖中學，湖南 長沙 410205)

一、中學數學教育信息化的意義

自20世紀80年代開始，我國便提出了“教育信息化”的口號，現如今“教育信息化”已經經歷了從無到有、 從小到大、 從大到強的歷程，隨著信息技術不斷地發展，我們意識到教育不僅是門藝術，同時它也需要教育技術，信息技術為我們的教學帶來了新功能、新視角.使得設計新的課程和新的教學活動成為可能，學習和做數學的方式有了新變化.信息技術與數學教學的深度融合是中學數學教育信息化的具體體現，它不僅僅是新時尚、新趨勢，更是培養數學核心素養的內在要求.它有助于學生“做數學”，讓學生從“做”中直觀感受數學的魅力.但作為教師始終要把握好信息技術是輔助數學教學，需要根據教學內容、學生的實際情況，以及班級學生數學思維的特點，正確應用信息技術與課堂教學融合的方式，突出學生的主體地位，更好地激發學生的主動性、創造性.[1]

二、中學數學教育信息化的實踐

(一)課堂教學實例：探究拋物線變化規律

教學目標：

1.在數學實驗室環境下，探究拋物線的定義，感受拋物線的離心率e.

2.經歷猜想、探索等數學活動過程，積累數學活動經驗，發展合情推理能力.

3.能從數學的角度理解問題，能用拋物線等知識解決問題，發展應用意識.

4.通過解決現實生活的問題，培養學生樂于應用數學的態度，有助于形成勤于探索的精神.

教學設計：

①情境引入

在數學實驗室環境下，引導學生自主利用圖形計算器畫拋物線，引發學生的學習興趣：圖形計算器——高級繪圖——符號視圖——繪圖視圖.

②猜想探究、形成概念

概念：平面內動點M到一個定點F的距離和它到一條定直線l的距離的比是常數e，則這個點的軌跡是拋物線.其中，定點F叫作拋物線的焦點，定直線l叫拋物線的準線，常數e是拋物線的離心率.

動點B任意移動時的剪切：

三種視圖下的展示：

③課堂反思

用信息技術展示數學知識結構的內部連接，更好地讓學生通過數形結合理解概念的形成過程，將抽象的概念具體化展現出來.讓學生在探究過程中理解拋物線的定義和離心率的聯系，同時為后續自主探究圓錐曲線的概念以及離心率之間的聯系有積極的正遷移作用.

(二)活動課實例：蝴蝶定理

為了激發學生更好地感受數學的魅力，利用學校的數學實驗室讓學生大膽地去探索蝴蝶定理.利用數學幾何知識去證明蝴蝶定理需要較為復雜的證明過程，但在數學實驗室環境下，通過變化，從特殊到一般讓學生感受蝴蝶定理中線段之間的關系，通過數形結合更加直觀感受蝴蝶定理的美，同學們通過繪制的各式各樣的蝴蝶，感受變化中的不變關系.步驟如下：

1.打開圖形計算器——幾何學——繪制一個以點A為圓心的圓；

2.在圓上任取四點B,D,G,H，連接BD，并取BD的中點E；

3.連接GE,HE，交圓A于點J，L；

4.連接GJ，HL，分別交BD于點O，Q，蝴蝶漸漸出現了……；

5.度量ED，EQ，任意改變圓的大小，或任意移動點的位置，看是否滿足蝴蝶定理.

一起感受數學的美……

蝴蝶定理意義:

蝴蝶定理是古典歐式平面幾何的最迷人的結果之一.這個定理的證法被很多數學愛好者研究，讓學生在數學實驗室環境下利用信息技術直觀感受其“變化”中的“不變”，其“動態美”下的“靜態值”，讓學生不僅能學知識，更能感受數學學科知識的魅力，激發學生探索數學的欲望.

三、中學數學教育信息化的思考

處于信息時代的我們感受到了信息技術在推動數學教育方面所起的能動作用，但同時我們也不能完全把教學依賴于信息技術.我們必須清楚地認識到信息技術是一把雙刃劍，只有合理使用才能使師生都獲益.反之，若用得不合理就可能使教師成為“信息技術員”而喪失激情，學生只會用沒有情感交流的計算機幫助自己做運算.為了防止這種負面現象的出現，在信息技術與數學教學的融合過程中值得我們思考以下幾個問題：

(一)信息技術是輔助教學，勿丟失數學特色

我們知道數學是思維的體操，是理性化思維的產物，它美在抽象.信息技術是直觀的，我們切不可完全依賴于這種直觀性，它提供了經驗性的感受，而不能提供超經驗的思維，止步于直觀只會束縛人的思維，扼殺人的想象力.在信息化數學教育過程中，我們應該傳承數學本身的特色，所以我們應該處理好信息技術與數學之間的關系，不能顧此失彼.在信息技術和數學教學的整合過程中還應強調信息技術是教學的工具，學好數學、提高課堂教學效果、發展學生學習能力才是目的，真正實現整合為發展的理念.

數學教學始終是一門藝術，隨著數學教育信息化的不斷深入，信息技術和數學教學融合過程中，有越來越多的信息技術手段、方式供老師教學選擇，使數學教師在信息化環境下對信息技術產生了依賴性，導致信息技術輔助教學作用變成了各種“炫技”，數學教學從充滿情感和理智的交流活動搖身變成了學生與冰冷的信息技術之間的“交互”，從而使得以信息技術為代表的教學技術與充滿情感與智慧的教學藝術之間相互剝離、漸行漸遠，教育將不再是教育.[2]因此在這個過程中，要正確把握信息技術與人的整合，努力實現教學技術與藝術的“合璧”.追尋數學教育技術，勿忘數學教育的藝術！

(二) 師生運用信息技術的能力

學校對于信息技術推廣的計劃越來越重視，不斷完善學校的信息化設備，建立數學實驗室，密切關注著信息技術的工具是否能切實幫助學生學習數學，信息技術是否多樣性和高效性.但關于學生運用信息技術的能力，教師信息技術的素養似乎沒有評價標準.一方面，學生是數學學習的主體，是否需要學生進行信息技術相關課程的學習？他們運用信息技術學習數學的探究能力是否已經具備？另一方面，對于一直在進行信息技術學習的老師來說，信息技術2.0網絡學習、信息技術與數學教學融合公開課學習等等，目的都是促進數學老師運用信息技術融合數學教學，但值得思考的是教師不僅要具有融合信息技術的教學模式，還應增強融合的教學觀念和教學思維.我們真正的融合應該是根據教學內容、學生情況落實在常規教學中.但在實踐中，相當一部分教師對信息技術與數學學科教學融合的意識僅僅停留在教學技術層面，并不具備促進二者深入融合的應用意識和應用能力.縱觀我國數學教師的信息技術的能力,尤其是偏遠地區并不容樂觀，數學教師的信息技術很多還停留在能正確使用多媒體的水平上，這是遠遠不夠的.信息技術科學日新月異，通曉信息技術的基本理論與方法是高效將信息技術運用到數學課程的必要條件.提高教師的信息技術素養，課程在不斷改革，而最難改的便是觀念，應該將信息技術的觀念滲透到每個教師的頭腦中，讓教師首先明白信息技術在數學課程中的運用會給學生開辟新的界面與環境,在教學過程中將信息技術的思想滲透到數學課程中，對教師進行必要的培訓與學習，做到基本理論與實踐操作共同培養，將培訓工作落到實處.

(三)構建人性化學習氛圍

教育信息技術的單向性思考是以一種自我利益的模式理解教育：這是我的成績，我的機會，而常常把別人放在后面.容易出現的問題是：師生之間，生生之間的情感交流會不會將變得可有可無，課堂中，教師的活動空間局限于計算機的周圍，學生接觸到的、依賴的也只有冷冰冰的圖形計算器、pad等技術產品.這樣的教育不是我們所追求的，知識的內容應該以鼓勵激情、合作互動的方式呈現，而不是鼓勵個人的成就，因此應該利用信息技術的優勢創建生動活潑的場景，使學生樂在其中，人與人的交流不是削減而是增加，而信息技術科學在此的作用就是使交流變得更便捷，更有效.使用信息技術教育不是教學方式變得更加華麗，而是真正地培養出社會所需要的有用人才.[3]

(四)避免過于強調探究學習，否定接受學習

近年來探究學習成為教學熱門的話題，信息技術的發展更是為探究性學習的開展提供了條件，使得探究學習越來越流行，人們開始質疑接受學習的可行性，探究學習有其獨特的優勢，但我們應該明白， 探究學習要求學生已經具備一定的先行基礎知識和探究經驗，這并不是所有學生所能達到的.偉大的教育心理學家奧蘇泊爾也曾說過接受學習并不都是無意義的，在中國這樣一個人口眾多的國家，一個班的學生平均大約45人，而學生的差異性，單靠探究學習很難完成教學目的，而接受學習則能彌補探究學習的不足，簡單易行.作為兩種不同的學習方式，各有其優點和不足，在數學教學中應根據教學內容、把兩種方式有機結合、取長補短.

信息技術與數學學科之間有著深厚的淵源，信息技術的發展離不開數學，而信息技術的飛速發展，也促進了數學學科的進步.在中學階段就開始向學生滲透二者整合的思想，有益于學生日后對兩門學科更深層次的學習，同時要避免在二者整合的過程中從一個極端走向另一個極端.

四、中學數學教育信息化的展望

信息技術使我們的數學教學方式更加豐富多彩；信息技術使我們的學生有了更多的可能性去更深入探索數學奧秘；信息技術使我們的老師有了更多的機會去學習與創新；信息技術使我們更高效地獲取學生的學習情況，更有利于因材施教，分層練習.我始終相信在遵循教學內容以及學生數學思維發展特點的前提下，合理地利用信息技術來輔助我們的課堂教學，是趨勢，是時尚，是數學核心素養的內在需求.