信息技术与数学教学整合有效性的探索
湖北郧县茶店镇中心学校 黄仁贵
【摘要】 信息技术与初中数学学科的整合作为深化教育改革的“突破口”，愈来受到人们的广泛关注。它是教育事业发展的必然趋势，也是新课程标准下改革与探索的重点。信息技术与数学教学的整合，有利于确立新的教学观念与教学方式；有利于实现学生学习方式的根本转变；有利于解决教学中的重点和难点；有利于分层教学的实施；有利于培养学生的道德情操；有利于学生主体作用的发挥。 【关键词】 信息 数学教学 整合 有效性 【正文】：
信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，以多媒体和网络技术为核心的信息技术已成为拓展人类能力的创造性工具。“信息技术与课程整合”是我国面向21世纪基础教育教学改革的新视点，是指在课堂教学过程中，把信息技术、信息资源、信息方法、人力资源和课程内容有机结合，共同完成课堂教学任务的一种新型的教学方式。
在义务教育阶段，初中数学课程标准按不同层次将学生必须学的数学知识分为数与代数、空间与图形、统计与概率以及实践与综合运用四部分，然后按不同学段整合成学生的学习领域。初中生的空间想象能力，逻辑推理能力还不是很成熟，学习的内容均在不同程度上具有一定的难度。而信息技术与初中数学的整合充分利用了现代信息技术，并与传统教学相结合优势互补，引起了教学方式的变革，同时学生的学习方式也发生了变化。这种变革将在很大程度上提高学生的学习兴趣，自主探究的能力以及解决问题的能力。信息技术为什么能在枯燥，机械的数学学习中给学生带来新的活力，在长期的实践和探索中，我的体会是：
一、信息技术与数学教学的整合，有利于确立新的教学观念与教学方式
在新课程理念指导下的教学活动中，课堂不再单纯是教师居高临下地唱独角戏，而是教师与学生通过意见的交换、思想的碰撞、合作式的探讨等形式，实现新知识的共同拥有和个性的全面发展的活动过程。正是基于这一理念，在新课程背景下的信息技术与数学课程整合中，教师必须树立全新的教学观念，这种全新的教学观念至少应包括：教师的教学方式应服务于学生的学习方式，让所教的知识与学生的生活世界密切联系，帮助学生发现知识的个人意义，激励学生完成富有挑战性的学习任务，引导学生创设融洽和谐的学习氛围。自主探究、合作、探究式地学习，改变了师生的角色和责任，变传统的“教师——学生——数学教材”三因素构成的教学模式为“教师——学生——数学教材——数学课件”四因素构成的教学模式，一定程度上减轻了教师课堂教学的负担，教师处在组织、引导、协调的角色。课堂变为学生自主活动的过程。增强了互动性和学生的自主性，同时改变了学生的思维过程，由原来教师引导下的单向思维变为多向的发散型思维，因为丰富，所以多向，由于好奇，故而探究。例如我在讲述《平移与旋转》中的《中心对称》这一小节时，改变了过去老师讲、画，学生被动接受的做法，借助最基础的几何画板，采用了“教师引导、学生操作，自主探究得出结论”的方法，将两个颜色鲜明的三角形通过几何画板画出来，把多个对称点以虚线连接，交点（即旋转中心）突出，然后设置动画效果，点击旋转时，其中一个三角形连同对称中心一侧的虚线一同缓缓绕对称中心向另一方向旋转，这一过程既直观又生动形象，学生通过观察，完全可以自己总结出中心对称的定义，并能够很好的把握。几何画板提供的学习平台支持数学实验，促进高水平、深层次的数学思维活动，学生可以利用它对数学对象进行多个灵活操作、自主探索在动态变化的环境中进行观察、开展尝试、模拟、猜想、归纳、概括等思维活动，学习解决问题。又如，对于课本习题“顺次连接矩形四边中点得到的是菱形”，我采取了师生互动的形式，借助于几何画板（含图形计算器），对所研究的数学对象直接进行操作：局部放大，变换研究对象的空间排列位置，重复引起变化的关键因素，动态显示效果等，使学生在一种直观、动态的情景中观察“图形——中点——图形”的变化，极大的拓展了数学学习空间，调动了学生自主探究的积极性，同时在信息技术的支持下，小组间还开展了编拟练习题的变化比赛：
变形1：顺次连接菱形四边中点，所得的四边形是矩形。 变形2：顺次连接正方形四边中点，所得的四边形是正方形。
变形3：顺次连接平行四边形四边中点，所得的四边形是平行四边形。 变形4：顺次连接四边形四边中点，所得的四边形是平行四边形。
变形5：顺次连接平行四边形四边中点，所得的四边形对角线长分别等于平行四边形边长。 变形6：顺次连接四边形四边中点所得的四边形的周长等于矩形的对角线长之和。 ???
通过比赛，学生在轻松愉快的学习中，不仅巩固了所学知识，加深了对问题的理解，更重要的是在不断提出问题的过程中，促进了思维的广阔性，提升了自己的创造性思维能力和探究能力。
由此可见，将信息技术整合于数学课堂，改变了教师的教学观念，随之带的是教学方式的巨大变革。同时借助于数学软件创设学生发现数学、做数学的“实验”平台，使学生学会“实验——归纳——猜想——证明”这一学习模式是尤显重要。
二、信息技术与数学教学整合，有利于实现学生学习方式的根本转变。
从传统学习发展的信息技术教学，网络学习，学习的概念没有改变，但学习的媒体和学习方式发生了根本变化，学习的主动权转移到学生手中。面对信息化社会，“整合”的重点应放在致立于学生学习方式的变革上，必须变被动、机械的学习为自主、合作、探究的学习，从而有效改善和提高学习者的学习效果，信息技术作为学生进行自主学习和建构知识的认知工具，表达和沟通的交流工具，必然引发一系列学习方式（主要有主题探究学习、小组协作学习、研究性学习等）的变革。在信息技术为学生提供的交互式学习环境中，实验、探究、发现、数学应用交流将成为重要的
学习方式，使学生主体性得到充分体现，这是在传统的数学学习中较难实现的。尤其是功能强大的数学软件平台的出现，（如《Powerpoint》、《Flash》、《Authorware》、《几何画板》、《图形计算器》等软件），使我们可以借助于这些数学软件进行研究，探索型学习，不仅可以解决问题，还可以发现问题、探索问题、创新问题，可以为数学教学提供一种新的活动形式——数学实验，从而使学生的学习方式发生变革性突破。以地面装修中的数学问题学习为例，过去由于没有信息技术手段，呈现方式上通常采用老师讲、学生联想的方法 ，学生思维空间非常有限，课堂气氛单调而沉闷，信息技术介入后，上述问题迎刃而解，怎样才能使学生能直观地感知和认识这个主要问题，我们采用了在网络教室中，人手一机、合作拼图、探索发现的方式。课前，分小组合作研讨“采用一种正多边形来铺地面，哪些能铺满”的理由，并将小组总结出来的结论以课件的形式在课堂上展示出来。学生们在小组长的安排、组织下，将各种各样的正多边形进行尝试拼图，合作探索，最后取得结论。整个探究过程体现了学生团结合作的精神和较强的动手能力。课堂上通过展示学生作品，得出用一种正多边形来铺地面，能铺满的理由，继而上升到“用两种正多边形的组合来铺地面，哪些能铺满”的探索，学生在这个探究的过程中，不断的发现问题，分析问题，解决问题，体验到数学发现和创造的欢乐，发展了应用意识。整个课堂教学，我们围绕这五个环节层层展开：创设情境，引入问题；演示成果，展示风采；合作探究，逆中求真；应用巩固，拓展练习；课堂小结，相关链接，收到了良好的效果。
信息技术与数学课程整合的方式是，信息技术成为课程内容和数学学习的必然组成部分。信息技术必须是数学化的东西，它的设计必须符合对数学整体的把握，符合学生探索基本的规律，帮助学生认识数学的本质，亲身经历问题的探索过程。几年的整合实践，使我们全体实验教师深刻体会到：信息技术不仅是一种工具，更重要的是一种学习方式的根本变革。
三、信息技术与数学教学整合，有利于解决教学中的重点和难点
九年级上册第23章二次函数的性质是初三阶段学习的一个重点，也是一个难点。如何才能使学生真正理解并能熟练掌握二次函数y=ax2+bx+c的性质。我采用了《几何画板》软件来探究二次函数的性质，形象直观。本节课上我先让学生利用基本方法和步骤在草稿纸上画出二次函数y=2x2+3x+7的图象。这是学生能掌握和理解的基本方法。接下来我再利用几何画板将参数a,b,c输入2，3，7。将电脑上所得的函数图象与学生自己所画的图象进行比较，进而激发出学生强烈的求知欲望。当然，本节所要掌握的重点和难点并不是函数图象而是让学生清楚明白地了解二次函数的性质。我在“操作类动作按扭运动参数的属性”对话框中，将参数a变化由“2到-2”，引导学生观察图象不同的变化。这样学生便能非常清晰直观并迅速地观察出函数图象不同的变化。“参数h变化和参数k变化，图象分别会怎样变化？”我将这一问题抛给学生，由学生自己发现与总结。这节内容我就利用了信息技术的优势在几何画板软件的帮助下，将参数改变而引起图象的改变的动态过程形象生动地展示在学生的面前。这种动态的模拟不仅解决了数学教学中的难点，让学生感受到用计算机解决实际问题的优势，主要还大大激发了学生的求知欲和学习兴趣。
四、信息技术与数学教学整合，有利于分层教学的实施
数学是一门基础学科，是学好物理、化学等学科的基础。它对一个人的逻辑思维能力和理解力都具有较高的要求。因为个体差异，学生理解和掌握的程度又各不相同。这样使得学生在数学学科的学习过程中存在很多不同的问题。如果我们按照传统的方式——讲演法很难顾及到不同层次的学生，也特别容易形成“满堂灌”。将信息技术与数学课程的整合，在分层教学上有着独特的优势。例如，我在讲解《三角形全等的判定》这一节时，我就将这节内容做成网页，分成“判定定理”、“例题解析”、“知识探索”、“牛刀小试”、“中考试题”。在“牛刀小试”、“中考试题”这两部分的试题由易到难，学生可以根据自己对知识的掌握情况而选择不同层次的题目，并且题目与答案均有超链接，学生可以自由点击。这样学生就能及时得到反馈，让不同层次的学生均能有成就感，同时也给学生自主探索的空间。在这种网络环境下的学习，打破了传统的课堂教学内容不可重现性，让学生根据自身的需要去侧重解决自己的难点，真正实现了分层教学。
五、信息技术与数学教学的整合,有利于培养学生的道德情操
在教学设计中，有一项重要的内容就是三维教学目标的设计。在三维教学目标中除了知识与技能，过程与方法，还有重要的一项就是情感态度与价值观。因此虽然数学课程注重学生逻辑思维的培养，但同时也在教学中注重学生的情感教育。例如，在与学生学习七年级下册第6章《实数》时，课前将学生分成3—5人一组，以小组为单位上网查找有关二次根式，有理数、无理数的相关历史史实，并将查到的资料整理后在班上交流。我也适当的补充一些有关二次根式，有理数、无理数的轶事或趣闻。在学生正式进入二次根式，有理数、无理数的学习前就对古代毕达哥拉斯、笛卡儿等数学家及《几何学》等著作均有了解。在整个新课学习前的准备活动中，学生对古代伟大的数学家肃然起敬，从而对数学这门学科有了新的认识。又如在八年级下册的《频数分布》这一节中，对“空气质量情况调查统计表”的学习中，我先由学生上网查找国家环保局公布的《空气质量级别表》，然后将所给的数据归到各个等级。同时还将合肥市的污染情况利用网络查询数据，算出空气质量的分布情况。在这样的一个过程中，学生进一步提高了环保意识，培养了良好的道德情操。
六、信息技术与数学教学整合,有利于学生主体作用的发挥
讲授法是教育历史上最悠久，应用最普遍的方法。在我们以前的授课时，运用最多的就是讲授法。讲授法能在较短的时间内让学生获得大量系统的科学知识。但这种方式在大部分情况下都变成了注入式或填鸭式。从认知心理学看，数学学习是每个学生在各自不同的数学世界里，主动进行分析、吸收的过程。这表明了学生在数学学习活动中的主体地位。“双主教学模式”是目前一种较为科学的教学方式。这种模式因为有了信息技术的加入使学生的主体地位得到更好地体现。例如，在九年级上册第24章《相似形》中，要求学生判断哪些图形形状相同大小不同，从而引出相似图形的概念。我先利用Powerpoint软件展示出大小不同形状相同的五角星等图案由学生辨认进而得出定义。在课堂教学中，这些鲜艳、明亮的图片对学生的视觉冲击力很大，他们的积极性都很高。相似形的定义给出后，学生自己利用几何画
板或者word软件画出不同的图形。同学之间相互提问，进一步巩固所学的知识。又如讲到统计图的知识时，我让学生利用Excel软件对图表以及不同的图如柱形图，折线图之间进行转化。在教学中，我尊重学生的想法，创新的观点，给学生创造表现自我，展现自我的机会。在这样的学习过程中，体现了教师的主导作用，更重要的是学生的主体作用得到了充分的发挥。
当然，我们在利用信息技术，服务教学时，应讲究科学有效地使用。虽然信息技术与数学学科整合能够扩大师生的信息量、题量，但也要注意有所取舍。在课堂教学上始终不能忘记教师的主导地位，否则任由学生发挥其主体性，那也只是放任自流很难达到良好的教育效果。
在新课标下，我们教育者只有不断地学习、思考、创新，用新的教学理念武装自己。我相信，数学教育将会进入一个全新的发展阶段。
[参考文献]
1、《教学系统设计》 谢幼如 北京师范大学出版社 2002年9月 P118页
2、《新编现代教育技术基础》 李克东 华东师范大学出版社 2002年9月3、初中数学教科书 江苏教育出版社
页 P344----P347