基于校园网网络环境下的高中数学课堂教学模式探究

基于校园网网络环境下的高中数学课堂教学模式探究TheMathematicsClassroomInstructionofHighSchoolModeundertheNetworkEnvironmentofCampusNetworkisProbedinto骆魁敏*唐淑贞*骆文娟**﹡江西省乐平中学E-mail:[e-mail][e-mail]﹡﹡江西省乐平市第二中学E-mail:[e-mail]二十一世纪校园网的兴起和发展，正引发基础教育领域一场前所未有的深刻的革命。传统的以教师讲授为主的高中数学课堂教学模式正面临着彻底的变革。课题组构建了以学生为主体、以教师为主导的基于校园网网络环境下的高中数学教学模式：以CAI课件为主轴的程序化演播式、以自主学习为核心的自主探究式、以学习共同体为载体的网上协作式、以实验教学为主要手段的虚拟情境式、以科学探究为主要方式的研究性学习式。关键词：主体—主导信息技术课程整合教学模式1引言当我们步入21世纪的时候，世界科学技术正在发生新的重大突破，以信息科学和生命科学为代表的现代科学技术突飞猛进，为世界生产力的发展打开了广阔前景。中国的基础教育特别是高中教育面临着难得的发展机遇，也面临着严峻挑战。教育部陈至立部长指出：“教育部决定，从2001年起用5至10年左右时间在全国中小学基本普及信息技术教育，全面实施‘校校通’工程，以信息化带动教育的现代化，努力实现基础教育跨越式发展。”我校在原有的多间多媒体教室的基础上，再投资七十余万元建造了现代化的校园网，将教室、实验室、图书馆、办公大楼等教育教学设施连为一体，并已通过联通宽带网与Internet网接轨，为我校中学教育教学提供了丰富的资源，使网络教学有可能真正成为现实。然而，以凯洛夫为典型代表的传统模式（激发动机→复习旧课→讲授新课→运用巩固→检查效果）难以达到理想的教学效果，更不可能培养出具有创新精神和实践能力的创造型人才。[1]作为“研究型”教师，笔者经过长期的教学实践和教改实验，终于找到了高中数学教育教学改革的突破口——将现代信息技术与高中数学课程加以整合进行课堂教学模式的改革，构建基于校园网网络环境下的高中数学教学模式。2基于校园网网络环境下高中数学课堂教学模式的主要理论基础建构主义学习理论和学习环境强调以学生为中心，要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者，建构主义的教学理论则要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者；要求教师应在教学过程中采用全新的教育思想与教学结构（彻底摒弃以教师为中心、强调知识传授、把学生当作知识灌输对象的传统教育思想与教学结构）、全新的教学方法和全新的教学设计。建构主义认知工具理论认为，学习是以思维为中介的，为了更直接地影响学习进程，应减少一直以来对传递技术的过分关注，而更多地关心在完成不同任务中如何要求学习者思维的技术。认知工具理论就是在这种基础上应运而生的。认知工具是支持、指导、扩展学习者思维过程的心理或计算装置。前者存在于学习者的认知、元认知策略；后者则是外部的，包括基于计算机的装置和环境；它们都是知识建构的助成工具。以多媒体教学技术和网络技术为核心的现代信息技术成为最理想、最实用的认知工具。[2]3构建基于校园网网络环境下的高中数学课堂教学模式的教学环境我校校园网配有思科交换机、浪潮服务器、长城客户机、千兆主干100M到桌面等硬件设施，多媒体教室配有高配置电脑、投影仪、录像机、高性能DVD机、无线话筒、电子教鞭等硬件。目前，我们初步构建了高中数学虚拟实验室，在校园网络中配置以下应用软件系统：网络光盘资源共享系统、网络视频点播（VOD）系统、Internet资源共享系统、视频广播系统、屏幕广播系统、师生网络学习与创作的编辑系统、工具软件库（安装了Authorware、MicrosoftPowerPoint、方正奥思等工具软件与几何画板、数学实验室、Mathcad等数学实验工具软件。4初步构建基于校园网网络环境下的高中数学课堂教学模式4.1以CAI课件为主轴的程序化的演播式高中数学课堂教学模式我们在校园网上存放一些CAI课件，教师根据教学需要选择课件供学生练习或在讲课时作讲解演示之用。在这种模式下，用计算机网络进行课堂演示，计算机作为指导者，是将传统教学过程中教师通过黑板、投影片、教具模型等媒体展示的各种信息，由计算机加工成文字、图形、影象等资料，并进行一些必要的处理（如动画），将这些资料组织起来。课堂教学时，可以将计算机与大屏幕投影电视连接起来，也可以在网络计算机教室中进行。利用这种模式进行课堂教学，通过精心设计的动画、插图和音频等，可以使抽象深奥的数学知识以简单明了、直观的形式出现，缩短了客观事物与学生之间的距离，更好地帮助学生思考知识间的联系，促进新的认知结构的形成。在较短的时间内，计算机使学生多种感官并用，提高对信息的吸收率，加深对知识的理解，因而可以做到更高密度的知识传授，大大提高课堂利用率。4.2以自主学习为核心的高中数学自主探究式课堂教学模式“自主学习”不是由教师直接告诉学生应如何去解决面临的问题，而是由教师向学生提供解决该问题的有关线索（例如需要搜集哪一类资料、从何处获取有关的信息资料以及现实中专家解决类似问题的探索过程等），并要特别注意发展学生的“自主学习”能力。[3]笔者初步构建了以自主学习为核心的高中数学自主探究式课堂教学模式：创设情境——提出问题——自主探索——网上协作——网上测试——课堂小结，见图1。以自主学习为核心的高中数学自主探究式课堂教学模式的操作特征如下：4.2.1创设情境教师通过精心设计教学程序，利用现代教育技术，在数学虚拟实验室中创设与主题相关的、尽可能真实的情境,使学习能在和现实情况基本一致或相类似的情境中发生。学生在实际情境下进行学习，可以激发学生的联想思维，激发学生学习数学的兴趣与好奇心,使学习者能利用自己原有认知结构中的有关经验，去同化和索引当前学习到的新知识，从而在新旧知识之间建立起联系，并赋予新知识以某种意义。4.2.2提出问题教师通过精心设计教学程序，指导学生通过课题质疑法、因果质疑法、联想质疑法、方法质疑法、比较质疑法、批判质疑法等方法与学生自我设问、学生之间设问、师生之间设问等方式提出问题，培养学生提出问题的能力，促使学生由过去的机械接受向主动探索发展。图14.2.3自主探索让学生在教师指导下独立探索。先由教师启发引导（例如演示或介绍理解类似概念的过程），然后让学生自己去分析；探索过程中教师要适时提示，帮助学生沿概念框架逐步攀升。它有独立发现法、归纳类比法、打破定式法、发明操作法等方法。学生始终处于主动探索、主动思考、主动建构意义的认知主体位置，但是又离不开教师事先所作的、精心的教学设计和在协作学习过程中画龙点睛的引导;教师在整个教学过程中说的话很少，但是对学生建构意义的帮助却很大，充分体现了教师指导作用与学生主体作用的结合。4.2.4网上协作教师指导学生在个人自主探索的基础上进行小组协商、交流、讨论即协作学习，进一步完善和深化对主题的意义建构，并通过不同观点的交锋，补充、修正、加深每个学生对当前问题的理解。通过这种合作和沟通，学生可以看到问题的不同侧面和解决途径，从而对知识产生新的洞察。教师在指导学生进行“协作学习”时，必须注意处理与“自主学习”的关系，把学生的“自主学习”放在第一位，“协作学习”在“自主学习”基础之上由教师指导进行。4.2.5网上测试学生在教师指导下，运用新一代高中数学网上测试和评估软件系统进行以学生自我评价为主的多种形式的高中数学学习效果的评价。我们集设计、修订、常模制作等网上测试和评估所需基本功能于一体，充分利用多媒体与网络技术、数据库管理技术、面向对象程序设计方法等技术手段来辅助系统的实现，使系统真正成为辅助网上测试和评估的有力工具。为了使低分数段的学生有成功感，高分段的学生有激励作用，我们将测试题设计为四个层次：第一层次为达标级，按教学大纲要求设计；第二层次为提高级，在达标级基础上增加了分析层面的学习和变式练习；第三层次为优胜级，增加了新旧知识联系的综合层次练习；第四层次为欣赏级，提供与学习内容有关的高考试题和数学竞赛试题分析与解答。4.2.6课堂小结或由学生做或教师做或师生共同做，或由学生写成小论文的形式来完成。必要时可以举行论文答辩：各小组推荐一人和教师组成“专家评议组”，由组长抽签决定答辩的顺序，各小组在答辩前，将小论文上传到服务器中指定位置。答辩时，先由答辩者在规定的时间内介绍本组的工作（包括如何选题、解决问题的基本思路、如何克服困难、如何合作等），再由答辩者回答“专家”（教师或学生等）或听众就其工作的提问。由“专家评议组”进行评比，分为“一等奖”、“二等奖”、“三等奖”、“成功参与奖”等四个层次进行奖励。4.3以实验教学为主要手段的虚拟情境式高中数学课堂教学模式数学实验教学是指教师根据数学思想发展脉络，充分利用实验手段尤其是运用现代教育技术，创设数学教学情景，设计系列问题增加辅助环节，引导学生通过操作、实践、试验，探索数学定理的证明、数学问题的解决，让学生亲自体验数学建构过程。以实验教学为主要手段的虚拟情境式高中数学课堂教学模式流程图如图2所示。图24.4以学习共同体为载体的网上协作式高中数学课堂教学模式“学习共同体”（learningeommunity）或译为“学习社区”。它是指由学习者及其助学者（包括教师、专家、辅导者等）共同构成的团体，他们彼此之间经常在学习过程中进行沟通、交流，分享各种学习资源，共同完成一定的学习任务，因而在成员之间形成了相互影响、相互促进的人际联系。在传统教学中，教师、学生同时在一个教室中参与教学活动，彼此之间可以很容易进行面对面的交流，可以自然而然地形成一定的学习共同体，比如一个学习小组、一个班级、乃至一个学校，都可能成为一个学习共同体。而在基于网络校园网的学习环境中，学习共同体必须经过有意识的设计才能形成。由于缺少与学习者面对面的接触，网络教学中的教师常常意识不到自己在与各个自处异地的学习者进行沟通交流，这会减低学习者对学习共同体的认同和投入程度。学习共同体具有两种基本功能：①社会强化（建立学习共同体是满足学习者的自尊和归属需要的重要途径）。②信息交流（学习者与辅导者进行交流，同时又与同伴进行交流和合作，共同建构知识、分享知识。）基本网上协作式模式有竞争、协同、伙伴、角色扮演等四种模式；网上协作的主要途径有人机协作、生生协作、师生协作等三种途经。教师在指导学生进行“协作学习”时，必须注意处理与“自主学习”的关系，把学生的“自主学习”放在第一位，“协作学习”在“自主学习”基础之上进行。4.5以科学探究为主要方式的研究性学习式高中数学课堂教学模式研究性学习纳入必修课，是我国普通高中课程改革的重大突破。对于这样一门全新的课程，如何把握其精神实质和内涵，如何体现研究性学习的开放性、探究性、实践性的特点，如何具体组织实施研究性学习，如何体现教师的指导作用等，成为目前普通高中十分关注的问题。[4]基于对上述一系列问题的思索，我们初步构建了以培养学生创新精神、实践能力与数学科研能力为宗旨，以学生研究性学习为主要学习方式的，面向21世纪的以科学探究为主要方式的研究性学习式高中数学课堂教学模式：提供选题——确定课题——组成课题组——实施研究——撰写报告——交流研讨——成果鉴定。模式流程图如图3所示。图3我们以研究性课题“概率论在的实际应用”为例，探讨新型高中数学研究性学习教学模式的操作特征。4.5.1提供选题——激活学生原有数学知识，分析出使能目标介于起点能力与终末状态之间的教学目标就叫使能目标。也即实现总目标的每一步。每一个学生的使能目标是不同的，这是因为每一个学生的学习基础是不同的。每一个使能目标是转入下一个学习目标的条件。教师通过精心设计教学程序，利用以多媒体技术与网络技术为核心的现代信息技术，在数学实验室中展示课题目录和各课题配备的指导教师情介绍，并创设与主题（概率论在的实际