信息技术在中学数学教学中的应用现状分析及对策研究

信息技术在中学数学教学中的应用现状分析及对策研究——基于潮汕地区的研究摘要：信息技术应用于教学是一种新事物，也是未来教育的必然趋势。本文通过调查对信息技术在中学数学教学应用所带来的积极性效果和所出现问题进行了总结分析，并对问题提出了相应的解决对策。关键词：信息技术；数学教学；对策进入21世纪以来，信息技术快速发展，各个领域都高度信息化，军事信息化、科技信息化、工业信息化，教育信息化也不例外。在以人为本的教育理念指导下，以多媒体计算机和通讯网络为标志的信息技术必将成为教学活动的首选。众所周知，数学公式、定理、公理、性质、法则等反映的是一种客观规律，它们的本质通常比较抽象，难以理解，利用信息技术可以帮助学生构建起具体的数学模型，帮助学生理解数学的真正涵义。现代化教学要把信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力工具，致力于改变学生的学习方式，是学生乐意并有更多的精力投入到现实的，探索性的数学活动中。[1]如何合理应用信息技术为教师教学的顺利实施提供形象的表达工具，有效地减轻学生课业负担，激发学习兴趣，真正地改变传统教育单调模式，使乐学落到实处成了教育工作者亟待研究的课题。为了了解信息技术在中学数学的应用现状，笔者通过网络问卷调查和小部分学校的走访对其有以下的认识：一、信息技术在中学数学课堂教学中的三种应用方式（一）应用多媒体技术进行数学教学随着硬件技术的发展，计算机具备了完善的多媒体功能，成为多媒体计算机。而多媒体CAI课件就成为了信息技术与教学相结合的主要形式。现代多媒体信息技术、多媒体教学软件可以为教学提供强大的情境资源，展示知识发生的过程。教师可以根据不同知识点要求自主设计课件，把数学学科的内容结合到多媒体课件中，让数学的教学方式变得灵活多样。（二）应用各种数学软件进行模拟实验研究数学实验是信息技术与数学教育相结合的一种新型的教学形式。在数学学习的过程中，实验因其具有极强的直观性，在学生对知识的理解方面有着非常突出的作用。通过数学软件可以让学生在教师设计的教学活动或提供的环境中通过积极的思维，完成对数学问题的猜想或证明。[2]在信息技术环境下开展“数学实验”，是信息技术应用于数学教学的一个重要手段，它有可能让学生学会像数学家那样去思考问题，从中体验探索和创新的过程，为了使这一思想得到充分体现，根据每一节内容的重点和难点，尽可能对有关习题和有关问题开展“数学实验”，为学生数学探究构建平台。通过精心设计的数学实验，能够充分发挥信息技术的功能，将抽象的数学知识直观化。（三）应用网络技术进行教学资源的开发与利用计算机网络是一个庞大的信息库，能为学习者提供大量的信息资源。利用互联网，有利于教师对教学信息资源的有效利用、组织和管理,有利于促进教育教学改革,提高教育教学质量。传统的教学模式只是单纯的课堂上课，课后学生利用课本学习。有了网络以后，教师利用信息技术在网络上建立课程网站，或者通过博客、微博把学习资料分享在网上；学生不再受时间空间的限制，可以随时随地的上网学习，学生不仅可以上网搜索到相关解题思路，而且还可以通过网络课堂听取其他一些名师授课。二、利用信息技术进行数学教学带来的积极性效果（一）激发学生探索数学的动机，增强数学的趣味性苏霍姆林斯基说：“如果教师不想办法使学生产生情绪高昂和智力振奋的内心状态，不动情感的脑力劳动就会带来疲倦，学习也就成了负担”。中学生大多活泼、好动，有意注意时间比较短，喜欢多变、宽松的教学环境。静态的文字、课本及教师的口语则满足不了学生比较活跃的心理需求，他们在安静的教室里，往往找不到自己的位置，认为老师是演员，自己是观众，是旁观者。在问卷中的第11题中59%的数学教师认为多媒体课件教学最大的优势是形式新颖，使学生的学习变得更加有趣，还有62%的教师认为多媒体课件教学的表现形式多样，可以容纳很多课本上没有的知识。由此可见利用多媒体技术对文本、声音、图形、图像、动画等的综合处理及其强大交互式特点，使教学的表现形式更加形象化、多样化、视觉化，改变了传统的“粉笔+黑板+一张嘴”信息单一的表现形式。[3]教师通过设计一些有问题悬念的CAI课件，创设一些生动情景，或激起疑问，或产生认知冲突，使学生在情景中“受激”而进入一种好奇、渴望等求知境界，促使学生积极主动地探究新知。例如：在讲授七年级(上)第一章：“人类离不开数学”这节内容时，先向学生展示了一组图片：树枝上的蜂窝，耐克蜂窝拖鞋，蜂窝活性碳过滤网，蜂窝塑料管，速蜂窝底煎锅等，并提问“谁知道其中的奥秘”，引起学生强烈的求知欲。然后给学生讲解“蜂房中的数学”同时用课件展示相关的数学知识。[4]让学生由好奇而产生兴趣，从而感受身边有数学，生活中需要数学，真正体验人类离不开数学。（图1：信息技术对于更形象直观表现教学内容的调查结果分析图）（二）为学生进行数学探究构建平台，培养学生的思维能力数学是一门高度抽象的思辨学科，数学活动的核心是数学思维。传统教学方式在直观感、立体感和动态感等方面存在很大的不足，信息技术的应用正可以弥补这方面的缺陷。调查中发现对“中学数学教学中使用信息技术可以更形象直观地表现教学内容，创造感官教学环境”这一句话有32%的教师持非常同意态度，48%的教师表示比较同意，表示一般的占15%，只有5%的教师持不太同意态度，如图1所示。由此我们可以看出利用信息技术如视频、flash、几何画板等，能有效将学生认为抽象、难以理解的数学概念、数学规律，通过动画、视频等方式转化成一个个具体的实例直观形象展示数学对象，而且还可以展示数学对象的构造与变换过程，反映出数学本质、展示出数学思维。信息技术采用动态图象演示，让静态知识动态化，让抽象知识具体化，其突出的较强的刺激作用，有助于学生理解概念的本质特征，促进学生在原有认知的基础上，形成新的认知结构。借助数学软件模拟复杂函数的图形，曲线曲面的形成，空间图形的位置变化，立体图形的生成过程等。这种过程的模拟可以实现从点到线，由线到面，由面到体的全程模拟，对这句话，您的态度是：中学数学教学中使用信息技术可以更形象直观地表现教学内容，创造感官教学环境.非常同意,32%比较同意,48%一般,15%不太同意,5%非常不同意,0%非常同意比较同意一般不太同意非常不同意帮助提高学生的形象思维能力和空间想象力。如：在学习三角形的三条角平分线相交于一点时，传统教学方式都是让学生作图、观察、得出结论，但每个学生在作图中总会出现种种误差，导致三条线没有相交于一点，即使交于一点了，也会心存疑惑：是否是个别现象？使得学生很难领会数学内容的本质。但利用信息技术就不同了，在几何画板或Z＋Z”智能教学平台里，只要画出一个三角形，用菜单命令画出相应的三条线，就能观察到三线交于一点的事实，然后任意拖动三角形的顶点，改变三角形的形状和大小，发现三线交于一点的事实总是不会改变的。[5]这实验，除了教师演示之外，学生也可自己动手，亲手经历，大大增强学生学数学的兴趣。让学生很快投入到学习过程中，这对培养学生的灵感思维发展观察能力、想象力和顿悟力有极大的帮助。[6]（三）提供合作、互动学习的环境，转变学生被动的学习方式数学课程改革对数学教学提出了全新的要求，教师必须更新教学观念，转变教学方式、教学行为，学生必须转变原来单一的、被动的学习方式，建立和形成以“主动参与，乐于探索，交流合作”为特征的学习方式，从而主动地、富有个性地学习。网络环境下的自主学习，使传统课本教材失去统治地位。进入21世纪，Iternet是世界上最大的资源库，大量的知识信息以超文本链接方式组织在一起，基于网络应用的学习适合于学生进行自主发现、自主探索式的学习，为学生发散性思维、批判性思维和创造性能力的发展提供了极大的可能性。问卷显示，其中68%的教师对“网络技术的发展，大大加强了师与生、生与生之间的互动交流”持同意（包含非常同意、比较同意）态度，仅8%持不同意态度，具体如图2所示；（图2：网络技术发展与师生间互动交流图）另外73%的教师认为利用网络可以很好的推进学生自学模式，学生对知识的掌握技能得到提高。借助于网络，教师和学生突破时间、空间的限制，教师在完成课堂教学任务后，可以通过布置学习任务让学生在课后自主学习，学生可以去到教师推荐的网站搜索和阅读相关资料，完成学习任务。在网络环境下，数学教学的资源大大的拓宽了.课本中的教学内容仅仅是教学活动的主题部分，更多的相关知识需要师生通过网络共同搜集、丰富和整合。例如：苏科版八上有一道习题：做8个全等的直角三角形（两条直角边长分别为a，b，斜边长为c），再做3个边长分别为a，b，c的正方形，把它们拼成两个正方形（如图）。你能利用这两个图形验证勾股定理吗？写出你的验证过程。一位资深的数学教师教学设计是：置给学生一个研究性学习课题，搜集整理有关勾股定理的信息，然后在全班进行汇报.学生从勾股定理的历史、证明方法的多样性及与勾股定理相关的名人趣事等多方面展示了他们的研究成果.这样的设计展示的是数学知识的文化视野，培养的是检索、网络技术的发展，大大加强了师与生、生与生之间的互动交流05101520253035404550非常同意比较同意一般不太同意非常不同意系列1系列2系列3搜集、选择运用信息的能力，使学生深切感受到知识的魅力，真切的享受到亲近知识的无尽乐趣.[7]同时，交互性是网络的关键特性之一，网络向学习者提供支持，为他们创设一种相互交流、信息共享、合作学习的环境。调查中，53%的教师表示经常使用网络工具（包括QQ、微博、博客等）上传教学资料或者与学生互动交流，还有27%的教师表示虽有使用但不经常，这说明网络已经成为师生交流学习的工具之一。师生之间在教学中以一种交互的方式呈现信息，学生在网络中不仅接受，同时也在表达。教师可以根据学生反馈情况调整教学。学习者可以与教师发生交互作用，向其提出问题，请求指导，并且发表自己的看法。这种交互作用不仅可出现在师生之间，同样也可在学生之间，从而有利于发挥小组协同式学习的作用，也促进了数学学习的个别化。三、信息技术在中学数学应用中出现的问题（一）基础设施投入区域不平衡，部分地区信息技术教学难以展开（表1：各地区教师所在学校基础设施配备情况表计量单位：人）每个教室都有有几个多媒体教室没有多媒体教室大城市（40）3280城镇（40）13198农村（20）0416在本次的调查中如表1所示，有40%的教师来自经济条件较好的大城市，这部分的教师表示学校都配置了可用于教学的信息技术设备，能在物质条件上保证了中学教师在教学中运用信息技术。20%的教师来自农村地区，这部分地区的中学有些没有多媒体教室，有些学校即使有多媒体教室也只有很少的一两间，还有些学校说是教室有配备多媒体，也只是简单投影仪幻灯机，这部分教师约有80%表示仅在公开课中才使用多媒体教学。即使是城镇学校，多媒体教室供给与教师的教学需求还处于一种供小于求、供给不足的状态。所以基础设施投入不足是中学数学应用信息技术的首要问题，也是信息技术在教学应用必须解决的硬件问题。（二）过分注重信息技术的应用，忽视了数学学科的特点数学学科是一门实验型学科，这决定数学课程的教学设计需要与学科特点紧密联系。[8]有的教师把热情过多的放在具体技术手段上，一味地追求技术先进或形式多样化，好象信息技术用得越多越新就越好，少用了就不是好课，用不出新招就不够档次，结果却适得其反。此次调查中有55%的教师认为在数学课上运用现代化技术会分散学生对知识本身的注意。为什么会有这样的效果呢，究其原因是有的教师特别喜欢强调色彩、动态效果，意图利用丰富的视、听等多媒体效果刺激学生的感官，激发学生的学习兴趣，然而数学学科有它自身的特点，一味利用视听刺激，反而会对教学过程产生干扰，不但没有激发起学生的学习兴趣，反而分散了学生的注意力，冲淡了他们对学习重点、难点的关注，减弱了对抽象思维的培养，久而久之，学生还会产生厌倦情绪。（三）过于依赖课件，教学设计不能充分体现教学思想在传统的教学中，教师用粉笔加黑板的传统教具在黑板上板书时，需要一定的时间，这一段时间正是学生审题、思考的时间，或大脑休息的时间。[9]而运用信息技术