新课程标准下现代教育技术在高中数学教学中的应用 郭传斌

  [摘要] 将现代教育技术应用于中小学教学，已成为教育发展的必然趋势，更是推进素质教育的突破口。现代教育技术使数学知识的发生发展过程与结果的教育得到更好的结合，使数学兴趣、情感与数学的理性思维教育得到有机的融合，为现代数学教学改革的实施提供了有利的技术保障。本文笔者通过自己的实践与思考，从教学内容、教师的教、学生的学三方面就如何运用现代教育技术与高中数学教学整合做了初步研究，并对存在的问题及对策进行了探讨。
 [关键词] 现代教育技术    整合   情境    促进     数学教学
 1. 引言
 当我们步入21世纪时，以计算机和网络为核心的现代技术的不断发展，正在越来越深刻的改变着我们的生活、工作和学习方式；同时以建构主义学习理论和认知主义学习理论为代表的现代教育理论的蓬勃发展和广泛传播，以及新课程标准的实施，使我国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。如何运用现代教育技术，提高教育教学质量，就成了我们探讨和研究的一个重要课题。
 简单的说，现代教育技术主要指现代教育媒体和现代教育理论在教育中的运用。李克东教授根据我国国情，结合美国教育技术学会（AECT）的1994年新定义，给出了更为全面的说明，即：“现代教育技术是指运用现代教育理论和现代信息技术，通过对教与学过程和教与学资源的设计、开发、评价和管理，以实现教学最优化的理论和实践。”本文笔者结合自己的实践与思考，就如何运用以现代信息技术为依托，以现代教育与心理学的理论为基础的现代教育技术来优化高中数学教学，做了一些初步的研究。
 2．实践与思考
 2．1运用现代教育技术整合数学课程内容，使教材“活”起来
 由于教学大纲和教材编写的限制，当今世界上最鲜活的、具有明显时代特征的数学学科教学素材和教学内容很难在教材中反映出来。华罗庚曾经说过，对数学产生枯燥乏味、神秘难懂的印象的主要原因就是脱离实际。其实，数学本身就是一门与生活联系比较紧密地学科，不同的是，学生所要学习的知识是人类几千年来积累的直接经验，它具有较高的抽象性，要使他们理解性的接受、消化，仅凭目前课堂上教师的口耳接受是够的，还应充分利用信息资源跨越时空界限的特点，将信息技术融合到高中数学课程教学中来，充分利用各种信息资源，引入时代活水与高中数学教学内容相结合，创设出多种教学情境，使学生的学习内容更加丰富多彩，更具有时代气息，更贴近生活，使教材“活”起来，从而有效的促进教师的教和学生的学。
 （1）创设真实情境，激发学生学习数学的兴趣与好奇心
 建构主义学习理论强调创设真实情境，把创设情境看作是“意义建构”的必要前提，并作为数学设计的最重要内容之一。而多媒体技术正好是创设真实情境的有效工具；如果再与仿真技术相结合，则更能产生身临其境的逼真效果。
 个案 1、 对于高中数学新教材三角函数y=Asin(wx+∮)+k的图象随A、W、R的变化而变化一节， 通过让学生接触、观察各种图象，使其意识到A、w、∮、k可能对图象有影响，进一步让学生相互合作，自主探索得出规律。教师仅仅是提供资料和建议,这可使学生的探索能力得到发展。
 个案2：利用几何画板讲椭圆的定义。
 打开几何画板，做一个圆心为A的圆，在圆内任取不同于A的点B，在圆上取一点C，连接线段AC、BC，做线段BC的中垂线交AC于点P，连线段PB，引导学生发现|PA|+|PB|=|CA|，即圆的半径，且大于|AB|，然后让学生操作电脑拖动点C在圆上运动，得到P的轨迹——椭圆。启发学生得到椭圆的第一定义。再进行发散思维训练，当点B在圆上、圆外时，点P的轨迹是什么图形？通过这样的教学设计，不仅使学生亲自参与了对椭圆形成过程的探索，还使学生动手操作电脑，提高了学习兴趣，有利于学生数学知识的建构。
 因此我认为应让学生更多地操作电脑来完成对数学知识的再发现，体验数学美的魅力。如在上三角函数的图像、“立体几何”导言课时，运用多媒体手段可以变静为动，变抽象为具体，使教学内容得到深化。再如，在教授有关“最值”和“定值”一类问题的处理时，笔者结合实际提出了一个问题：丰富的钢铁和煤炭资源促进了我市经济的发展，但环境污染问题也必须引起我们的重视。现在汶河南岸的一家煤矿和一家铁厂准备联合在河边建一座一家污水处理厂，问如何选址到两厂的距离之和最小（两厂间的河段近似看作直线）？并制作了多媒体课件指导学生来进行动态分析、思考、讨论、探索出解决问题的方法。使学生认识到了数学的实际应用，培养了学生用数形结合、转化等思想方法解决实际问题的能力和建模能力。
 在实际情境下进行学习，激发了学生的联想思维，激发了学生学习数学的兴趣和好奇心，有效地降低了学生对数学的恐惧。使学生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，并赋予新知识某种意义。
 （2） 拓宽学习资源，通过“情境再现”，使数学教学成为再创造、再发现的教学
    利用多媒体向学生展示科技发展史尤其是数学发展史，运用电脑模拟数学发现的历程，使用计算机进行数学试验，通过电脑证明数学定理，让学生通过数学问题的发现、提出、探究、解决过程的情景再现，意识到“问题是数学的心脏”，重要的问题历来就是推动数学前进的最重要的力量，进而“启发学生如何去发现问题和提出问题；并善于独立思考，学会分析问题和创造性地解决问题。”例如，笔者在讲解解析几何内容时就通过课件《奇妙的坐标系》向学生展示了坐标系的诞生、完善及应用历程，使数学教学成为了再创造、再发现的教学。
 （3）创设想象情境，拓宽思维空间，培养学生的想象能力和发散思维
 贝弗里奇教授说：“独创性常常在于发现两个或两个以上研究对象之间的相似点，而原来以为这些对象或设想彼此没有关系。”这种使两个本不相干的概念相互接受的能力 ，一些心理学家称之为“遥远想象”能力，它是创造力的一项重要指标 。让学生在两个看似无关的事物之间进行想象，如同给了学生一块驰骋的空间。人的生活中有一种比知识更重要的东西，那就是人的想象力，它是知识进化的源泉。因此，在教学中可充分利用一切可共想象的空间，挖掘发展想象力的因素，发挥学生的想象力。             
 例如：课本上的图形是“死图”，无法表现二次曲线的形成过程，而黑板上的图形鉴于技术原因，很难画的准确，更难展现二次曲线的连续变化，而利用多媒体就可以生动的把离心率的大小变化与圆锥曲线的形状变化，这种数与形之间的内在联系完美的展现出来。同时，也可展示出椭圆、抛物线、双曲线三种“看似不相关”的二次曲线之间的内在联系。在教学过程中，可由学生通过网络访问教师放置的服务器上的课件，让学生独立探索得出结论。
 （4）创设纠错情境，培养学生严谨的逻辑推理能力
     “错误是正确的先导”，学生在解题时，常常出现这样或那样的错误，对此我针对学生常犯的隐晦错误利用现代教育技术，创设纠错情境，引导学生分析研究错误的原因，寻找治错良方，在知错中改错，在改错中防错，以弥补学生知识上的缺陷和逻辑推理上的缺陷，提高解题的准确性，增强思维的严谨性。例如：学生常常想当然的把平面几何的有关性质照搬到立体几何中，教师在黑板中很难表示清楚，我利用几何画板设计并创作了“边对应垂直的两个角”的课件，让学生自主探索，自己纠错，就收到了良好的效果。
 2．2运用现代教育技术，使教师的教学方式活起来，真正体现学生主体，促进意义构建
在运用多媒体的同时，加上教师的精讲与启发，再结合学生的自主探索、质疑、问难和讨论，使学生通过身临其境的直观感受和仔细观察，从而得出正确的结论，改变了过去那种光靠教师“灌”，学生被动接受的形式，有效的激发了学生学习的兴趣；真正体现了学生的主体地位。例如：在上高二数学“二面角定义及其应用”时，利用几何画板制作“二面角定义及其应用”的课件，并将要解决的问题：“二面角概念”、“怎样度量二面角的大小”、“二面角的平面角的概念”、“如何作二面角的平面角”、“如何求二面角的平面角的大小”、“已知二面角的大小，山路与水平面的角，和山路与山脚所成的角中的两个，如何求第三个？”、“解决折叠问题的方法和规律是什么？”等隐藏在精心设计的、循序渐进的教学情境中，让学生独立探索，并通过实验猜测推导论证，由学生在个人自主探索的基础上，开展小组讨论协商，教师帮助学生共同完成以上问题，并加以整理，然后教师启发性的回答、解决学生的问题。这样就进一步完善和深化了对主题——“二面角的概念及其平面角的求法”的意义建构，既有效的解决了教学中的重点，又突破了难点，优化了教学过程，丰富了教学形式，提高了教育质量。
 再如：笔者在上高一数学y=Asin(wx+∮)+k的图象时，利用多媒体技术，制作好课件，在教学中让学生分别拖动、控制A、w、∮、k等调数棒，自己观察、探索、讨论，教师再适当点拨，就可由学生自己得出结论，并不需要教师象传统教学中那样做滔滔不绝的讲解，而学生的理解与掌握反而比传统教学要深刻的多。
 2．3运用现代教育技术，促进学生学会学习
 （1）运用现代教育技术，促进学生形成良好的学习心态。
 利用现代教育技术的形象化和多样化，把学科内容与优美的艺术形式结合起来，展示给学生，引起学生的兴趣和注意，增强学生的求知欲，并创造条件，逐步促进各种非智力因素的发展，帮助他们克服畏难情绪，激发学习积极性，增强学生学习的信心和勇气，使这些非智力因素转化为学生学习的动力，发展并形成良好的学习心态，以满足他们学习和身心发展的需求。
 （2）在促进知识的迁移，形成新的知识结构过程中，选用适宜的电教媒体促进学生学会学习。
 心理学认为，迁移的实质是概括，迁移是灵活的运用知识的基础，在教学中教师通过选择和设计内在逻辑联系密切，便于加强比较，便于进行概括的多媒体课件，促进学生知识的迁移，由于有序地提供合适的电教媒体作为思维材料，学生有了正确的思维方向，运用“迁移”认识了知识之间的内在联系，推导出新的知识，建立新的知识结构，同时学会了迁移的学习方法。
 （3）在不同的课型中，依据教学目标，选用适宜的电教媒体，促进学生学会学习。
 例如，在概念教学中，以相关知识为载体，运用电教媒体揭示概念本质，引导学生学会抽象、概括的学习方法，便于深刻理解概念。笔者在上《函数单调性》一课时，运用课件第一次演示，帮助学生直观的感受单调性的概念，再次使用时，帮助学生理解单调性概念的本质。在两次使用多媒体课件的过程中，引导学生掌握抽象、概括的学习方法。
 3．问题和对策探讨
 任何事物都有其两面性，我们在感慨现代教育技术给数学所带来的种种益处的同时，也不能不注意它的负面影响。
 3．1影响师生情感交流
 “情感能左右注意力对智力活动的引导，能影响对输入信息的反应。”教学过程同时也是师生情感交流的过程。而在多媒体教室上课，由于教师要求操作各种机器设备，且教学内容大部分是由机器呈现，客观上减少了师生间的直接交流，再加上光线等原因，学生的情感体验也就易被忽视。这必然在一定程度上影响了学生对知识的吸收。因此，在进行多媒体教学时，更要注重教学设计，要充分考虑学生的需要，要尽量创造机会使学生获得成就感，要设法帮助学生排除心理障碍，提高自学能力，树立信心。
 3．2警惕认知交流中的“多媒体霸权”
由于缺少合适的网络课件和工具平台，缺乏专家和相关的理论指导，易导致教师的精神被多媒体所操纵，学生的思维被多媒体所束缚，师生共同成为被多媒体牵着鼻子走的人。因此教师必须加强现代教育理论、现代计算机知识与技能的学习和探索，转变教育理念，让学生成为学习的主人，不要让媒体成为辅助教师向学生灌输的工具，教材成为灌输的内容。
 3．3影响学生身体健康
 由于多媒体教室光线昏暗，加之长时间盯看投影屏幕，学生易产生头晕、眼睛疲劳等不适感觉，时间长了就会导致注意力分散，甚至影响身体健康。因此，进行多媒体教学必须注意适时、适度等原则。要考虑教学内容和学生实际，要从有利于更好的突出教学重点、攻破教学难点；有利于帮助学生更快的构建新的认知结构；有利于取得更好的教学效果的角度考虑，当用则用，不当用则不用。
 总之，现代教育技术能够变革课堂教学的传递结构，扩展信息功能，增加个别化教学的能力，优化教学；但也要注意，现代教育技术也不可能解决教学中的所有问题，因此夸大其作用，试图以此盲目代替传统教学的做法是不现实的，在未来的教学当中，现代教育技术必将得到进一步的应用；但现代教育技术的运用不能无节制，要与常规教学相结合，要以促进教学过程的优化为重点，设计好媒体使用的强度和时机。当然，这还需要我们在今后的教学实践中，继续去探索和完善。
参考文献
[1] 郭琴     信息技术对现代教育的影响J.  电化教育研究 2000
[2] 何克抗   现代教育技术M..  北京：XX师范大学出版社 1998
[3] 栗亚东   论计算机多媒体技术的发展与现代课堂教学的应用J.  中小学电教 2000
[4] 刘电芝   学习策略研究  北京：人民教育出版社 1998
[5] 李成军   自主学习方式与学本教材的构建  北京：中国教育学刊  2001
[6] 樊恺等   中学数学教学导论   武汉： 华中理工大学出版社  1999

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