信息技術與中學數學課程整合的實踐與思考

陳樹高　馬嫦娟

信息技術在中學教育教學中已發揮著越來越重要的作用，越來越深刻地影響和促進教育教學改革。數學作為中學的基礎課程，是集嚴密性、邏輯性、精確性、創造性和想象力于一身的科學。在信息技術支持下，古老的數學課程教學正煥發出前所未有的青春活力。

1 信息技術與課程整合的理論基礎

建構主義理論是信息技術與課程整合的理論基石。建構主義理論認為，知識是由學生觀察外在事物后的探索、體會與反思等思考活動（Thinking Activities）建立的，強調以學生為中心（Learner-centered）的學習環境，要求學生由外部刺激的被動接受者和知識的灌輸對象轉變為信息加工的主體、知識意義的主動建構者[1]。建構主義的教學理論要求教師要由知識的傳授者、灌輸者轉變為學生主動建構意義的幫助者、促進者，學生與教師的關系也由“向教師學（Learning from Teacher）”轉變成“和教師一起學（Learning with Teacher）”。這要求教師應當在教學過程中采用全新的教學模式、全新的教學方法和全新的教學設計。受建構主義理論的影響，現代信息技術的發展更注重如何把技術當作學習工具，學生利用這些工具發展知識，將工具當作學習伙伴（Learning Partner）。學生與技術間的關系由“從技術學（Learning from Technology）”轉變成“用技術學（Learning with Technology）”。

2 信息技術與中學數學教學整合的原則

整合指的是一個系統內各要素的整體協調、相互滲透，并使系統各個要素發揮最大效益[2]。信息技術與中學數學教學整合，是將信息技術有機地融合在數學教學過程中，使信息技術與數學學科的課程結構、課程內容、課程資源以及課程實施等融合為一體，成為與課程內容和課程實施高度和諧自然的有機部分，以便更好地完成課程目標，并提高學生的信息獲取、分析、加工、交流、利用等能力，達到有效地改進教學，提高教學效率，促進學生的主動發展。實踐證明，整合要遵循以下原則：

1）主體性原則：以學生為中心，讓學生根據自身行動的反饋信息來形成對知識的構建、理解與應用。

2）差異發展原則：教師教學時從實際出發，允許學習目標有彈性，使學生的創造精神和發展潛能得到尊重和開發。

3）交流協作原則：共同建立起學習群體，對要學習的概念進行考察、探索、協商和辯論。

4）循序漸進原則：在信息技術環境下，提供一定的導航機制和索引機制，讓學生能根據自身的水平，自主地、循序漸進地學習。

3 信息技術與數學教學整合實驗

為了研究信息技術與中學數學教學整合，筆者申請了校級課題“基于‘Z+Z智能教育平臺下初一學生數學思維能力的培養”，從2003年9月~2005年1月進行了1年多的課題研究。

3.1 實驗的總體規劃信息技術與數學課程整合實驗以課程整合理論和建構主義理論作為指導，參考信息技術支持下數學教學設計的步驟、方法及一般設計流程，進行整個教學整合實驗。

實驗采用對比法，選擇入學時數學水平大體相當的2個班級，一個多采用信息技術整合教學，另一個多采用傳統教學的方式。

實驗中數據采集主要通過半期考試、期末考試、平時測驗，以及每期2到3次問卷調查。階段實驗要進行數據分析和小結與評估，并根據評估結果對下一個階段的實施進行局部的修正和調整。

3.2 實驗的目標信息技術與數學課程整合的目標為全面培養學生的探究性學習能力和信息素養。通過實驗在信息技術支持下的數學整合教學的關鍵、優勢等，獲得啟迪與思考。

4 信息技術與數學整合的實驗數據分析

4.1 整合教學與傳統教學的效果比較對實驗班和對比班進行問卷調查，2個班共99名學生。通過對調查數據的分析，得出表2數據結論。

顯然，學生認可信息技術與數學教學整合課程的教學手段具有豐富性、趣味性、吸引力，課堂信息容量明顯高于傳統教學手段。

4.2 整合教學大大提高學生對數學的興趣和數學成績實驗結果表明：整合教學后，學生對數學的興趣大大提高，數學成績也更突出（表3）。

4.3 學生的綜合信息素養培養效果 經過3學期的多媒體教學實踐后，在學生的綜合信息素養方面，通過問卷調查和考試的方式，發現實驗教學班的學生的信息綜合能力明顯高于傳統教學班級（圖1）。

4.4 學生的研究性學習能力在研究性學習方面，由于長期使用信息技術于數學課堂教學有得天獨厚的資源優勢，因此，在實施網絡多媒體遠程教育3學期后，通過調查發現，整合實驗班的學生的研究性學習能力明顯高于傳統教學班級（圖2）。

4.5 信息技術與數學教學的整合提高教師的素質要在教學中真正實現信息技術和數學教學的整合，除了硬性的信息技術的要求之外，還要求教師對數學教育心理學、新課程標準有較深刻的認識，應該說教育理論學科思想是“神”，信息技術是“形”?！罢稀钡难芯窟^程對教師也是一種提高。同時，“整合”能有效地激發教師的學習意識和緊迫感，使教師能認識到自身的不足，對信息技術和數學教學理論的學習更積極主動地進一步堅持下去。

5 信息技術與數學整合的啟示與思考

5.1 信息技術與數學課程整合的基礎是信息資源 數學教學資源是數學課程設計的基本素材，缺少了資源，整個教學設計就成為了“無源之水，無本之木”。現成的教學整合資源是減輕教師重復勞動的最好途徑和方法，也是降低信息技術與課程教學整合的技術門檻的有效手段。大多數數學整合課程設計的教師會受到信息技術知識水平的限制，不可能精通所有的資源開發知識，完成資源原始代碼的設計與編寫，所以便捷多彩的教學資源成為吸引大批教師進行資源整合教學活動的磁石。

5.2 信息技術與數學課程整合的關鍵因素是信息基礎設施信息基礎設施是整合設計的最基本物質條件。沒有完備有效的信息基礎設施的支持，就不可能有信息技術與整合的實施。

5.3 信息技術與課程整合的主體是課程使用信息技術整合是為了實現課程的目標。信息技術與課程整合不是被動的整合，它也將會對課程的結構與內容產生影響。信息素養內容的課程化就是例子。

5.4 信息技術與數學課程整合實現的決定因素是教師教師設計、控制課程教學的流程，是整個教學的主導力量。一般而言，教師應具備的信息技術基本能力主要包括3項：（1）基本的計算機軟硬件使用及維護知識，其中網絡的應用知識尤為重要；（2）信息技術在教學上的應用，包括如何在學科教學中應用計算機，教學軟件的選擇、使用和評估；（3）信息技術應用引發的社會及倫理問題。

5.5 信息技術與中學數學整合教學優勢獨特信息技術與中學數學整合教學具有獨特優勢：多媒體課堂演示，便捷直觀；創設情境，激發興趣，提高學習效率；化靜為動，演示測量，突破教學重點、難點；再現過程，變式訓練，培養思維品質；加快節奏，增大容量，課堂效率提高；巧設練習、鞏固新知，及時反饋。用信息技術進行自主探究式學習，進行知識復習和學習評價配合課內教學優勢不可替代。利用網絡進行合作學習更是傳統教學望塵莫及的。

5.6 整合教學不能全盤否定傳統教學方式教學方式和手段的更新，既要繼承、發揚優秀的傳統經驗，又要充分體現時代精神和創新精神。教師應加強學習管理、加強課外輔導，尤其應重視學科基礎知識和基本能力的培養，重視學生知識的，重視對中考、高考策略的研究。對于升學的重點學科——中學數學，在選擇整合和傳統教學上，更要考慮教學的實際效果。

5.7 信息技術與中學數學的整合將成為數學教學革新的主流美國數學教育界認為：“在眾多促進數學教育改革的因素中，現代教育技術具有最大的潛在的革命性影響。”[3]現代教育技術是運用現代教育理論和現代科技成果，通過對教學過程和教學資源的設計、開發、利用、評價和管理，以實現教學優化的理論與實踐。信息技術將為教學改革提供最佳環境，對教學理論、模式、觀念甚至教育體制產生深刻的變革。同時，它將極大改變數學教師的教學方法、工作方式、教學模式乃至教學觀念等。