淺議信息技術與數學教學的整合

陳兆利

摘 要：數學與信息技術的相互促進與緊密結合，不僅形成了作為高新技術的核心成分和工具庫的數學技術，也深刻地改變了數學的教學模式和學習方式，創設了新的教學學習環境。因此，探究它們之間的聯系和作用，加強信息技術與高職數學的整合，并關注高職數學教學的變革，能更好地實現高職數學教學的有效性。

關鍵詞：信息技術；數學學科，數學教學；整合

以數字化、多媒體、智能化、網絡化為特征的信息技術，正在改變人們傳統的生活、學習和工作方式。信息技術的發展深深地影響了世界，也深刻地沖擊和改變了整個數學世界。信息技術使當今數學變得更加現實，使數學模型思想發展到了前所未有的水平。在信息技術的支持下，數學家把頭腦中的“數學實驗”變成現實，對精深的數學概念、過程進行模擬。一道很難的計算題、一個很難想象的函數圖象、一道復雜的方程，甚至是一個我們很難作出的幾何圖形等，只要給出起算法，就能通過信息技術得到完美的解決。由此可見，信息技術使得數學思想容易表達了，數學方法容易實現了，數學與現實的聯系更加緊密了。

1 信息技術與數學學科的聯系

數學的原理，思想和方法與技術的結合形成了屬于高科技的數學技術，數學技術是信息技術的基礎，又是信息技術的支撐學科。數學是集嚴密性，邏輯性，精確性，創造性與想象力于一身的科學，數學教學則要求學生在教師設計的教學活動或提供的環境中通過積極的思維不斷了解，理解和掌握這門科學，揭示思維過程，促進學生思考就成為數學教育的特殊要求。計算機是信息處理的有效工具，在數學教育中存在深藏的潛力，這就要求教師在教育軟件平臺上把計算機的數學技術，按鈕技術，窗口菜單技術等多種技術與數學教學的要求結合并用于教學的過程。

當今信息技術的迅猛發展改變了人類學習與生存發展的環境，也改變了幾個世紀數學教學，數學學習的方式。由于它對人發展的重要性，迫使人們不斷思索數學與現實的切合度；更是因為信息技術與數學技術的千絲萬縷的聯系，使人們認識到它在數學課程結構中的重要性。信息技術不僅被看作是教師教的工具，是學生學的工具，是學生的認知工具與情感發展工具，而且也是數學教育工作者在建構數學內容體系時首先考慮的因素，進而引發人們重新思考數學課程的基礎性，多樣性，選擇性以及如何在信息技術條件下使學生積極主動地學習，在打好基礎與追求創新中不斷提高學生的數學思維能力，更進一步促使人們思考在數學教育過程中如何利用與發展學生的信息技術能力，如何處理好師生關系。信息技術必將改變人們對數學的內容、形式、應用、人文價值以及評價的認識與看法，因此信息技術的發展與數學學科的發展中的互動是一種客觀存在。

2 信息技術與高職數學教學整合的作用

2.1 可以呈現傳統教學手段難以呈現的內容

信息技術融入數學教學中，可以把傳統教學過程中教師通過黑板、教具模型、投影片等媒體展示的各種信息，由計算機加工成文字、圖形、影像等資料，并進行一些必要的處理（如動畫），將這些資料組合起來。可以使抽象的內容以直觀的形式出現，能更好地幫助學生思考知識間的聯系，培養嚴謹的思考習慣及求實的作風，對于降低教師教學難度，提高教學質量有著重要的作用。

⑴變抽象為形象直觀。比如在講橢圓的定義時，可以由“到兩定點F1、F2的距離之和為定值的點的軌跡”入手——如圖，令線段AB的長為“定值”，在線段AB上取一點E，分別以F1為圓心、AE的長為半徑和以F2為圓心、AE的長為半徑作圓，則兩圓的交點軌跡即滿足要求。先讓學生猜測這樣的點的軌跡是什么圖形，學生各抒己見之后，老師演示圖（1），學生豁然開朗：“原來是橢圓”。這時老師用鼠標拖動點B（即改變線段AB的長），使得|AB|=|F1F2|，如圖（2），滿足條件的點的軌跡變成了一條線段F1F2，學生開始謹慎起來并認真思索，不難得出圖（3）（|AB|<|F1F2|時）的情形。經過這個過程，學生不僅能很深刻地掌握橢圓的概念，也鍛煉了其思維的嚴密性。

2.2 動態展示圖像變換

在《函數y=Asin（ωx+φ）的圖像》一節的教學中，把A，ω，φ均設為參數，通過參數變化，向學生展示周期變換、相位變換和振幅變換，同時還能展示由y=Asinx的圖像通過變換得到y=Asin（ωx+φ）的圖像的全部過程。

（1）借助圖形計算器的動態演示圖象的功能，讓學生感受 的變化過程。

（2）借助圖形計算器的動態演示圖象的功能，讓學生感受 的變化過程。

（3）借助圖形計算器的動態演示圖象的功能，讓學生感受 y=sinωx的變化過程。

2.3 有利于提高學生學習的積極性

“興趣是最好的老師”，“好奇”是學生的天性，他們對新穎的、知道而沒見過的事物都感興趣。要激發學生學習數學的積極性，就必須滿足他們的這些需求。而傳統的教學都是嚴格按照教學大綱，把學生封閉在枯燥的教材和單調的課堂內，使其和豐富的資源、現實完全隔離，致使學生學習數學的興趣日益降低。“將多媒體信息技術融于課堂教學，利用多媒體信息技術圖文并茂，聲像并舉，能動會變。”[2]形象直觀的特點為學生創設各種情境，可以激起學生的各種感官參與，調動學生強烈的學習欲望，激發學生學習數學的興趣。

2.4 有利于幫助學生進行探索和發現

數學教學過程，就是學生在教師的引導下，對數學問題的解決方法進行研究、探索的過程，繼而對其進行拓展、延伸、創新的過程。于是教師如何設計數學問題成為數學教學活動的關鍵。而問題又產生于情景，因此教師在教學活動中創設情景就是組織課堂教學的核心。現代多媒體信息技術的運用為我們提供了強大的情景資源。例如在講“軸對稱”的概念時，教師可以先利用幾何畫板制作一只會飛的蝴蝶，這只蝴蝶既能吸引學生的注意力，又能夠讓同學們根據蝴蝶的兩只翅膀在運動中不斷重合的現象，很快就理解“軸對稱”的定義，并以此為啟發讓學生列舉生活中的實例，這時再演示一個三角形沿一條直線對折的動畫過程，再讓兩個對稱的三角形動起來，并改變形狀，使之出現不同情況的對稱圖形，時而隱藏或顯示一些線段或延長線，這樣學生在興趣盎然中認真觀察、思考，并逐步找出對稱點和對稱軸之間，對稱線段與對稱軸之間的關系，在此基礎上，學生很快自覺的發現軸對稱的三個性質定理和判定定理，從而實現了對知識意義的主動建構。因此，多媒體信息技術創設情景產生的作用有助于學生對知識進行探索、發現和形成，這種作用是傳統教學手段無法比擬的。

2.5 有利于提高學生思維能力

數學的創新教育，離不開學生實驗，動手操作猜想，驗證。直覺思維、形象思維、邏輯思維是數學學習必不可少的基本思維形式，在教學過程中讓學生通過做“數學實驗”主動發現，主動探索，實現三種思維的結合，不失為一種很好的培養方法。例如，在講《指數函數》時，傳統教學中指數函數圖像的描繪浪費大量時間，且受課堂進度所限，僅能描繪幾個函數的圖像，這對于數學思維較弱的職業學校學生來講，形成了一定的障礙。為解決此障礙，通過開發作圖軟件，可以讓學生進行現場作圖，實現人機互交功能，而且可以作出任意底數的圖像，這對培養學生的“數形結合”“從特殊到一般”等數學思維起了重要作用。同時這樣的教學由于是學生自己實驗、觀察得出的結論，學生對該性質的理解和掌握比傳統教學要深刻得多。

3 信息技術與高職數學教學整合對教師的幾點要求

⑴要求教師轉變觀念。從傳統的教學觀念轉變為現代教育觀念，是課堂設計與實施的關鍵。教師在教學活動中應確立以學生為中心，面向大眾，客觀合理的將多媒體信息技術用于課堂教學，積極探索多媒體信息技術與課堂教學整合方法，培養學生創新精神和實踐能力的素質教育思想。教師要把信息技術作為學生學習工具和認識工具，以媒體為中心，給學生開辟實踐和創新的環境，放手讓學生在教師的指導下廣泛聯想、猜測、實踐和論證。

⑵要求教師轉換角色。隨著信息技術的不斷滲透，面對新的教學模式，教師的角色不僅僅是知識的傳遞者，更是教學環境資源的選擇者、開發者，過程的設計者，學習群體的組織者、幫助者、支撐者、學習者個人的咨詢者、激勵者，學習群體智力交流活動的指導者和協調者，師生關系由過去的師道尊嚴轉換為一種新型的學習伙伴關系。角色的變化要求教師應選擇并拓展適當的問題，鑲嵌在教學情境中并為學生提供適當的、有目標的學習支撐，同時對于學生學習結果的檢驗必須遵循與學習目標相適應的評價方案。

⑶要求教師不斷學習，增強信息素養。教師要積極參加教育技術和信息化教學設計的培訓和實踐，通過學習及時跟蹤現代信息技術的發展，掌握信息技術的硬件、軟件知識以及信息化教學設計的方法，進一步完善自已，增強自身的信息素養。教師只有在熟練進行信息技術操作的前提下，才能使信息技術更好地為數學教學服務，從而有效地組織教學，提高學習效率。

⑷要求教師適時調控課堂。在整合課堂中，學生的自由度相當大，部分學生易在信息的世界里迷失，難以把握課堂的重難點。因此教師在教學中應有針對性地設計有關的課題學習任務和活動，使學生按照目標學習。在學習過程中教師還要跟蹤輔導，正確引導學生積極主動地參與到學習過程中，保證開放的學習目標能全面順利地落實。

4 信息技術與高職數學教學整合應注意的幾個問題

⑴信息技術的使用不排斥傳統的教學手段。我國傳統的教學結構是在行為主義教學理論和學習理論指導下、以教師為中心的教授式教學，在學習過程中學生一直處于被動接受的狀態，教師是課堂的主宰。這種教學模式對系統知識體系的傳授具有比較好的效果，但因其忽視了學生是學習的主體，忽視了學生在學習過程中的內在心理的發展和變化，而信息技術作為一種現代教育技術，在激發學生的學習興趣，培養他們的創新精神等方面具有傳統教學不可替代的優勢。因此在教學中既要注意使用信息技術，又要吸收傳統教學手段中合理的東西，做到優勢互補，協同發揮其教學功能。

⑵提倡多種信息技術配合使用。多種多樣的信息技術有著各自的優點，有著各自的呈現方式，通過合理地配合使用，可以同時刺激不同的感官，促使學生進入眼看、耳聽、口說，進而動手、動腦進行探究的一種“多維”的學習狀態，讓學生全身心地投入到課堂教學上，一種忘我的學習境界，其所產生的學習效果當然是顯著的。

⑶適度使用信息技術。信息技術是用來呈現以往教學中難以呈現的課程內容，應把信息技術用在恰當的時間，適當的地方。信息技術的一旦使用，就要比起傳統方式更易于學生理解知識，更易于學生掌握技能。在教學中應用信息技術的目的是為了實現教學目標，達到教學效果，反對那種為了用信息技術而用的課堂，特別是那種僅把計算機當成文字幻燈機來替代粉筆板書的教學模式，這樣的課堂完全不能激起學生的學習興趣，無助于教學重點的突出。因此在教學中我們需要信息技術，但不能過度依賴，要把握點和度。

總之，信息技術與數學教學整合就是要把信息技術的信息資源、教學方法、內容、過程結合起來，構建新型的教學模式，突出以人為本，以學生發展為根本，實現信息技術與數學教學的整合。這將給數學教學帶來了新的生機和活力，對于培養學生的創新精神和思維能力，有著十分重要的現實意義。

[參考文獻]

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