現代教育技術環境下中學數學研究性學習教學策略的探索

馮戰利

摘? 要：隨著深入推進課程改革，中學數學“研究性學習”與研究型課程已被列入教學計劃，首次成為基礎教育課程體系的組成部分。中學數學教學從“知識傳授”模式轉變到以學生為中心的“研究性學習”模式，中學數學“研究性學習”與教育技術融合成為一個新課題。通過教育技術的支持，“研究性學習”是學生在教師的指導下，從社會、自然和生活中選擇課題進行研究，在研究過程中主動地獲取知識、應用知識、解決問題的學習活動。

關鍵詞：研究性學習? 教育技術

傳統中學數學教學過程中，教學內容以線性方式呈現，不符合大腦思維特點;教學手段簡單，學習方法陳舊，通常是黑板加粉筆，教師講學生聽。但是數學知識既不是教出來的，也不是學出來的，而是研究出來的。隨著課程改革的深入推進，中學數學教學從“知識傳授”模式轉變到以學生為中心的“研究性學習”方式，是一個重大的改革與進步。如果不引進現代教育技術，那么先進的教學模式和方法將難以真正實現。要全面提高學生數學水平，培養學生的創新精神和實踐能力，就要真心實意按照國家要求，主動積極地把研究性學習貫徹到我們數學課堂教學中去，真正使學生學習主動性、創造意識和生命活力得到全面拓展，讓數學課堂教學充滿智慧挑戰，只有這樣，學生的創新精神和實踐能力才能從根本上得到提高。

一、中學數學學科的“研究性學習”

在新一輪課程改革中，中學數學“研究性學習”與研究型課程已被列入教學計劃，首次成為基礎教育課程體系的組成部分。數學是中學的一門基礎學科，是中學教育改革的龍頭學科，數學學科“研究性學習”是一個探索中的新課題。“研究性學習”是指學生在教師的指導下，從社會、自然和生活中選擇課題進行研究，在研究過程中主動地獲取知識、應用知識、解決問題的學習活動。研究型課程是支持這種學習方式的相應的課程載體。

我國在義務教育階段，將“研究型課程”稱為“探究型課程”。通常是在教師指導下，以學生個體或小組為單位，通過設立課題、提出問題、收集材料、處理信息、實驗比較、解決問題的方式開展學習活動。教學活動時間一般為幾節課或幾天，目前也有在一節課內進行研究性課程教學活動的嘗試。

數學是中學的一門基礎課程，在數學學科中開展“研究性學習”是提高學生數學素質的一條途徑。中學數學學科“研究性學習”的培養目標不是讓學生產生對社會與世界有重大影響的創造發明，而是培養學生具有對自身發展有價值的創造意識和創新精神。在數學教學中進行“研究性學習”應當是學生不斷地積累經驗、改變經驗、重組經驗，不斷地更新自我、充實自我的過程。

中學數學學科的“研究性學習”涉及其他學科知識，包括人文知識與信息學知識等，但以數學為主線。學生在“研究性學習”過程中，面對收集到的大量的數據及其他信息，必須及時加以處理，為了較快地完成各個工作步驟，需要頻繁地使用信息技術手段。因此，在數學學科的“研究性學習”中有機地將數學學科教育與信息技術教育整合，恰當地運用媒體技術，可以極大地提高學習效率。

二、數學學科的“研究性學習”與教育技術的融合

教育技術通常被稱為現代教育技術。教育技術由多個部分組成，包括課程內容、教學設計、學習理論、媒體技術等。媒體技術指教學媒體的使用、開發、設計與制作技術。媒體技術理論是教育技術理論框架中較接近實踐的重要內容，但并不是教育技術理論的唯一內容，媒體技術是數學教學過程中必不可少的重要部分。近年來，網絡技術與多媒體教育技術飛速發展，為數學教學模式的創新發揮了極大的作用。

中學數學學科的“研究性學習”一般都以“課題為中心”或“問題為中心”的模式進行教學活動，運用任何一種模式進行教學，都離不開教育技術。

（一）充分發揮網絡作用，支持課題研究

“以課題為中心”的研究性學習的學習周期較長。學生首先要在教師指導下從已有數學知識及熟悉的社會生活中選擇研究課題，例如：多面體歐拉定理的發現、購房貸款決策問題、日常生活中的余弦定理、數學與環境保護、談談“養老金”問題、超市價格策略、網絡通信費的統計方法等。選擇研究課題后，必須明確主題及工作對象，然后制訂研究的項目計劃，實施課題計劃，得出研究結果，進行評價與反思，學生在整個學習過程中，用自己的思想與方法去解決問題，并從中學到知識與技能。

在數學研究過程中，為了幫助學生了解那些不太熟悉的課題背景，利用網絡信息優勢，注意發揮網絡的數學資源作用，能更好地調動學生的學習積極性，發揮學生的自主作用，達到研究性學習的教學目標。

校園網或互聯網都是十分重要的教學媒體。由于網絡具有開放性與互動性，使得教學活動既可在現實世界，也可在虛擬世界里與學生互動。網絡擁有的大量信息成為新的“知識來源”，網絡背景下的研究型課程的實施，也使得研究型課程更具有了時代特色和科技特色。研究型課程中的網絡應用，主要集中于網絡資源的開發和信息資料的查詢、收集、整理。網絡背景下研究型課程的實施，特別是學生在課題研究過程中的合作、交流、相互指導，不僅是對學生學習方式、學習習慣的培養，更是對指導教師教學理念、教學模式、教學方法改革的促進。在基于網絡的研究性學習過程中，還可以掌握一些與數學學科有關的網站地址，這對于教師的指導工作大有好處。

（二）在“以問題為中心”的研究性學習中采用教育技術探索“問題”

“以問題為中心”的研究性學習是一種關注體驗的學習，一般是以“探究”的方式，先給學生提一個問題，啟發學生聯系與此問題相關的舊知識，進而再提出一系列相關的問題，學生圍繞問題進行研究，解決問題，并對結論做出評價。“問題”是整個研究學習過程的驅動力，有時也要求學生清楚地定義問題，提出假設，闡述解決問題的方案。在學習過程中，還會出現問題沒有答案的情況。

研究性學習是一種探索式學習，只有將探索式學習與傳統的接受式學習結合，才能使學生獲得較完整的數學知識及對世界的體驗，否則研究性學習將成無源之水、無本之木。在“問題為中心的學習”中，對數學知識的講解、演示是引導學生思維與探索問題解決途徑的必不可少的一個環節。采用多媒體課件能將枯燥的數學推理與計算改由動畫、圖片、音樂來表述，充分吸引學生的注意力，使學生提高對信息的吸收率。同時，也創造了一個愉悅的數學學習環境，在學習過程中，采用教育技術能更快地使學生進入“問題”的探索環境，較快地找到解決問題的途徑，提高教學效率。

例如，在中學數學的“二次函數性質”探索學習過程中，利用Authorware多媒體軟件編輯平臺制作函數圖像的課件，效果十分出色。學生自主操作課件，對各種不同系數狀態下一元二次方程的圖像進行觀察、比較、歸納，最后經小組討論得出函數性質的初步結論，并將結論進一步擴展，聯系日常生活生產的實例加以應用，從而使數學素質得以提升。

（三）依靠數學實驗軟件來培養學生的創新能力

目前，能夠提供數學實驗的教育軟件比較少，但是“幾何畫板”及“立體幾何畫板”這兩個數學實驗軟件能提供較好的實驗環境。

“幾何畫板”是Windows環境下的一個動態的數學工具軟件。它提供了畫點、畫線（線段、射線、直線）、畫圓（正圓）的工具，以及旋轉、平移、縮放、反射等圖形變換功能，可以對圖形對象進行求坐標、算距離等測量與計算，研究諸如運動與變換這樣的非歐幾何問題，能夠繪制各種平面圖形、動畫和運動、立體透視圖形，構造動態數學模型和數據圖表，并能在幾何圖形中插入圖片與聲音等多媒體信息。幾何畫板又不同于其他繪圖工具，能動態地保持給定的幾何關系，便于學生自行動手在變化的圖形中發現恒定不變的幾何規律，從而打破了千百年來數學學習就是一支筆一張紙的純理論局面，成為提倡數學實驗，培養學生創新能力的有效工具。

例如，在傳統的數學教學中，“直角三角形”概念從小學一直講到中學，通常是教師畫直角三角形，學生看，然后記憶其特點。性質也好，判定也好，一概如此，在幾何畫板上就不是這樣了，“什么叫直角三角形？”教師示范后，學生自己畫，大的、小的、旋轉角度的，各種變式圖形都會出現，只是其中必有一個角是直角。動態操作給學生比較、探索和抽象思維創造了一個活動空間和條件。

布魯納曾說過：“任何知識都能夠以合適的方式教給任何年齡的學生。”面向21世紀，在充分考慮社會、科學進步和學科發展的基礎上，建立一個“以學習者為中心”的課程體系，讓學生充分利用現有的教育技術，從生活基礎中熟悉的事實現象出發，觀察、探索，發現規律，是我們教育工作者所面臨的重要任務。

三、現代信息技術在高中研究性學習教學中的應用

研究性學習指的是在學習中，通過探索、研究、體驗，激發學生的學習主動性，提高學生的實踐能力，讓學生善于發現問題，樂于解決問題。在高中數學教學中，采用研究性學習教學策略，培養學生的團隊精神，提高學生的科學意識，不僅有利于學生儲存已學知識，更有利于學生掌握新知識、理解學習重點。研究性學習與普通的學習方法既有相似，又有差異。當下是一個信息化時代，采用計算機進行數學教學，已成為現代化教學的發展趨勢。研究性學習教學有別于意義層面上的教學，是一種更為深刻的、廣泛的教學模式，兩者結合，可以進一步提高教學效率，呈現多樣化的教學模式。本文基于此，對現代信息技術在高中數學研究性學習教學中的應用進行探究。

（一）豐富學生的學習內容，增長學生見識

在高中數學教學中，課題研究逐漸深入，情境問題越來越多，教師的課前準備工作必須充分，需要掌握各種信息，做好教學準備，才能豐富學生知識、擴展學生知識面。對于學生來說，大量的新信息、新知識仍然十分陌生，學習難度較大，須借助各種學習策略，快速找出解決問題的關鍵點，了解與問題有關的知識。網絡涵蓋的信息量大，沒有空間、時間等限制，應用于研究性學習中，可快速獲取相關信息，為學生提供學習資料。[1]但由于網絡信息量較大較復雜，學生在找資料的過程中，指定信息容易被其他不相關的信息淹沒，難以在短時間內找出關鍵資料。教師應設立網站鏈接或導航，以便學生查閱資料。

（二）為師生提供交流平臺，增加師生互動

采用現代信息技術進行研究性學習教學，其中一個目的是培養學生的合作意識，讓學生學會分享，增加師生之間的交流。在進行研究性學習教學時，應為教師與學生提供一個平等交流的平臺，創設良好的教育環境，進行合作學習，使學生與教師一同探討學習想法，充分發揮學生的團隊精神。網絡是一個無障礙交流平臺，可為師生提供交流空間，通過微信、QQ、電子郵件等形式，教師之間可以暢所欲言，研究課題內容，討論學習方法，學生遇到難題時，可通過網絡向教師討教，教師也可以針對學生的問題進行重點講解，或讓學生與其他學生一同討論，找出問題解決方法，共同學習，共同進步。

（三）進行學習評價，促進學生進步

高中數學研究性學習教學，不僅重視學生學習的過程，更重視對學生學習成果的評價，讓學生在獲取知識的過程中，進行相互評價和自我評價，及時了解自己的學習成果，針對自己的不足加以改進，更有利于學生進步。在研究性學習過程中，當學生獲得情感上的體驗或研究靈感時，應做好記錄，并與他人交流，獲得相應的評價和反饋。學生可以將自己對研究學習的體會、個人觀點等發布到校園網上，展示自己的學習成果，同時收獲中肯的評價，通過學生評價、教師評價和自我評價督促自己，不斷進步。