浅析信息技术与数学课程整合

时间:2022-10-26 17:00:04 来源:网友投稿

摘要:信息技术与数学整合的历史源远流长。数学为信息技术提供技术支撑,信息技术为数学的进步与发展提供便利的平台。如何实现数学教学与信息技术的整合成为难题。

关键词:研究概况;整合;探索

多媒体的运用渗透到数学教学中。本文结合国内外信息技术与数学课程整合的成果,探索了二者的关系,并分析技术对数学课程的理念、内容和教学三个方面的改变提出建议。

一 国内外概况

1.国外概况。

美国俄亥俄州立大学Franklin Demana教授、Bert K.Waits教授创立T3组织(Teachers Teaching with Technology)交流平台,在数学和信息技术教学中合理使用技术。高中数学教材重视计算机在教与学中的应用,美国教育协会把《学校数学的原则与标准》制成电子版,供师生在网上查阅,电子书上的图形可点击拉动动态呈现,方便学生探索数学的规律。

法国约瑟夫-傅立叶大学的Colette Laborde教授,采用Cabri-Geometry几何软件在法国中学开展整合,要求学生运用圆规、直尺或计算机软件按照定义,逐步做出图形。加拿大自90年代以来对信息技术与课程整合的实验不断加强。英国注重正确处理心算、笔算与计算机的关系。日本高中数学教学对计算机算法语言的使用作了系统的安排。

2.国内概况。

1991年北大附中利用Vlathtool平台开发立体几何、解析几何、代数等教学软件应用于教学。1995年在教育部中小学计算机研究中心和北京市海淀区教委的支持下,海淀区几所中学组织“数学CAI实验”(CAI,Computer Aided Instruction)课题组。2000年修订《国家数学课程标准》。2002年出版人教版《全日制高级中学教科书》(信息技术整合本),课本做出“使用信息技术”的提示,提醒学生利用技术促进学习。2002年人教课程教材设计研究所在北京、上海、广东等市逐渐实施“高中数学课程教材与信息技术整合的实验与研究”项目。

2003 年颁布《普通高中数学课程标准(实验)》。我国吴文俊院士、张景中院士也开发了世界水平的优秀数学教育软件Z+Z智能教育平台。张景中带领开发国产软件“Z+Z 超级画板”,为大中小学数学教学量身定做。2003年澳门培道中学韦辉梁主持开发“PG-Lab”(plane Geometric Laboratory)平面几何实验室、万用拼图实验室,并开展数学综合应用活动。徐稼红在中学数学月刊上介绍了如何利用Word、Excel、电子黑板、超级画板实现教学。南国农认为整合不是混合,而是把两者融合在一起,成为不可分割的整体,整合不是盖浇饭或盒饭,而是扬州炒饭或手抓饭。

二 文献综述

1.数学为信息技术提供技术支撑。

信息技术和数学的渊源不像语文和英语等学科,二者的结合自计算机诞生之日起就已存在。人类最初掌握的较完善的技术是记数技术,从几万年前的刻痕记数(把数刻在树干、骨头上)、草绳打结记事、石子记数、手指记数,到近代纸笔记数、计算机计数,承担其实施的载体就是电子计算机。

信息技术按表现形态的不同分为硬、软技术,软硬都要依托数学存在。硬指物化的各种信息设备,20世纪著名数学家冯·诺依曼以0和1的二进制表达计算机语言。在CT扫描,车辆、飞机的设计,金融证券估算,天气和气象预测,电子自动化以及生物工程等领域,核心都是数学技术。软指智能化的技术,信息获取与处理的各种知识、方法与技能,都是数学化过程。由此可见,数学为信息技术提供技术支撑。

2.信息技术为数学技术的发展与应用提供平台。

数学软件动态地揭示知识的构造,呈现问题产生的过程,并自动解决,相互推理。计算机的应用对数学家而言犹如望远镜对于天文学家、显微镜对生物学家,为数学家进行研究和创造提供锐利的武器。

由于计算机的影响,数学正在加速改变着它的内容、结构和方法,也加速改变着人们对数学的理解方法,代数问题适合书写解决,动态的曲线、曲面、多面体是抽象复杂的,要借助空间想象。而计算机可将模糊抽象的以精确具体地可视化呈现,使思维过程视觉化。使数学材料更具活动性、可视性和空间立体感。

3.信息技术是数学课程整合的助推器。

信息技术与数学课程整合带来了以下三方面改变:

(1)理念方面。信息技术已成为传播内容的最佳工具和学生探究知识、体验数学的中介,改变人们对数学的内容、形式、应用、人文价值及评价的认识与看法。理念上应该注重整合实质,提高整合效益;强化整合意识,实现整合功能;构建整合体系,提供发展平台;拓展整合空间,提升整合水平;倡导积极主动,勇于探索的学习新方式;改变教学模式,追求教学效益最大化;建构整合支持体系,促进整合健康进行;防止整合泛化、窄化,增强整合的针对性和实效性。

(2)内容方面。信息技术的发展,需要综合素质的提高,用各种知识、方法和手段获取并处理信息,简化烦琐的计算问题,使学生有时间考虑如何获取更多的知识,如高中数学中设计逻辑框图让计算机去执行、用计算机符号系统表示数学内容、用计算机语言表达数学命题、用程序和算法表示数学过程,“IF…,THEN…”这样的语句可以在数学课程中出现。教材中的一些知识以动态化、可操作化的方式呈现,让学生去试验。

(3)教学方面。教学方式的变革与学习方式的变革。教师由知识的提供者、权威和智慧的源泉变成学生探索和发现的伙伴、援助者、促进者、引导者。学生由从听与做作业中获取知识变成在自主探索、合作交流;学生由知识的被动接受变成知识的主动探索,问题讨论的启动者,问题解决的参与者,获得更多的学习机会与权利。

三 对信息技术与数学课程整合的探索

我们要从理性的角度对信息技术与数学课程整合的观念、目标、内容、方法及实践中的问题进行审视,全面深刻地理解整合的实质,有效地实施整合。以创新的精神来丰富、发展、完善数学课程的结构、功能和内容。

信息技术本身具有智能图画、快速计算、机器证明、自动求解及人机交互等功能,能够进行函数作图与分析系统、几何绘图、符号代数运算、数据处理、电子表格的数据编辑、程序编辑、推理论证等数学活动,同时算法、科学计算器、图形计算器或计算机软件、信息技术软件(几何画板、Z+Z智能教育平台)等也已成为数学课程中的内容体系。

信息技术与数学课程的整合要防止用信息技术化的过程代替学生数学思维化的过程[4]。比如计算机可进行快速的运算与解方程,但仍要关注学生的运算与解方程能力的培养;计算机可快速绘画及推理论证,但仍要关注学生做图与推理论证能力的培养,整合的设计观要求把传统教学中的黑板、粉笔、教科书等教学资源与现代信息技术有机结合,以节约出的时间来提升学生对数学过程、数学本质的理解,在数学过程中强化学生对数学的兴趣、情感和热爱。

参考文献

[1] 张定强.数学技术、信息技术与数学课程整合[J].电化教育研究,2003,(09)

[2] 张定强.论信息技术与数学课程整合的基本理念[J].电化教育研究,2005,(21)

[3] 张定强,金江熙.对信息技术与数学课程整合的一些新思考[J].电化教育研究,2006,(53)

作者简介: 聂 莉,女,河南商丘人,广西师范大学教育科学学院教育硕士专业2012级硕士研究生。

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