淺議信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)的整合

陳兆利

摘 要：數(shù)學(xué)與信息技術(shù)的相互促進(jìn)與緊密結(jié)合，不僅形成了作為高新技術(shù)的核心成分和工具庫的數(shù)學(xué)技術(shù)，也深刻地改變了數(shù)學(xué)的教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方式，創(chuàng)設(shè)了新的教學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境。因此，探究它們之間的聯(lián)系和作用，加強(qiáng)信息技術(shù)與高職數(shù)學(xué)的整合，并關(guān)注高職數(shù)學(xué)教學(xué)的變革，能更好地實(shí)現(xiàn)高職數(shù)學(xué)教學(xué)的有效性。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；數(shù)學(xué)學(xué)科，數(shù)學(xué)教學(xué)；整合

以數(shù)字化、多媒體、智能化、網(wǎng)絡(luò)化為特征的信息技術(shù)，正在改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的生活、學(xué)習(xí)和工作方式。信息技術(shù)的發(fā)展深深地影響了世界，也深刻地沖擊和改變了整個(gè)數(shù)學(xué)世界。信息技術(shù)使當(dāng)今數(shù)學(xué)變得更加現(xiàn)實(shí)，使數(shù)學(xué)模型思想發(fā)展到了前所未有的水平。在信息技術(shù)的支持下，數(shù)學(xué)家把頭腦中的“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”變成現(xiàn)實(shí)，對精深的數(shù)學(xué)概念、過程進(jìn)行模擬。一道很難的計(jì)算題、一個(gè)很難想象的函數(shù)圖象、一道復(fù)雜的方程，甚至是一個(gè)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(shù)得到完美的解決。由此可見，信息技術(shù)使得數(shù)學(xué)思想容易表達(dá)了，數(shù)學(xué)方法容易實(shí)現(xiàn)了，數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)的聯(lián)系更加緊密了。

1 信息技術(shù)與數(shù)學(xué)學(xué)科的聯(lián)系

數(shù)學(xué)的原理，思想和方法與技術(shù)的結(jié)合形成了屬于高科技的數(shù)學(xué)技術(shù)，數(shù)學(xué)技術(shù)是信息技術(shù)的基礎(chǔ)，又是信息技術(shù)的支撐學(xué)科。數(shù)學(xué)是集嚴(yán)密性，邏輯性，精確性，創(chuàng)造性與想象力于一身的科學(xué)，數(shù)學(xué)教學(xué)則要求學(xué)生在教師設(shè)計(jì)的教學(xué)活動或提供的環(huán)境中通過積極的思維不斷了解，理解和掌握這門科學(xué)，揭示思維過程，促進(jìn)學(xué)生思考就成為數(shù)學(xué)教育的特殊要求。計(jì)算機(jī)是信息處理的有效工具，在數(shù)學(xué)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(jì)算機(jī)的數(shù)學(xué)技術(shù)，按鈕技術(shù)，窗口菜單技術(shù)等多種技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)的要求結(jié)合并用于教學(xué)的過程。

當(dāng)今信息技術(shù)的迅猛發(fā)展改變了人類學(xué)習(xí)與生存發(fā)展的環(huán)境，也改變了幾個(gè)世紀(jì)數(shù)學(xué)教學(xué)，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的方式。由于它對人發(fā)展的重要性，迫使人們不斷思索數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)的切合度；更是因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)與數(shù)學(xué)技術(shù)的千絲萬縷的聯(lián)系，使人們認(rèn)識到它在數(shù)學(xué)課程結(jié)構(gòu)中的重要性。信息技術(shù)不僅被看作是教師教的工具，是學(xué)生學(xué)的工具，是學(xué)生的認(rèn)知工具與情感發(fā)展工具，而且也是數(shù)學(xué)教育工作者在建構(gòu)數(shù)學(xué)內(nèi)容體系時(shí)首先考慮的因素，進(jìn)而引發(fā)人們重新思考數(shù)學(xué)課程的基礎(chǔ)性，多樣性，選擇性以及如何在信息技術(shù)條件下使學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí)，在打好基礎(chǔ)與追求創(chuàng)新中不斷提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力，更進(jìn)一步促使人們思考在數(shù)學(xué)教育過程中如何利用與發(fā)展學(xué)生的信息技術(shù)能力，如何處理好師生關(guān)系。信息技術(shù)必將改變?nèi)藗儗?shù)學(xué)的內(nèi)容、形式、應(yīng)用、人文價(jià)值以及評價(jià)的認(rèn)識與看法，因此信息技術(shù)的發(fā)展與數(shù)學(xué)學(xué)科的發(fā)展中的互動是一種客觀存在。

2 信息技術(shù)與高職數(shù)學(xué)教學(xué)整合的作用

2.1 可以呈現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)手段難以呈現(xiàn)的內(nèi)容

信息技術(shù)融入數(shù)學(xué)教學(xué)中，可以把傳統(tǒng)教學(xué)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(jì)算機(jī)加工成文字、圖形、影像等資料，并進(jìn)行一些必要的處理（如動畫），將這些資料組合起來?？梢允钩橄蟮膬?nèi)容以直觀的形式出現(xiàn)，能更好地幫助學(xué)生思考知識間的聯(lián)系，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃伎剂?xí)慣及求實(shí)的作風(fēng)，對于降低教師教學(xué)難度，提高教學(xué)質(zhì)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(shí)，可以由“到兩定點(diǎn)F1、F2的距離之和為定值的點(diǎn)的軌跡”入手——如圖，令線段AB的長為“定值”，在線段AB上取一點(diǎn)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(diǎn)軌跡即滿足要求。先讓學(xué)生猜測這樣的點(diǎn)的軌跡是什么圖形，學(xué)生各抒己見之后，老師演示圖（1），學(xué)生豁然開朗：“原來是橢圓”。這時(shí)老師用鼠標(biāo)拖動點(diǎn)B（即改變線段AB的長），使得|AB|=|F1F2|，如圖（2），滿足條件的點(diǎn)的軌跡變成了一條線段F1F2，學(xué)生開始謹(jǐn)慎起來并認(rèn)真思索，不難得出圖（3）（|AB|<|F1F2|時(shí)）的情形。經(jīng)過這個(gè)過程，學(xué)生不僅能很深刻地掌握橢圓的概念，也鍛煉了其思維的嚴(yán)密性。

2.2 動態(tài)展示圖像變換

在《函數(shù)y=Asin（ωx+φ）的圖像》一節(jié)的教學(xué)中，把A，ω，φ均設(shè)為參數(shù)，通過參數(shù)變化，向?qū)W生展示周期變換、相位變換和振幅變換，同時(shí)還能展示由y=Asinx的圖像通過變換得到y(tǒng)=Asin（ωx+φ）的圖像的全部過程。

（1）借助圖形計(jì)算器的動態(tài)演示圖象的功能，讓學(xué)生感受 的變化過程。

（2）借助圖形計(jì)算器的動態(tài)演示圖象的功能，讓學(xué)生感受 的變化過程。

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

2.3 有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

“興趣是最好的老師”，“好奇”是學(xué)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(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，就必須滿足他們的這些需求。而傳統(tǒng)的教學(xué)都是嚴(yán)格按照教學(xué)大綱，把學(xué)生封閉在枯燥的教材和單調(diào)的課堂內(nèi)，使其和豐富的資源、現(xiàn)實(shí)完全隔離，致使學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣日益降低?！皩⒍嗝襟w信息技術(shù)融于課堂教學(xué)，利用多媒體信息技術(shù)圖文并茂，聲像并舉，能動會變?！盵2]形象直觀的特點(diǎn)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)各種情境，可以激起學(xué)生的各種感官參與，調(diào)動學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。

2.4 有利于幫助學(xué)生進(jìn)行探索和發(fā)現(xiàn)

數(shù)學(xué)教學(xué)過程，就是學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，對數(shù)學(xué)問題的解決方法進(jìn)行研究、探索的過程，繼而對其進(jìn)行拓展、延伸、創(chuàng)新的過程。于是教師如何設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)問題成為數(shù)學(xué)教學(xué)活動的關(guān)鍵。而問題又產(chǎn)生于情景，因此教師在教學(xué)活動中創(chuàng)設(shè)情景就是組織課堂教學(xué)的核心?，F(xiàn)代多媒體信息技術(shù)的運(yùn)用為我們提供了強(qiáng)大的情景資源。例如在講“軸對稱”的概念時(shí)，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(xué)生的注意力，又能夠讓同學(xué)們根據(jù)蝴蝶的兩只翅膀在運(yùn)動中不斷重合的現(xiàn)象，很快就理解“軸對稱”的定義，并以此為啟發(fā)讓學(xué)生列舉生活中的實(shí)例，這時(shí)再演示一個(gè)三角形沿一條直線對折的動畫過程，再讓兩個(gè)對稱的三角形動起來，并改變形狀，使之出現(xiàn)不同情況的對稱圖形，時(shí)而隱藏或顯示一些線段或延長線，這樣學(xué)生在興趣盎然中認(rèn)真觀察、思考，并逐步找出對稱點(diǎn)和對稱軸之間，對稱線段與對稱軸之間的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，學(xué)生很快自覺的發(fā)現(xiàn)軸對稱的三個(gè)性質(zhì)定理和判定定理，從而實(shí)現(xiàn)了對知識意義的主動建構(gòu)。因此，多媒體信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)情景產(chǎn)生的作用有助于學(xué)生對知識進(jìn)行探索、發(fā)現(xiàn)和形成，這種作用是傳統(tǒng)教學(xué)手段無法比擬的。

2.5 有利于提高學(xué)生思維能力

數(shù)學(xué)的創(chuàng)新教育，離不開學(xué)生實(shí)驗(yàn)，動手操作猜想，驗(yàn)證。直覺思維、形象思維、邏輯思維是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)必不可少的基本思維形式，在教學(xué)過程中讓學(xué)生通過做“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”主動發(fā)現(xiàn)，主動探索，實(shí)現(xiàn)三種思維的結(jié)合，不失為一種很好的培養(yǎng)方法。例如，在講《指數(shù)函數(shù)》時(shí)，傳統(tǒng)教學(xué)中指數(shù)函數(shù)圖像的描繪浪費(fèi)大量時(shí)間，且受課堂進(jìn)度所限，僅能描繪幾個(gè)函數(shù)的圖像，這對于數(shù)學(xué)思維較弱的職業(yè)學(xué)校學(xué)生來講，形成了一定的障礙。為解決此障礙，通過開發(fā)作圖軟件，可以讓學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場作圖，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互交功能，而且可以作出任意底數(shù)的圖像，這對培養(yǎng)學(xué)生的“數(shù)形結(jié)合”“從特殊到一般”等數(shù)學(xué)思維起了重要作用。同時(shí)這樣的教學(xué)由于是學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)、觀察得出的結(jié)論，學(xué)生對該性質(zhì)的理解和掌握比傳統(tǒng)教學(xué)要深刻得多。

3 信息技術(shù)與高職數(shù)學(xué)教學(xué)整合對教師的幾點(diǎn)要求

⑴要求教師轉(zhuǎn)變觀念。從傳統(tǒng)的教學(xué)觀念轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代教育觀念，是課堂設(shè)計(jì)與實(shí)施的關(guān)鍵。教師在教學(xué)活動中應(yīng)確立以學(xué)生為中心，面向大眾，客觀合理的將多媒體信息技術(shù)用于課堂教學(xué)，積極探索多媒體信息技術(shù)與課堂教學(xué)整合方法，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的素質(zhì)教育思想。教師要把信息技術(shù)作為學(xué)生學(xué)習(xí)工具和認(rèn)識工具，以媒體為中心，給學(xué)生開辟實(shí)踐和創(chuàng)新的環(huán)境，放手讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下廣泛聯(lián)想、猜測、實(shí)踐和論證。

⑵要求教師轉(zhuǎn)換角色。隨著信息技術(shù)的不斷滲透，面對新的教學(xué)模式，教師的角色不僅僅是知識的傳遞者，更是教學(xué)環(huán)境資源的選擇者、開發(fā)者，過程的設(shè)計(jì)者，學(xué)習(xí)群體的組織者、幫助者、支撐者、學(xué)習(xí)者個(gè)人的咨詢者、激勵(lì)者，學(xué)習(xí)群體智力交流活動的指導(dǎo)者和協(xié)調(diào)者，師生關(guān)系由過去的師道尊嚴(yán)轉(zhuǎn)換為一種新型的學(xué)習(xí)伙伴關(guān)系。角色的變化要求教師應(yīng)選擇并拓展適當(dāng)?shù)膯栴}，鑲嵌在教學(xué)情境中并為學(xué)生提供適當(dāng)?shù)?、有目?biāo)的學(xué)習(xí)支撐，同時(shí)對于學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的檢驗(yàn)必須遵循與學(xué)習(xí)目標(biāo)相適應(yīng)的評價(jià)方案。

⑶要求教師不斷學(xué)習(xí)，增強(qiáng)信息素養(yǎng)。教師要積極參加教育技術(shù)和信息化教學(xué)設(shè)計(jì)的培訓(xùn)和實(shí)踐，通過學(xué)習(xí)及時(shí)跟蹤現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，掌握信息技術(shù)的硬件、軟件知識以及信息化教學(xué)設(shè)計(jì)的方法，進(jìn)一步完善自已，增強(qiáng)自身的信息素養(yǎng)。教師只有在熟練進(jìn)行信息技術(shù)操作的前提下，才能使信息技術(shù)更好地為數(shù)學(xué)教學(xué)服務(wù)，從而有效地組織教學(xué)，提高學(xué)習(xí)效率。

⑷要求教師適時(shí)調(diào)控課堂。在整合課堂中，學(xué)生的自由度相當(dāng)大，部分學(xué)生易在信息的世界里迷失，難以把握課堂的重難點(diǎn)。因此教師在教學(xué)中應(yīng)有針對性地設(shè)計(jì)有關(guān)的課題學(xué)習(xí)任務(wù)和活動，使學(xué)生按照目標(biāo)學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)過程中教師還要跟蹤輔導(dǎo)，正確引導(dǎo)學(xué)生積極主動地參與到學(xué)習(xí)過程中，保證開放的學(xué)習(xí)目標(biāo)能全面順利地落實(shí)。

4 信息技術(shù)與高職數(shù)學(xué)教學(xué)整合應(yīng)注意的幾個(gè)問題

⑴信息技術(shù)的使用不排斥傳統(tǒng)的教學(xué)手段。我國傳統(tǒng)的教學(xué)結(jié)構(gòu)是在行為主義教學(xué)理論和學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下、以教師為中心的教授式教學(xué)，在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生一直處于被動接受的狀態(tài)，教師是課堂的主宰。這種教學(xué)模式對系統(tǒng)知識體系的傳授具有比較好的效果，但因其忽視了學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，忽視了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的內(nèi)在心理的發(fā)展和變化，而信息技術(shù)作為一種現(xiàn)代教育技術(shù)，在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神等方面具有傳統(tǒng)教學(xué)不可替代的優(yōu)勢。因此在教學(xué)中既要注意使用信息技術(shù)，又要吸收傳統(tǒng)教學(xué)手段中合理的東西，做到優(yōu)勢互補(bǔ)，協(xié)同發(fā)揮其教學(xué)功能。

⑵提倡多種信息技術(shù)配合使用。多種多樣的信息技術(shù)有著各自的優(yōu)點(diǎn)，有著各自的呈現(xiàn)方式，通過合理地配合使用，可以同時(shí)刺激不同的感官，促使學(xué)生進(jìn)入眼看、耳聽、口說，進(jìn)而動手、動腦進(jìn)行探究的一種“多維”的學(xué)習(xí)狀態(tài)，讓學(xué)生全身心地投入到課堂教學(xué)上，一種忘我的學(xué)習(xí)境界，其所產(chǎn)生的學(xué)習(xí)效果當(dāng)然是顯著的。

⑶適度使用信息技術(shù)。信息技術(shù)是用來呈現(xiàn)以往教學(xué)中難以呈現(xiàn)的課程內(nèi)容，應(yīng)把信息技術(shù)用在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間，適當(dāng)?shù)牡胤?。信息技術(shù)的一旦使用，就要比起傳統(tǒng)方式更易于學(xué)生理解知識，更易于學(xué)生掌握技能。在教學(xué)中應(yīng)用信息技術(shù)的目的是為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，達(dá)到教學(xué)效果，反對那種為了用信息技術(shù)而用的課堂，特別是那種僅把計(jì)算機(jī)當(dāng)成文字幻燈機(jī)來替代粉筆板書的教學(xué)模式，這樣的課堂完全不能激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，無助于教學(xué)重點(diǎn)的突出。因此在教學(xué)中我們需要信息技術(shù)，但不能過度依賴，要把握點(diǎn)和度。

總之，信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)整合就是要把信息技術(shù)的信息資源、教學(xué)方法、內(nèi)容、過程結(jié)合起來，構(gòu)建新型的教學(xué)模式，突出以人為本，以學(xué)生發(fā)展為根本，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)的整合。這將給數(shù)學(xué)教學(xué)帶來了新的生機(jī)和活力，對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和思維能力，有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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