数学（心得）之运用现代信息技术优化课堂教学

数学（心得）之运用现代信息技术优化课堂教学

数学论文之运用现代信息技术优化课堂教学 运用现代信息技术优化课堂教学朱隆。大雁塔小学教师地址：西安 市 雁 塔 区 翠 华 路 229 号 邮 政 编 码 ： 710061 联 系 电 话 ： 13201596299 E-mail:zhulongluodan@163.com 内容提 要：《运用现代信息技术优化课堂教学结构》一文丛新课改和现代信息 技术的关系；信息技术包含的硬件和软件环境；现代信息技术整合于新 课程改革的理论基础；实施信息技术应用于新课程改革的双主体模式等 方面，从教学环境、教学理念、教学主体、教学模式入手，对实施现代 信息技术推动新课程改革的发展做出了系统性小结。突出说明了教师是 实施现代信息技术推动新课程改革的主力军，总结了实施现代信息技术 推动新课程改革的理论基础和具体模式，旨在说明现代信息技术整合于 新课程改革是一项复杂的系统工程。举例：8 部教学法。为了发挥课堂 教学主渠道的作用，笔者认为应该在新授和练习后加上“再认新知”和 “综合应用”两个环节。这样新的教学结构就可简述为：“复习→导入 →新授→练习→再认新知→综合应用→全课总结→作业反馈”等八步。 如果教师把信息技术整合于教学之中，能为学生提供一个超越传统问题 的工具。提纲：* 新课改和现代信息技术的关系。* 信息技术包含 的硬件和软件环境。* 现代信息技术整合于新课程改革的理论基础。 * 实施信息技术应用于新课程改革的双主体模式。* 从教学环境、 教学理念、教学主体、教学模式等方面分步做起。* 8 步教学法模式 范例设想* 小结。正文：* 新课改和现代信息技术的关系。我国 的基础教育，从要求学生全体和全面发展的素质教育，已经发展到了改 革教育理念和改革教育素材的新课程改革之中。笔者认识到新课程改革 的目的是培养创新型人才；新课程改革是素质教育的发展和必然要求； 新课程改革是在教育理论创新、教材革新、教育手段更新基础上的实践 和研究。教育理论是随时更新的指导我们新课改前进的方向；教材革新 是我们实施新课改的依托的模版；教育手段是我们教育的工具和方法。 社会发展的根本动力是生产力的发展，生产力中最革命的因素是人，科 学技术是第一生产力，劳动工具是生产力水平的尺度。那么，教育的发 展是创新型人才的成长，教育中最革命的因素是教师，成功的教育理论 是我们教育中的科学，现代教育技术是教育的技术、是教育发展水平的 标志和手段。因此我们谈到新的课程改革就必须明白我们培养什么样的 学生，用什么样的教师，用什么样的理念，用什么样的工具，以及怎样 用的问题。这里我们仅仅谈谈现代信息技术整合于新课程改革的前提基 础。* 信息技术包含的硬件和软件环境。信息技术是指利用计算机技 术，把文本、图形、静态图像、动画、声音和动态视频等进行集成处理， 并对它们进行获取、压缩编码、编辑、加工处理、存储和展示。一般来 说，一台多媒体微机是指电话、传真、电视、音响、录像机、摄像机镭 射机等与普通计算机融为一体而形成的多功能型个人计算机。计算机技 术包括硬件技术和软件技术。硬件技术：计算机从 APPLE、X86 到奔腾 机，更新换代需要的时间越来越短，中央处理器的速度、CPU 总线的频 率越来越快，内存芯片的储量越来越大。速度越来越快，图形加速水平 越来越高并取得了突飞猛进的发展。信息技术还包括网络技术的发展。 网络常分为局域网（LAN）和广域网（MAN）。局域网由于一组相互连接 的具有通信能力的个人计算机组成；一般用于有限距离内的计算机之间 进行数据和信息的传递；广域网则打破了距离的界限，在更大的地域、 专业领域范围内将计算机在遵循一定协议的情况下进行广泛地连接。进 入 90 年代以来，局域网技术、Internet 和通讯技术的发展迅速地带动 了包括中国在内的世界各地的网络连接。软件技术：操作系统基本完成 了从 DOS 到 WINDOWS95、98、2000、XP 的换代，使操作更加简便、直接， 易于学习。编制了大量的多媒体教学课件，为广泛地开展计算机辅助教 学打下了坚实的基础。研制开发了许多比较完善的多媒体教学课件编制 平台，例如 office 办公系统、Authorware 、方正奥思、课件大师、 Macromedia/Flash 、cooleditpro、photoshop 等应用软件，为教师们 开展计算机辅助教学提供了广泛的平台和空间。 还有虚拟仿真技术， 是一种能超越物理局限性和时空局限性的高级模拟手段，给学生一种身 临其境的感觉。* 现代信息技术整合于新课程改革的理论基础。1、传 播学的理论。 按照传播学理论，教学过程也是一种传播现象，所以， 一切用于教学的传播媒介，作为信息源的教师和作为信息终端的学习 者，以及教学双方的关系、教学的全过程，都是在传播信息。传播学的 有效性理论对于我们研究计算机或计算机网络作为传播信息的媒体在 教帅和学生之间传递教学内容的数量、速度和有效性有非常重要的指导 意义。2、 程序教学理论。 程序教学理论由美国心理学家普莱在 20 年 代最早提出，到了 5O 年代由美国实验心理学家斯金纳提出了“线性程 序教学”，并设计了一种教学机器，以后随着排序教学研究与实践的不 断发展，美国的克劳德又提出了分支树序教学理论。根据线性程序教学 理论，程序教学的基本过程是学习程序的呈现过程。所谓学习程序是将 学习分成若干小的单元，让这些小的单元按照某种系统排列起来，编成 程序．以便让学生循序渐进地进行学习。学习程序的呈现分为二个步骤： 刺激——解答（反应）确认（强化）——进展。这三个步骤构成一个教 学周期。这个周期通过机器使这个过程依次、逐步地进行。这样的学习 程序使学生能发挥自己最大的潜力，按照对自己来说的最佳的速度进行 积极主动的学习。线性程序教学的基本原则：（1）小步子原则；（2）积 极反应原则；（3）及时强化原则；（4）自定步调原则：（5）低错误率原 则。 分支程序教学理论是在线性程序教学的基础上，根据学生的错误 回答，按产生错误的性质和原因，转入相应的分支程序，重新帮助学生 搞清概念和有关内容，然后，再要求学生对此有关问题进行回答，直到 内容正确，即掌握了规定的学习内容，才让学生进入下一步学习。这种 教学理论也指导计算机辅助教学软件设计与程序编制等方面能发挥重 要的作用。3、教育技术的系统论。今天，我相信我们己经处在一个新 的综合时代的边缘。在所有的知识领域我们将看到广泛思考和全面理论 的恢复，看到重新将各个部分再度综合起来。所以，“系统分析在教学 中的应用”一再被人们描述为教育技术的重点。系统是处于一定相互联 系中的与环境发生关系的各组成部分的总体。在系统中，最本质的要素 是它的组织联系，一个或几个子系统的变化，都将影响系统的整体运转。 教学过程中的一个变量，应当把教学的各个因素放在整个教学过程中系 统地去考虑。 4、情境学习理 论。在教学过程中；教师有目的地引入，或创设具有一定情感色彩的、 以形象为主体的、生动具体的情境，以引起学生一定的态度体验，从而 使学生的心理机能得到发展。情境学习理论的核心在于激发学生的情 感，注重创设学生学习环境的主动性。我们可以利用信息技术创设情景 导入新课、回归应用题中的生活实际。可以在计算机学习系统中储备着 解决同一课题的多种办法。 所以，无论我们是制作教学软件、 选择使用教学软件，都必须以能够创设必要的情境和作用为前提。5 、 群体动力学理论。所罗门．阿西认为“有人即使在本人感受到的信息与 群体处于完全对立的情况下仍然会追随群体。”可见群体动力之大。 教 师控制的模式的群体学习交流模式很适合教师和学生分别地交流思想。 而群体中的交流模式除具备这个特征还特别适合学生自由地相互上交 流思想，强调学生之间的相互影响。在群体控制的学习响交流模式中， 教师的权威性减少了，这符合新课程改革的要求，但教师的作用并没有 削弱，相反更为突出了，因为教师必须具有良好的组织能力，才能组织、 计划、管理好他所领导的群体的学习；同时，这种模式对教师适应能力 的要求提高了，因为教师必须有很强的适应性，才能适应群体变化的要 求。所以，教师扮演的角色也多样化了（群体的、领导者、群体的推动 者、持中立立场的主席。活动的顾问、客观的观察者等）。因此，群体 控制的学习交流模式，有利于学生达到更高的认知目标，培养独立解决 问题的能力；有利于学生发展思维、交流技术，形成创造性的思维能力； 有利了学生人际大系技能的发展；有利于学生合乎需要的态度品质的形 成；有利于学生在有意义的相关情景中使认知和情感的发展协调一致。 随着计算机网络学习系统的普及，认真研究计算机网络学习系统中的群 体学习交流模式有重要的现实和未来意义。6、人工智能科学理论。人 工智能科学就是研究计算机代替人工作；扮演人的角色的科学。我想大 家肯定不会忘记超级计算机“深蓝”与棋王卡斯帕罗夫的“人机人战”， 可以说明人工智能科学己发展到比较高的水平。智能计算机和人类学习 过程的关系，是人工科学研究的一个致关重要的方面。诺贝尔奖获得者 赫尔伯特．西蒙教授认为，认知活动既然是信息加工的过程，那么，同 样是信息加工理论的计算机程序就可以具备人的思维的那些特点，“人 类学习的大多数类型都能够在我们描述的符号加工的框架之内得到解 释”。所以很容易看出，通过符号加工系统，计算机能够模拟人的学习； 在计算机模拟学习的特殊环境中，人可以获得新的知识，可以完成发现 过程，可以发展创造性思维。7、范例学习理论。即通过主体与客体、 问题解决学习与系统学习、传授知识与培养能力统一的学习方式，使学 生获得基本的、基础的和示范性的知识。运用计算机辅助教学技术建立 形式、内容、材风格各异的范例，以多样的方式展现出来，非常易丁实 现学生对知识的获取。* 信息技术应用于新课程改革的双主体模式。 从以上我们可以发现现代教育技术主要是利用现代信息和传播技术。计 算机与多媒体技术在教学中的应用是现代教育技术的物质载体。而开发 的软件、课件、素材库是现代教育技术的内容实质。然而，教师是使用 者、开发者和建构者,是我们信息技术的首要培养着。为此，我们将开 展现代教育技术实验研究的切入点首先应该放在让教师树立信息化意 识，不断掌握现代教育技术的新技能和应用方法上，通过教师来影响、 培养学生。从一定意义上说，制作一个理想的课件，其创意与设计最好 由使用者来完成。然而，使用者如果不会制作课件，甚至不了解制作课 件的基本常识，就难以形成既符合教学需要，又能充分发挥计算机优势 的创意，更不用说设计出优秀的课件了。解决这一问题的最好方法就是 让一线教师学习制作课件。同时，学习制作课件的过程，也是教师进一 步提高现代教育技术水平，培养信息素质的有效途径。为此我们应该从 以下入手。首先，成立课件制作中心，在实践中培育高水平课件制作人 员。学校应该成立多媒体课件制作中心，拨出专项资金，由中心负责收 集课件制作的各种素材，购买各种软件，开展校内外交流，整理保存教 师制作的课件，使资源共享。中心人员由专职计算机教师、送出去培训 后的教师、外聘技术人员以及各教研组选出的 1～2 位教师组成。其次， 普及与提高相结合，对全体教师进行分层次培训。教师全员培训的任务 是使全体教师都能参加到开发、应用现代教育技术的行列里。学校所有 教师应该参加普及型和基础型培训，45 周岁以下教师还必须参加提高型 和研讨型培训，45 周岁以上教师则可自愿参加提高型、研讨型培训。新 分配来或调入的教师，先根据自己的基础选择参加对应的培训，再依年 龄达到学校规定的相应要求。最好，还能够通过评比、交流，推动教师 自制课件活动的开展，提高教师制作课件的水平。45 周岁以下的教师每 学期至少制作一个课件，可以相互合作，也可以与校外交流完成；学校 每学期进行 1～2 次的自制课件评比，并进行奖励。如果说教师对信息 技术的掌握是信息技术应用于新课程改革的基础，那么下来就是如何对 学生使用，新课改理念认为学生和教师是教学的双主体，但是学生在信 息技术方面还是对老师的依赖比较强。除了要培养学生的信息技术水平 开设信息课程以外，以下模式还是有益的。 1、教师讲解、演示模式。 应用多媒体计算机的功能，根据教学需要，由教师编制课堂演示教学软 件或用现成软件，将教学的重点、难点用适宜的多媒体信息（如图形、 图像、动圆、视频等）通过多媒 体演示系统表现出来，变抽象的内容 为形象、直观的知识，而且可以控制自如，易于学生理解。这种模式适 合将优秀教师的教学经验，用形象、自观的动画，配以清晰的讲解，有 效地让学生思考和理解概念性的知识 2、学生操作、练习模式。这种 模式要求学生一人一机，依照自己的进度进行操作与练习，不断检验自 己掌握知识的程度，促使学生较好地巩固所学的知识。模式一：针对某 一个或某一部分知识进行的操作与练习。通过让学生问答一组难度渐增 的问题；达到巩固所学知识和掌握基本技能的目的。模式二：针对某一 部分知识进行系统复习后的练习测试。这种模式涉及比较完善的操作系 统，应有题库，能按要求组卷和编排题目，让学生回答、判断，记录学 生成绩并能统计、分析学生的学习情况，甚至指出学生学习的知识点缺 陷，利于教教了解学生的学习情况和学生的自我了解。3、 网络教学模 式（基于多媒体网络电子教室的一种教学模式）这种教学模式基本上达 到了人机交互双向、多向互动式的教学目的，大大提高了教学信息传播 的数量、质量、速度并且通过互动作用提高了传播的有效性，使教师在 控制教师机的过程中仍能保障有效的课堂教学管理，突出了学生的主体 作用，从而提高了课堂教学效率。这种教学模式需要比较多的好的适合 不同学生的教学软件，而想完全有市场来提供是不可能的，需要教师具 备一定的制作教学软件的能力。 4 、小组互助合作学习模式“互助合作小组”是一种新型的 结构一功能联合体，是新课程改革自主探究和合作学习的新模式；由两 名以上学生根据性别、才能倾向、个性特征、学业成绩。家庭社会背景、 特长爱好、能力等诸方面的合理差异而建立的相对稳定的学习小组。 模 式一：在教室中为每一互助合作学习小组划分地域，每一学习小组拥有 一台多媒体 计算机系统；教师为学生挑选教学软件，并精心设计问题， 让学习小组利用多媒体计算机进行合作学习。模式二：在网络系统下划 分互助合作小组；进入小组学习的学生拥有计算机终端，通过操作计算 机输入设备将思考、提问、回答输入计算机，并与小组中的其它同学共 同讨论。其中，模式二比模式一除能促进学生互助合作外，兼有个别化 学习的长处，具有更强的教学适应性。5 、个别化教学、个别化学习模 式。个别化教学是旨在满足每一个学生的要求，适应每个学生现有水平 的教学形式。在这种教学模式中，教师的任务是进行教学设计，编制出 合理的个别化的教学软件，以适应不同程度的学生使用，从而实现教学 的个别化；或者学生根据自己的需要选择市场上的教学软件，让计算机 担当“家庭教师”或“辅导教师”的角色，从而达到个别化的学习。由 于多媒体教学软件对问题的表现可以有很多种形式，如产音、文字、图 形、图像、动画、视频或几者的结合，教学软件可以进行优化设计，并 在之间穿插鼓励性话语，激起学生学习的兴趣，使个别化教学或个别化 学习到达较好的效果。6 、虚拟仿真学习模式。是指利用计算机的虚 拟仿真技术，对教学环境、教学内容进行教学仿真的学习模式。在这种 模式下，学生可以面对许多真实实验的困难，进入真实现象、理论模式、 实验过程、野外考查、星空探索等虚拟环境中进行具体操作。感受、体 验，接受多感官刺激，更容易调动学生情感参与，将抽象的内容具体化、 形象化，能留下深刻的记忆，提高学习效率。7、开放学习模式。是指 基于局域网、广域网甚至 Internet 网的开放性学习环境的学习模式。 由于网络（尤其是 internet 网）具有信息传播容量大、速度快、范围 广、双向交互作用等特点；任何学生均可以通过网络查询相关信息，获 取广泛的知识，任何教师均可以在网络上发布讲稿，并可以通过网络广 播给学生，真正体现出一切信息向一切学习者开放和教育面向每个人的 理想境界。* 从教学环境、教学理念、教学主体、教学模式等方面分 三步做起。总之，在运用信息技术推动新课程改革的实施，要从教学环 境、教学理念、教学主体、教学模式等方面做起。如果一种技术在教学 中的引进是如此的轻易而举，以至于我们可以轻松地把它纳入到教学 中，而不需要多大的调整，那这种技术肯定不会引发教学的变革。如果 只是用计算机而非答题纸来呈现与原来一般无二的练习题，这又何以能 影响到对数学的理解呢？所以，教师要将信息技术整合于教学中，是需 要一个循序渐进的过程的。那些投入到丰富技术环境中、努力把技术应 用到教学之中的教师大多经历着三个阶段的成长历程。 第一阶段， 主要关心的是学习如何使用技术。如计算机的基本操作和概念——教师 应能使用计算机系统运行软件，能获取、开发和显示数据并发布成果， 还能对计算机系统的硬件和软件的运行质量进行评价，并掌握必要的对 常见故障识别和处理的方法。 第二阶段，弄清如何使用信息技术 来支持传统的课程和教学方法，开始发现技术可以加快课程的进程。教 师应能应用计算机和相关技术支持他们的教学，能设计将多种软件作为 学习工具整合于课程教学单元，开发的课程应能适应各类学习对象，实 现有效的分组和评价策略。 第三阶段，教师开始将技术整合到教 与学的过程中，并经历着教学观念的根本转变。教师能够灵活地把信息 技术作为学习的工具，用来提升自身的专业水平和教学效率，他们将应 用技术于交流、合作、研究和解决问题之中，并能够为学生创设新的学 习环境。此外，他们将规划并参与鼓励学生终身学习的活动，并且大力 促进平等地、道德地、合法地应用计算机和信息资源。 * 8 步教学法模 式范例设想现代教育技术围绕学生这个主体，已经从学习资源、教育技 术开发、 教育管理评价四个方面得到了充分的发展。素质教育要求 人类全面深入的发展，可是，伴随着减轻学生负担的指导思想， 无 疑使课堂教学成为现在培养学生的主渠道。这就要求我们从现代教育技 术出发，改革发展现在的课堂教学结构。传统的数学课堂教学结构大致 分为：复习、导入、 新授、练习、小结五步。这种建立在当时生产 力科技发展水平下的教学结构，得到了长期应试教育实践的检验。它的 核心是“新授”，然而恰恰在这个环节中讲的比较笼统。针对不同类型 课和对新授这个环节的不同认识我们都有自己相应的处理方法。通常教 学我们都重视了普遍规律和一般方法的学习，而忽视了巩固后的特殊方 法和重新认知。从而无法形成知识体系，疏于培养学生的技能和情感训 练。针对这种现象，为了发挥课堂教学主渠道的作用，笔者认为应该在 新授和练习后加上“再认新知”和“综合应用”两个环节。这样新的教 学结构就可简述为：“复习→导入→新授→练习→再认新知→综合应用 →全课总结→作业反馈”等八步。新的教学结构把作业反馈单列出来， 这是长期教学现实的体现。新的教学结构与通常五步教学法的主要不同 点是把原来的“新授”分为两部分 4 环节。第一部分：1、新授 2、练 习；第二部分：3、再认新知 4、综合应用。 这是对以往教学结构的完 善和改进。学习的目的是应用。这样的教学结构第一部分重在：学会一 般知识和方法并且能够巩固；第二部分重在：内化认知结构、形成技能， 做到会实际应用。人的认识是一个实践→认识→再实践→再认识的循环 往复过程。课堂教学结构也应该如此体现。毛泽东同志《人的正确思想 从何处来》一文也正是重点论述了“第二次飞跃”的重要性。从学习的 过程来看，第一部分是通过例题归纳出学法并巩固，是一种归纳总结； 第二部分是应用这种方法演绎推理，从而解决具体问题。这两个部分在 认识过程和思维形成中是相得益彰，同样重要的。新的教学结构现实意 义有以下 3 点。首先，它的实施是素质教育和新课程改革的要求。这种 教学结构不但能使学生形成完备的知识体系。而且能够培养学生数学技 能的形成和数学情感的陶冶。再者，这也是我们以课堂教学为主阵地， 优化课堂教学结构，减轻学生课业负担的主要手段和有效措施。其三， 现代教育技术媒体在教学中的应用要抓切入点，更要发挥其信息量足， 生动现实的特点。但在数学课堂中如何应用呢? 这种新的教学结构模 式无疑是给多媒体在教学中的适当应用提供了理论框架。甚至对于将来 没 有 老 师 的 程 序 教 学 ， CAI 软 件 的 开 发 也 有 一 定 指 导 意 义。 可 行 性 分 析： 数学课是自然科学的基础，这样斯金纳的程序教学法思想，例 如“小步子的逻辑序列”“对学生的反应及时反馈和强化”“通过不断修 定程序减少错误率”等等都可以得到充分的应用。数学的逻辑特点也可 以在一步步的反复研究中得以充分利用和发挥。从五步到八步不仅仅是 量的积累，它使课堂 40 分钟教学节奏增加到 1.6 倍。即使教师能够把 握时机，学生能否接受呢?科学技术飞速发展的今天，特别是多媒体技 术在教学中的广范应用，加快课堂教学节奏不是难点。同时形象生动的 情境创设，培养并抓住了学生的注意力。八个步骤无疑使思路更平坦， 同一高度下的“斜率”也降低了。再说，今日之学生也非昨日之孩童。 综上所述，学生要接受并非难事。即使遇到较难的问题，第一课时重知 识、第二课时重技能和情感。这种课堂教学结构无疑也给出了方向，是 以往教学结构的有益必要补充。操作性结构模式如下： 当然，这种八 步教学结构的充分灵活应用还有赖于广大教育工作者的认可和批评指 正，不足之处希望我们共同研讨，对小学数学教学活动有所帮助。* 小 结。今天的教师要知道如何应用信息技术，要知道在什么时候和如何有 效地将信息技术整合到他们的学科课程教学中去。教育的发展是培养创 新型人才，教育中最革命的因素是教师，现代教育技术是我们教育的重 要手段。把信息技术整合于教学之中，学生在情境性的学习任务之中运 用创造性的问题解决策略，可以发展创造性思维和发散性思维；把信息 技术整合于教学之中，不是把信息技术仅仅当作出示机械定义和答案的 工具，而是通过对话、反思和共同探讨等形式，来促进学生知识的建构； 把信息技术整合于教学之中，通过解决从真实性活动中所凸现的问题， 能为学生提供一个超越传统问题的解决工具。