计算机应用技术与新课标下的中学数学教学整合探究杨成庄中学 [内容摘要]本文通过计算机技术在新课标下的中学数学教学中的应用与传 统教学模式的对比实验,探索科学地应用计算机技术,优化课堂教学,激发学生 自主学习意识,为计算机应用技术在新课标下与中学数学教学整合提供参考依 据。探究结果证明了科学地应用计算机技术能优化教学过程,有效地培养了学生 自主学习的意识和创新能力。 [关键词] 计算机应用技术;数学教学软件;整合 一、课题研究背景、目的与依据 (一)背景 随着信息技术以及系统科学的发展,人们对教育技术内涵的认识更加深刻。 早在1977 年,美国教育传播与技术协会对教育技术就下了定义:“教育技术是 一个分析问题和设计、实施、评价并管理那些问题的解决方案的完整过程。它涉 及人员、程序、思想、设备和组织,包括人类学习的各个方面。”该定义认为教 育技术是一个将先进的技术设备和思想方法应用于教育和教学并使之优化的过 程。1994 年,美国教育传播与技术协会发表了西尔斯与里奇合写的专著《教育 技术的定义和研究范围》,该协会审核并通过了此书提出的教育技术新定义。新 定义认为:“教育技术是关于学习过程与教学资源的设计、开发、利用、管理和 评价的理论与实践。”这个定义对教育技术研究和运用的深入发展,起到了重要 的推动作用。21 世纪,中国面临着人才的挑战,要出人才出好人才,教育须先 行。陈至立部长强调指出:"要深刻认识现代教育技术在教育教学中的重要地位 及其应用的必要性和紧迫性,充分认识应用现代教育技术是现代科学技术和社会 发展对教育的要求,是教育改革和发展的需要。" (二)目的 纵观中学数学教学现状,采用传统方式教学的还大有人在,传统教学方式存 在着突出问题:一是课堂知识密度低、学生知识吸收率低,对学生能力培养欠佳; 二是缺乏激活学生自主学习兴趣的工具和方法,使学生学的疲惫;三是不能充分 体现学生的主体性、教师的主导性。因而,科学地运用计算机技术,促进教学整 体优化,改革传统的教学模式,是现代教育的需要,教育创新的迫切任务。本课 题实验旨在探索科学地应用计算机技术的优势,优化课堂教学过程,改善数学课 堂教学结构,激发学生自主学习意识,提高学生创新能力,达到新课标下的中学 数学教学与计算机应用技术的有机结合。 (二)探究依据 1、教育传播学理论。按照教育传播学理论,教学过程是传播过程,传播是 双向的互动过程,这一过程是通过反馈机制循环进行。因此,一切用于教学的传 播媒介,都必须从传播的实效性出发,选择有效的方式方法,使信息具有科学性、 准确性地传播于信息接受者。传播学理论对于我们研究计算机应用技术在教学中 的运用具有非常重要的指导意义。 2、建构主义学习理论。该理论认为,知识不只是通过教师传授得到的,而 是学习者在一定的情境即社会背景下,借助他人(包括教师和学习伙伴)的帮助, 利用必要的学习资料,通过“意义建构”的方式而获得。计算机应用技术为该理 论的实施提供了背景资料。 3、新课标下的中学数学学科的特点。新课标下的中学数学更加注重培养学 生的思维能力,观察能力、空间想象能力等,培养学生思考问题的发散性、探索 性、逻辑性、灵活性等。计算机技术以其快捷、逼真、图文丰富、直观等优势为 学生提供了发展自我思维的空间。 随着社会的发展进步,人才是当今社会的支柱。学校是培养人才的沃土,学校对培养21 世纪的知识型人才具有意不容辞的责任。 二、实验方法、原则与内容 (一)实验方法 1、实验对象:本实验选择杨成庄中学七年级(3)班为实验班,七年级(4) 班为对比班,两班人数分别为35 人和37 人,实验前数学综合能力测试见附表1~ 2、教学方法:实验班采用计算机辅助教学,对比班采用传统教学方式。3、实验变量及其控制:(1)自变量:教学媒体的运用。(2)因变量:实验过 程中两班学生接受两次测试,每次测试的成绩。(3)干扰变量的控制:实验班 与对比班学生数量、基础、师资力量相当,教材、课时、作业、测试内容、评分 标准完全相同;在实验过程中,学生不知道在参加实验。 4、数据分析处理:本实验采用准实验设计中的不相等实验组与控制组前测 后测设计,对探究结果进行统计分析。 (二)探究的教学工作原则 根据现代教学理论、数学学科的特点和本探究要求,在实验中我们坚持以下 教学原则:一是教学软件的设计与新课程教学目标相结合。教学软件的目标是解 决传统教学所面临的课堂时间的利用率问题、创设情景问题、激发学生自主学习 问题。因此,在教学时间、教学精力相对恒定的情况下,追求最好的知识吸收和 运用;二是教学软件设计与学生认知结构相结合。要根据教学目标结合学生的年 龄特点、认知水平制定科学的合理的教学软件;三是教师的主导作用与学生的主 体作用相结合。数学教学过程是教师和学生对数学的意义和价值进行合作性建构 的过程,学生是认知的主体,是意义的主动建构者,教师是学生建构活动的设计 者,组织者、引导者、帮助者和促进者,必须按照这个原则来进行教学设计。 (三)探究内容 在教学中以《几何画板》、flash 动画制作、authorware 为基本软件,并教 会学生使用,教师讲课时可采用现有的工具软件(如word,powerpoint 等)作为 辅助软件,把计算机技术融入到数学教学中。根据现代教育理论构建数学与计算 机技术有机结合的课堂教学结构,其过程如下: 1、创设情景:良好的问题情景,可以激发学生的思维兴趣,有效地激发联想, 激活知识网络。其方法和途径是:(1)尽量利用教学软件设计出使以学习过的 知识向新内容引进的教学软件、并随之提出探究的目标。(2)围绕教学内容的 引入、递进、深化,充分利用胶靴软件创设能引导学生探究的教学情境。(3) 围绕教学环节的衔接、转折延伸,创设能引导学生自主学习的教学情境。 2、引导探究:根据数学学科知识的特点:知识的连贯性、整体性、规律性 等在教师的引导下,让学生自己动手设计运动、变化的过程,进而使学生自己发 现规律,归纳出抽象的数学结论。通过探究的过程培养学生自主学习的方法和兴 趣,使学生思维的发散性、灵活性、概括性得到发展。 3、组织交流:数学学习中的交流是学生对问题理解的有效方式。因为学生 的数学学习须启用各种感官,通过多种感受进行搜集、整理、理解然后得到较系 统的理性认识。质量好的数学课,应该是在教师的组织下全体学生积极参与教学 过程的课,是师生之间、生生之间通过讨论、交流而取得对知识本质共识的课。 这样的课堂上,学生的思维处于高度运转状态,知识便在教师指导下,通过交流 反馈,学生自己主动建构方式而获得。 4、变式训练:当学生对所学内容有了初步的了解之后,对所学知识变形演 变能增强学生对所学内容的灵活运用有重大的意义,对理解有关的定义、定理、 公式等有积极作用。 5、归纳小结:本环节是对已经得到的新知识或概念进行进一步的疏理、概 括、归纳和强化。即通过必要的讲解或设问引导学生对获得的新知识和新技能适 时归纳出带有一般性的结论,使其纳入学生原有的知识系统,或对原有知识系统 进行改造、扩充、提高,使之包容它们,从而构建更高层次的知识结构。 6、反馈调节:在现代教育技术支持下,反馈调节可以两方面进行,一是教 师在教学过程中通过观察、提问、课堂巡视、课内练习等途径及时了解和评定学 生的学习效果,有针对性地进行答疑和讲解。二是学生通过网络教室的人机交互, 立即反馈可以及时了解自己对所学知识的掌握情况,自我或在教师的指导下纠正 偏差,弥补知识缺陷,提高学习效果。 (四)实验结果 1、学生的数学成绩有显著提高。附表1~4 直观地反映了本实验前后学生学 习成绩的变化情况。这两个班在前测成绩相近的情况下,经过半学期的教学,实 验班的优秀率比对比班提高了30.11 个百分点,表2、4 表示两班后测分数差异 显著性检验的结果,两班的平均分数相差15.58 p