高中数学教学论文《信息技术与高中数学课程整合》研究报告.doc

信息技术与高中数学课程整合研究报告摘要：信息技术与高中数学课程的整合是利用现代信息技术的优势特点，作为教师的教学辅助工具、情感激励工具和学生的认知工具，构筑数字化学习资源，学生实现学习方式的变革，从被动接受式学习真正转变为自主探究学习和有意义学习，尤其要构建基于信息技术与高中数学课程整合的探究式教学模式，以更好地培养学生的创新意识、创新精神、创新能力和解决实际问题的能力。关键词：信息技术，课程整合，基本原则、探究式教学模式、教学设计一、研究背景（略）二、课题研究的主要内容1、信息技术与高中数学课程教学思想、理念、观念的整合；2、信息技术与高中数学教学目标的整合；3、信息技术与高中数学教学设计的整合；4、信息技术与高中数学课程教学内容、教学对象的整合；5、信息技术与高中数学传统教学手段、教学方法的整合；6、初步构建信息技术与高中数学课程整合的教学模式、学习方式等；7、初步构建相应的教学平台课题研究的重点是初步构建基于现代信息技术与高中数学课程整合的“主导主体主线”三位一体的探究式教学模式。基金项目江西省教育科学十五规划研究课题信息技术与高中数学课程整合（编号：ZD453号）三、课题研究的具体实施（略）四、课题研究取得的主要成果（一）确立现代信息技术与高中数学课程整合的基本原则1、信息技术作为学生的基本认知工具建构主义“认知工具”理论认为，学习是以思维为中介的，为了更直接地影响学习进程，应减少一直以来对传递技术的过分关注，而更多地关心在完成不同任务中如何要求学习者思维的技术。认知工具理论就是在这种基础上应运而生的。认知工具是支持、指导、扩展学习者思维过程的心理或计算装置。前者存在于学习者的认知、元认知策略；后者则是外部的，包括基于计算机的装置和环境；它们都是知识建构的助成工具。以多媒体教学技术和网络技术为核心的现代信息技术成为最理想、最实用的认知工具。课程整合中，强调信息技术服务于具体的任务，学生以一种自然的方式对待信息技术，把信息技术作为获取信息、探索问题、协作解决问题的认知工具，并且对这种工具的使用要像铅笔、橡皮那样顺手、自然。要培养学生学会把信息技术作为获取信息、探索问题、协作讨论、解决问题和知识构建的认知工具，将信息技术作为演示工具、交流工具、个别辅导工具、情境探究和发现学习工具、信息加工与知识构建工具、协作工具、研发工具、情感激励工具等。2、任务驱动式的教学过程课程整合以各种各样的主题任务进行驱动教学，有意识的开展信息技术与高中数学课程相联系的横向综合的教学。这些任务可以是具体的任务，也可以是真实性的问题情景（学科任务包含其中），使学生置身于提出问题、思考问题、解决问题的动态过程中进行学习。通过一个或几个任务，把有关的数学知识和能力要求作为一个整体，有机地结合在一起。学生在完成任务的同时，也就完成了所需要掌握的学习目标的学习。3、能力培养和知识学习相结合教学目标课程整合要求，学生学习的重心不再仅仅放在学会知识上，而是转到学会学习、掌握方法和培养能力上，包括培养学生的信息素养。学生利用信息技术解决问题的过程，是一个充满想象、不断创新的过程，同时又是一个科学严谨、有计划的动手实践过程，它有助于培养学生的创新精神和实践能力，并通过这种“任务驱动式”的不断训练，学生可以把这种解决问题的技能逐渐迁移到其他领域。4、“主导主体主线”三位一体的探究式教学模式在课程整合的教学模式中，强调学生的主体性，要求充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性。学生被看作知识建构过程的积极参与者，学习的许多目标和任务都要学生主动、有目的地获取材料来实现。同时，在课程整合中，教师是教学过程的组织者、指导者、促进者和咨询者，教师的主导作用可以使教学过程更加优化，是教学活动中重要的一环，它自始至终是以学生自主探究为主线的。5、个别化学习和协作学习的和谐统一信息技术提供了一个开放性的实践平台，利用它实现相同的目标，我们可采用多种不同的方法。同时，课程整合强调“具体问题具体分析”，教学目标固定后，可以整合不同的任务来实现，每位学生也可以采用不同的方法、工具来完成同一个任务。这种个别化教学策略对于发挥学生的主动性和进行因人而异的学习是很有帮助的。但社会化大生产的发展，要求人们具有协同工作的精神，在现代学习中，尤其是一些高级认知场合，要求多个学生能对同一问题发表不同的观点，学生可以在自主探究的基础上组成学习共同体，协作完成任务。（二）组建现代信息技术与高中数学课程整合教学平台系统课题组组建现代信息技术与高中数学课程整合教学平台系统主要包括“几何画板”、“Z+Z智能知识平台”、“图形计算器”、“高中数学虚拟实验室”和联接因特网的校园网组成。1、几何画板21世纪的动态几何几何画板是一个适用于几何（平面几何、解析几何、立体几何、三角函数等）教学的软件平台，它为老师和学生提供了一个探索几何图形内在关系的环境。几何画板操作简单，只要用鼠标点取工具栏和菜单就可以开发课件，它无需编制任何程序，一切都要借助于几何关系来表现，用几何画板进行开发速度非常快。几何画板还能为学生创造一个进行几何实验的环境：学生可以任意拖动图形、观察图形、猜测并验证，在观察、探索、发现的过程中增加对各种图形的感性认识，形成丰厚的几何经验背景，从而更有助于学生理解和证明。几何画板是一个个性化的面向学科的工具平台，这样的平台能帮助所有愿意使用技术的老师在教学中使用技术，也能帮助学生在实际操作中把握学科的内在实质，培养他们的观察能力、问题解决能力，并发展思维能力。2、Z+Z智能知识平台由中国科学院成都计算机应用研究所及广州大学兼兼职院士张景中先生研制开发的Z+Z智能知识平台，是一种能够引用知识、运用知识、传播知识、学习知识和发展知识的计算机软件平台。它由平面几何、立体几何和解析几何等课程的知识平台组成，适合培养学习者的创新能力，支持教师在这个平台上进行多媒体课件的二次开发，是一个便于在课堂演示教学和学生利用光盘进行个别化学习的知识平台。Z+Z平台是以信息技术为支撑改革中学数学课的一个有效工具。3、图形计算器目前,科学技术的发展,已使计算器从函数型时代跨入了绘图型的时代.在绘图型计算器中,尤以美国德州仪器公司生产的TI-83plus以及TI-92plus计算器影响最大,目前已经有多所中学在探索性课程中使用了这两种型号的计算器。图形计算器有别于传统工具的两个重要特征是，探索功能和多重表示功能。前者使得学生在使用它时，把数学学习的过程变成了自己认识数学的过程。在对数学的不断探索之中，建构自我的数学认识。后者使得数学的本质?即数学是关于模式的科学?得到了实现的可能性。所以图形计算器与数学教学的结合无论是从数学的本体论来看，还是从数学教学的认识过程来看，都给我们提供了一种全新的解决方案。4、高中数学虚拟实验室首页策略库资料库题库积件库课件库软件库教案库课题研究档案你现在的位置：首页高中数学虚拟实验室本学习系统为高中数学学习软件，可供教师教学使用，也可供学生自学选用。本学习系统的内容包括：策略库、资料库、题库、积件库、课件库、软件库、教案库和课题研究档案等，可根据需要调用。友情链接策略库课件库友情链接中国数学网资料库软件库几何画板世界中学数学教育网站题库课题研究档案图形计算器世界数学奥林匹克俱乐部积件库教案库孙悟空搜索引擎中华人民共和国教育部中国中小学教育教学网数学教与学趣味数学王国注：本学习软件由江西省乐平中学“信息技术与高中数学课程整合”课题组制作。（三）构建现代信息技术与高中数学课程整合的“主导主体主线”探究式教学模式我们将信息技术与高中数学课程加以整合，构建了以培养学生数学创新精神、创新能力和解决实际问题的能力为宗旨，以数学实验为主要教学方法，以学生自我评价为主要评价方式，以建构主义“学与教”理论、“学习环境”理论和“认知工具理论”为主要理论依据的，以学生为主体、教师为主导、学生自主探究为主线的“三位一体”探究式教学模式。具体来说，主要有以下三种基本模式：1、基于信息技术的高中数学自主探究式教学模式：创设情境-提出问题-自主探索-网上协作-网上测试-课堂小结1如图2、基于信息技术的高中数学协作探究式教学模式我们构建的以学习共同体为主要载体的网上协作探究式模式有竞争、辩论、协同、伙伴、角色扮演等五种模式；竞争式协作学习模式：两个或多个学习者针对同一学习内容或学习情景，进行竞争性学习，看谁能够首先达到教育目标。我们在实验教学中，通过网络先提出一个问题，并提供解决问题的相关信息，或由学生自由选择竞争者，或由教师指点竞争对手，然后由开始独立解决问题，同时也可以随时监看对手的问题解决情况。辩论式协作学习模式：协作者之间围绕给定主题，首先确定自己的观点；在一定的时间内借助虚拟图书馆或互联网查询资料，以形成自己的观点；辅导教师（或中立组）对他们的观点进行甄别，选出正方与反方，然后双方围绕主题展开辩论；辩论的进行可以由双方各自论述自己的观点，然后针对对方的观点进行辩驳；最后由辅导教师（或中立组）对双方的观点进行裁决，观点论证充分的一方获胜。协同式协作学习模式：多个学习者共同完成某个学习任务，在共同完成任务的过程中，学习者发挥各自的认知特点，相互争论、互相帮助、相互提示或是进行分工合作。伙伴式协作学习模式:在网络环境中，学生有许多可供选择的学习伙伴，学生通过选择自已所学的内容，并通过网络查找正在学习同一内容的学习者，选择其中之一经双方同意结为学习伙伴，当其中一方遇到问题时，双方便相互讨论，从不同角度交换对同一问题的看法，相互帮助和提醒，直到问题解决。角色扮演式协作学习模式:让不同的学生分别扮演学习者和指导导者的角色，学习者负责解答问题，而指导者帮助学习者解决疑难，在学习过程中，双方角色可以互换。网上协作的主要途径有人机协作、生生协作、师生协作等三种途经。教师在指导学生进行“协作学习”时，必须注意处理与“自主学习”的关系，把学生的“自主学习”放在第一位，“协作学习”在“自主学习”基础之上进行。23、基于信息技术的高中数学完全探究式教学模式我们初步构建了以培养学生创新精神、实践能力与数学科研能力为宗旨，以学生研究性学习为主要学习方式的，面向21世纪的以科学探究为主要方式的高中数学完全探究式学习教学模式：提供选题确定课题组成课题组实施研究撰写报告交流研讨成果鉴定，其模式流程图如下所示：（四）基于信息技术与高中数学课程整合的“主导主体主线”教学设计1、“主导主体主线”教学设计的教学设计原则：以问题为核心驱动学习；强调以学生为中心；学习问题必须在真实的情景中展开；强调学习任务的复杂性；强调协作学习的重要性；强调非量化的整体评价，反对过分细化的标准参照评价；要求设计学习任务展开的学习环境；应设计多种自主学习策略。2、“主导主体主线”教学设计的教学设计流程3、“主导主体主线”教学设计的特点：1教师是教学过程的组织者，学生建意义的促进者，学生良好情操的培育者；2学生是信息加工与情感体验的主体，是知识意义的主动建构者；3教学媒体既是辅助教师教的演示工具，又是促进学生自主学习的认知工具与情感激励工具；4教材不是唯一的教学内容，通过教师指导、自主学习与协作交流，学生可以从多种学习对象（包括本门课程的教师、同学以及社会上的有关专家）和多种教学资源（例如图书资料及网上资源）获取多方面的知识。3五、课题研究的自我评价1、主要特色教学改革思路的创新：将现代信息技术与高中数学课程加以整合，重塑高中数学教学结构。教学环境的创新：由单一的“粉笔+黑板”封闭型环境转变为多样化的“多媒体网络”开放型环境。教学评价方式的创新：由单一的教师评价方式转变为以学生自我评价为主的多种形式的评价方式。以建构主义“学与教”理论、认知工具理论、学习环境理论为主要理论依据。2、不足之处课题组虽然按预期时间较好地完成各项研究任务，我们组建的现代信息技术与高中数学课程整合教学平台系统已初具规模，但由于种种原因它远未发挥它应有作用。我们对现代信息技术与高中数学教学设计的整合有一定的研究，但还不深入，我们计划在将教学设计作为下一个研究课题。