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现代教育技术在数学课堂的合理运用

[内容摘要]
 随着我国城乡教育的发展，学校的教学设施和教学手段的不断现代化，计算机、实物投影仪等迅速使用于教学，实现了多种教学媒体的综合化，这已经成为教学技术现代化的一个重要趋势.
信息技术使我们的课堂教育教学包括教学内容、教学模式、教学过程等都发生了巨大的变化；丰富了教学内容中信息的来源，为学生提供广泛的、具有时代意义的学习素材；改变了数学教学模式，为学生提供了自主探索的学习空间；优化了教学过程，改变了学习方式，为学生提供知识探究、实现学习“再创造”提供了条件，为数学新课程的实施增添了活力。
关键字：现代化教育技术  高中数学教学  取代
正文：
现代信息技术已被广泛应用于中学数学课堂教学，它直接介入了“教与学”的活动过程，使得学生能在它所创设的开放的教学环境中，不受空间的限制选择适合自己的学习方式来获取数学知识，并从中培养自己的创新能力与信息素养。信息技术使我们的课堂教育教学包括教学内容、教学模式、过程等都发生了巨大的变化，为高中数学新课程的实施增添了活力。
一、丰富了教学内容中信息的来源，为学生提供广泛的、具有时代意义的学习素材。
学习不是老师向学生传递知识信息，学习者被动地吸收的过程，而是学习者自己主动构建知识意义的过程。每个学习者都是在其现有的知识经验的基础上，通过对新信息主动地进行选择加工，从而建构起自己的理解，丰富自己的内心世界和想象力。如：教学“空间几何体”时，放映“神州五号”载人飞船升空的场景和各种动物、植物、建筑物图案，让学生体会几何构图的优美，增强学生丰富的想象力。再如：教学：“对数”的概念后，利用信息技术介绍“对数形成历史背景”的内容，介绍我国清代数学家戴熙（1805—1860）在解决这一问题中取得的成就，让学生在感受我国数学家取得的成就的同时，体会科学道路的艰辛与遥远，激励自己向这些老一辈数学家学习，从小养成坚韧不拔、不畏艰难、刻苦向上的精神。让学生在良好的信息背景下，使自己原有的知识经验系统发生新的变化，从而来发展自己的想象力与创造力，自主建构自己的理解与感悟。
适宜的信息背景，是学生自主构建的客观前提。只有在足够的信息背景下，学生才能有“选择、加工、探索”的空间；只有选择贴近学生生活的情景信息，才能激发学生的学习欲望，达到知识的自主构建。只是我们数学课堂教学信息来源单一，主要依靠课本、教学具，所提供的信息量也极为有限。课本上很多知识点几年不变，容易造成信息过时，而导致学生与社会实践脱节。而且教学具的制作花费的时间多，数量又有限，难以资源共享。面对快速发展的社会，这些信息的数量与质量的提供是远远不够的，也无法达到使学生所学与时代同步的目的。所以我们可以通过互联网这个知识信息库，来改变信息来源，为学生学习数学提供更广泛、具有强烈时代意义、真实感强的素材。让学生通过网面的浏览，上传、下载技术，有效的提高信息的数量与质量，同时通过学生对信息的更新、增值，来完善自己的知识结构，丰富自己的内存，利于学生更富有创新的潜能，发展自己的创造力与探索力。例如：在“中心投影和平行投影”一课的教学中，先用多媒体演示一些日常生活中常见的投影例子，如：手影表演、皮影戏等；并提问：这些图形美吗？美在什么地方？让学生通过广泛的讨论与交流，体会到中心投影给人类带来的美的享受，并初步感受到中心投影的特点，知道美的关键所在。接着运用现代教育技术，从网上寻找资料，下载多张图片，从不同角度进行投影引出三视图。图片涉及的范围相当广，但都是学生从电视媒体及生活周围所常见的。并将图片按类别制成若干网页，让学生运用现有的网络技术进行浏览、分析、比较。从而深刻认识视图的含义、特点。现代信息技术所提供的丰富素材不仅使学生对此图形有了更深入更全面的认识，也让学生真实地感受到了图形的对称美，增强他们的审美情感，激发了学习热情。课后，不少同学根据所掌握的知识创造了自己的视图的画法，创作了许多漂亮的三视图的图形。而且学生依然热情未减，继续通过互联网查找、下载图片，并与同学一起欣赏、交流。这样一来，不光信息的来源更广、更开放。也合学生成为了信息的搜集者和提供者，锻炼了学生的实际操作能力。学生不但学到知识，也很好地培养了自己的信息素养。
二、改变了数学教学模式，为学生提供了自主探索的学习空间。
数学教学活动必须建立在学生的认知水平和已有的知识经验基础之上。教师应激发学生的学习积极性，向学生提供充分从事数学活动的空间和机会，帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真正理解和掌握基本的数学知识与技能、数学思想方法，获得广泛的数学活动经验。所以教师必须要改变传统、单一的知识传输的教学模式，以多种方式引导、帮助每一个学生掌握有用的数学。而现代教育技术手段具有信息呈现多媒体、信息流通多渠道、信息反馈多样化等特点，有利于改变传统的粉笔＋黑板＋一张嘴、信息单一的呈现和流通形式。现代教育技术在创设教学情景，培养学生学习兴趣，突破教学重难点，实行个性化、协作等方式的教学、促进教育教学改革作用是有目共睹的。
1、自主探索，加强网络协作研究讨论
建构主义教学理论认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义构建”是学习环境中的四大要素或四大属性，其中“协作”、“会话”是两大要素。利用网络技术为学生创设一个自主探索、研究、协作交流的学习环境十分必要，有利于学生学会思考、学会学习、学会合作。当学生在共同探讨或研究某一个问题时，他们可以通过小组交流、网络在线实时异地对话、互发信息等多种方式进行学习、交流和探讨，这样可拓宽传统意义上的协作学习，为学生学习创造一个更广阔的空间，培养学生的合作意识以及处理信息、合成信息的能力。
2、教学知识点的动态模拟演示
模拟演示是教师帮助、引导学生学习时常用的一种方法，但常规教学手段下，教师的示范或某个操作的演示往往不能受到理想的效果，而计算机的模拟演示功能却能使之很好的实现。如：教学《指数函数》图象平移时，学生最容易形成“左加右减”的误解。为了消除学生这一误解，创设了这样的教学情景：先在计算机屏幕上出示了一组指数函数画面，要求学生先画出它们的图象。结果大部分学生画图错误。于是要求学生分小组通过画、比、议等多种方法进行验证，得出正确的答案。为使学生获得进一步的直观验证，展现认知过程，出示了一个高亮度的图象，让学生亲眼目睹图象由图象形成过程。达到激活知识点，加深对科学知识的印象与理解，发展他们发散思维的目的。
三、优化了教学过程，改变了学习方式，为学生提供知识探究、实现学习“再创造”的条件。
有效的数学学习活动不能单纯地依赖模仿与记忆，动手实践、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。由于学生所处的文化环境、家庭背景和自身思维方式的不同，学生的数学学习活动应当是一个生动活泼的、富有挑战性和探究价值、适合学生参与和动手操作、多种交互、合作交流的教学过程。现代信息技术具有信息流通实时高效传输异步、同步，在线实时交互等特性，能够很好地解决数学教学过程中常规教学方法不能解决的问题，并优化教学过程。而且数学的学习也是一个“再创造”的过程，学生可以在大量的具体例子及实践活动过程中，自己“再创造”出各种不同解法，或者发现规律。现代教育信息技术能根据教学内容，利用多媒体网页工具将需要呈现的学习内容以多媒体、超文本、友好互动为学生提供数字化次源所创设的虚拟环境，让学生作为创造者在真实的体验中探索和发现，理解事物的本质，掌握数学规律。在这种环境下，学生掌握知识的过程实际上是经历前人的发现过程，经历知识的产生和发展的过程，是“再创造”的过程。
如：教学《用二分法求方程的近似解》时，一般是通过画图先找出方程近似解所在的区间，然后计算区间端点和区间中点的函数值的大小。由于画图的不规范，达不到预期的教学效果。可利用多媒体软件让学生上机操作，根据数据来寻找规律。本节课非常重视对学生信息获取能力、信息处理能力及分析能力和实际操作能力的培养，让学生通过多媒体来参与教学的全过程，学习熟练操作方法与思维方法，从而来突破教学的重难点。让学生进行独立思考、自主探索、合作交流。充分发挥信息技术的作用，转变学生的学习方式，使学习成为在教师指导下主动的、富有个性的、积极探索的过程，让学生在创造的过程中学会了观察、分析、类比、归纳、概括等数学方法。
大量的教育实践证明：高中数学新课程的实施应重视学科间的整合，抓住信息时代和数字化世界所带来的机遇，合理运用、开发、设计现代教育技术资源，既保证学生能获得开放性的数学知识，又能培养学生的信息素养，理解信息带来的知识并形成自己的观点和知识结构。让学生在实践中学习，在合作中发展，自信地迎接时代的挑战，成为适应时代的探秘者！
由于多媒体（CAI）教学具有：施教自动化、教材形式丰富多样化、学习个别化等优点，越来越多的教师喜爱多媒体教学。那么在课堂教学中，数学教师如何合理使用多媒体呢？
前不久，笔者在一所中学听了一节数学新授课,内容是三角函数图像变换.教者精心设计了这节课,充分运用了多媒体.从我们走进课堂到离开课堂,都在感受到现代教学手段对课堂教学的影响,那美丽的图片,逼真的动画的效果，的确能引起学生的注意力，激发学生的学习兴趣。但是这节课听下来总感觉到和数学课要求有所差异，严格的来讲，更象一节语文课。那么，在数学课堂教学中如何用好多媒体，笔者提几点关于个人的看法，与诸位读者探讨。
一、 要在恰当的时候选用多媒体。
采用多媒体可以帮助教师实现施教的自动化和教材形式的丰富多样化，现在大多数学校都有多媒体教室。教师在教学的过程中，往往也喜欢采用多媒体。但是，笔者认为多媒体不能主导数学课堂教学。前面，笔者所提到的三角函数图像变换那节课，教者从开始到结束都在用多媒体，笔者发现在整个过程中，教者讲得少、写得少、做得少。学生一直在看、听、练。虽然，多媒体教学具有声、形、色并茂的特点，但是教师和学生的互动少，不能体现学生的主体地位。同时，这节课中该有的教师演示实验和学生的实验活动也变成了录象和Flash动画播放。这样一来，学生的动手操作的能力、观察分析问题的能力、自主探究的能力等，得不到很好的培养，这对学生的长远发展是不利的。
笔者认为，不是每节课都要用多媒体，更不是一节课从头到尾都需要用多媒体展示，尤其是一些CAI课件不可太多、过长使用，尽可能精练，能说明问题即可，否则就象心理学研究的那样：当人的头脑长时间注视屏幕的时候，头脑的活动会减慢，20分钟后脑电波显示大脑活动处于睡眠状态，思维活动受到屏幕内容的抑制，会分散学生的注意力，降低了对教学内容的理解、接受能力。同时还会使学生学习的主动性降低，想象力、抽象思维能力及逻辑思维能力减弱。
二、多媒体不能取代板书
由于多媒体具有较强的图文处理功能，许多教师在教学过中已经不重视板书，甚至不要板书。这样一来，学生对老师所展示的图片、动画、录象具有较深的印象，而对一些数学概念、归纳性的语言、知识的结构、解决问题的方法则印象模糊。这并不利于学生系统掌握所学习的内容。
教师的板书可以提纲挈领的表达讲课的内容体系和推导线索，能够突出教学的重点和关键，从而帮助学生理解和记忆。内容和知识的主次关系，通过教师的板书能得到很好的展现。同时，板书具有灵活、简便的特点，它应随着课堂教学的进行而逐步展开，这样很自然地使学生的注意力既集中于多媒体，又集中于板书的内容。在教学过程中，教师不是不要板书，而是要精心设计板书的内容，配合多媒体教学，以达到最佳的教学效果。
三、多媒体不能取代教师语言
教师的语言艺术首先是思维艺术，教学语言的组织和设计反映教师教学思维的深刻程度。由于多媒体能够将动画图象、文字注解和声音融为一体，在多媒体数学课堂教学过程中，许多老师让学生看的多（多媒体展示）、听的多（多媒体播放）、自己讲的少，以为这样可以突出学生的主体地位。这种想法说明教师的传统观念在发生改变，但是我们不能忽略教师语言艺术的作用，不能为了突出学生的主体地位而削弱自己主导课堂的作用。
教学是一门语言艺术，教师有声有色的语言能感染学生，风趣、生动的语言能赢得学生的喜爱、信赖和敬佩。在课堂教学中，往往教师的一句话：“你真棒”、“很不错”、“真行”，就能调动学生的积极性，激起学生学习数学的热情。
风趣的语言，还可以增强学生的自信心。例如，在评讲数学试题时，先不说答案，而是伸出右手食指和中指，说“是这个”，学生当然会明白这表示第二个答案正确，同时还明白这还表示“胜利”的意思，然后接着说：我们班永远是“这个”，从而使教学变得生动活泼而有趣，逐渐把教学活动推向高潮，这种互动的、活跃的课堂效果是多媒体所不能做到的。
四、多媒体不能取代数学计算及简单作图。
计算能力是数学的最基本能力，高中数学很多规律或结论都必须通过计算才能得出。而数形结合的思想也是高中数学解题的一个很重要的解题思想，因此学生必须具备基本的作图能力，这就需要学生在平常的学习中自己多动手，而多媒体对计算过程和作图过程很难进行全面的展示，对学生能力的培养不利，这就变成了在现代教学手段下新的“填鸭式”教学。 
数学是一门以计算，作图为基本能力的学科，计算，作图是数学学发展的科学基础。作为一名数学教师，要提高课堂教学效果，让学生从被动接受知识向主动接受知识转化。虽然老师亲自计算，作图教学比传授知识的教学方法要花更多的时间，但学生在探究过程中不仅可以锻炼思维，培养解决问题的能力，而且还可以培养学生的科学精神、科学态度和科学方法。让学生在自主探究实验中，经历了与科学工作者在科学探究时的相似过程，体会知识的获得途径，这远比“填鸭式”的看结果，看现图意义深远。我们不能培养“高分低能”的学生，而要培养思维活跃、实践能力强、富有创造力的人才。
总之，科技的迅猛发展，给我们的教育注入一股新鲜的血液，多媒体的使用使得我们在优化教学、重组课堂上有了技术支撑，但是我们在数学课堂教学中不能刻意追求教学手段的先进，而应该围绕教学目的，以学生为主体、教师为主导，利用身边每一个可能的积极因素，合理搭配教学的软硬件（包括传统的设备、设施），以学生的长远发展、培养学生的创造力为方向，实现课堂教学的多元化。

参考文献：
· 高中数学新课程实验教科书（必修1、必修2）（人教版）
· 信息技术与课程整合读本（刘儒德主编人民教育出版社）