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信息技术与高中数学新课程整合的模式与方法初探

信息技术高中数学新课程整合的模式主要有三种，基于课堂的常规模式、基于课堂的探究协作型模式和基于网络的研究性学习模式。下面简单介绍这三种模式以及相关的教学设计的一般步骤。
　　一、基于课堂的常规模式
　　1、基于课堂的常规模式简介
　　课堂讲解和演示仍然是一种普遍的而有效的方式，这种教学模式使用的教学设计理论是“以教为主”，主要活动是教师的讲授、演示和提问。教师将教学内容直接介绍给学生，引导学生理解和思考新内容，将它们和头脑中的原有知识观念整合起来，并通过练习活动巩固所学知识。
　　课堂讲解和演示不一定就是被动的、机械的、记诵的。如果教师能够灵活运用好多媒体课件，可以提高知识传授的效率和效果。多媒体课件集动画、声音于一体，因此，教师在教学中借助计算机，演示各种静态和动态的数学过程，通过声形刺激学生的大脑皮层，增加学生对知识的感性认识，理解抽象的数学概念。
　　例如在高中数学立体几何教学中，传统教学往往是教师通过繁琐而抽象的语言来讲解，而学生又往往无法理解和掌握教学中的难点和宏观的概念，然而通过演示，学生对空间的概念等知识的理解和掌握可以从抽象的文字记忆转化到形象的图文记忆中来。又如在函数图像等教学中，利用计算机演示动态函数图像过程，把用其它教学媒体很难或无法表示的数学现象演示出来，就能很好丰富学生感知，帮助学生理解抽象的数学概念。
　　2、基于课堂的常规模式方法教学设计的一般步骤如下：
　　（1） 创设情景
　　正式讲解之前，设计一段引子，创造利于学生接受的情境。如进行简短的复习、提出能激发好奇心的问题以及进行某种演示等。
　　（2）讲解新课
　　通过组织、界定、比较和举例等重要方法进行有效的解释。适时呈现一段文字、一个表格、一道解题过程、一幅图片、图画或一段动画片等，来传递一定的教学信息。呈现前，说明呈现的目的、与本课的关系、要注意的事项。
　　（3）保持学生的注意
　　讲解和演示时，可以利用有关学习策略和动机原理来保持注意力。呈现材料时，要提示学生所要注意的对象。
　　（4） 强化例题及练习设计
　　对所学知识进行巩固。
　　（5）进行总结
　　讲解和演示结束时，要组织讨论，进行归纳总结，强化学习内容。

　　二、基于课堂的探究协作型模式
　　1、基于课堂的探究协作型模式简介
　　以学习共同体为主要载体的课堂探究协作型模式有竞争、辩论、伙伴、角色扮演等四种模式。
　　（1） 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，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。
　　2）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。
　　（3）伙伴式协作学习模式
　　学生有许多可供选择的学习伙伴，学生通过选择自己所学的内容，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。
　　（4）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。
　　2、基于课堂的探究协作型模式教学设计的一般步骤如下：
　　基于课堂的探究协作型模式教学设计主要以建构主义理论指导思想进行设计。
　　（1）教学目标分析
　　在以教为中心的教学设计中，进行教学目标分析的目的是要从教学大纲所规定的总教学目标出发，逐步确定出各级子目标并画出它们之间的形成关系图。由形成关系图即可确定为达到规定的教学目标所需的教学内容。在以学为中心的教学设计中，进行教学目标分析的目的，如前所述，是为了确定当前所学知识的“主题”。由于主题包含在教学目标所需的教学内容(即知识点)之中，通过教学目标分析得出总目标与子目标的形成关系图，即意味着已经列出为达到该教学目标所需的全部知识点，据此即可确定当前所学知识的主题。
　　（2）情境创设
　　创设与当前学习主题相关的、尽可能真实的情境。建构主义认为，学习总是与一定的社会文化背景即“情境”相联系的，在实际情境下或通过多媒体创设的接近实际的情境下进行学习，可以利用生动、直观的形象有效地激发联想，唤醒长期记忆中有关的知识、经验或表象，从而使学习者能利用自己原有认知结构中的有关知识与经验去同化当前学习到的新知识，赋

(1)、利用《几何画板》，给学生一个“操作数学”的过程 , 在教师的引导下，《几何画板》可以给学生创造一个实际“操作”几何图形的环境，学生可以任意拖动图形、观察图形、猜测和验证结论，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对数学的学习和理解，同时《几何画板》还能为学生创造一个进行几何“实验”的环境，有助于发挥学生的主体性、积极性和创造性，充分体现了现代教学的思想。
(2)、利用《几何画板》，使学生有一个“实验数学”的机会,经过对学生的培训，让学生们掌握《几何画板》，使学生们直接参与课堂教学，在动手操作中学数学，这是一种新的教学模式，这种教学模式，不再有老师滔滔不绝地讲，代之以学生动手“做数学”，老师负责学习的组织，指导学生研究问题，帮助学生学习，成为学生学 习的帮助者，学生成为学习的主人.
(3)、利用《几何画板》，让学生自主开展“研究数学”的活动, 《几何画板》是一个动态讨论问题的工具，对发展学生的思维能力、开发智力、促进素质教育有着不可忽视的作用，用《几何画板》与学生共同探讨问题，探求未知的结论，可以开阔思路，培养能力

对于数学科学来说主要是抽象思维和理论思维，这是事实；但从人类数学思维系统的发展来说，形象思维是最早出现的，并在数学研究和教学中都起着重要的作用。不难想象，一个没有得到形象思维培养的人会有很高的抽象思维、理论思维的能力。同样，一个学生如果根本不具备数学想象力，要把数学学好那也是不可能的。正如前苏联著名数学家A.H.柯尔莫戈洛夫所指出的：“只要有可能，数学家总是尽力把他们正在研究的问题从几何上视觉化。”使用《几何画板》进行数学教学，通过具体的感性的信息呈现，能给学生留下更为深刻的印象，使学生不是把数学作为单纯的知识去理解它，而是能够更有实感的去把握它。这样，既能激发学生的情感、培养学生的兴趣，又能大大提高课堂效率。
新课程标准认为学生是数学教学过程的主体，学生的发展是教学活动的出发点和归宿，学生的学习应是发展学生心智、形成健全人格的重要途径。因此，数学教学过程是教师根据不同学习内容，让学生采取掌握、接受、探究、模仿、体验等学习方式，使学生的学习成为在教师指导下主动的、富有个性的过程。因此要求教师从片面注重知识的传授转变到注重学生学习能力的培养，教师不仅要关注学生学习的结果，更重要的是要关注学生的学习过程，促进学生学会 自主学习、合作学习，引导学生探究学习，让学生亲历、感受和理解知识产生和发展的过程，培养学生的数学素养和创新思维能力，重视学生的可持续发展，培养学 生终身学习的能力。我们必须在新课程标准的理念指导下，更新教育观念，真正做到变注入式教学为启发式，变学生被动听课为主动参与，变单纯知识传授为知能并重。在教学中让学生自己观察，让学生自己思考，让学生自己表述，让学生自己动手，让学生自己得出结论。正确认识自我，不断提高自身的综合素质，为培养全面发展的人才而奋斗。基于此，课堂教学应将学生的学习过程由接受—记忆—模仿和练习转化为探索—研究—创新，从而实现由传授知识的教学观向培养学生学习的教育观转变，逐步培养学生发现问题—提出问题 —分析问题—解决问题—再发现问题的能力。
教师主导、学生主体、让学生主动参与，培养和发展学生的创新思维能力，是新课程改革的目标，也是教师共同努力的方向。“几何画板”体现一种动态几何，它的运用能够激发学生学习兴趣,培养学生的合作探究精神和能力,训练学生发散思维能力,为学生提供自主学习和参与实践的平台,有助于发展学生创造性思维能力。
利用几何画板可以制作图形和图象的结合的动画，让学生观察图形、图象的变化过程，找出联系，发现规律。通过几何画板的“数”与“形”的相互转化，使规律更加直观化、简单化、具体化。
利用几何画板讲解抽象概念、验证定理、揭示动态规律有着特殊的优越性，不仅调动了学生的积极性，激发了浓厚的学习兴趣，而且实现了直觉思维与逻辑思维的有机结合，实现了对对概念、定理、规律等知识的创造性理解。
利用几何画板为创造了一个便于探索、及时反馈的环境，学生通过反馈的结果及时调整自己想法，逐步归纳出自己的猜想，完善自己的探究过程。同时也可以创建富有启发性的问题情景，通过数学实验培养学生的观察注意、实验操作、探究能力。
几何画板为数学实验提供了理想的环境、优秀的平台。几何画板功能强大，操作简单，几分钟就可以实现动画功能，而且能动态测量线段的长度和角的大小，通过拖动 鼠标可以轻而易举的改变图形的形状，因此完全可以用来让学生做数学实验，从而采用新的教学模式取代教师讲授、板书的灌输式教学模式，学生也有原来被动的 听、被动的接受知识过程转化为主动参与的过程，学生将以一个创造者、发明者的身份去探索知识，发挥了学生的主体作用，学生心理上会产生一种极大的满足感和 喜悦。而且学生通过实验实现同学之间的合作、交流，达到取长补短、集思广益的效果，是对问题的理解更加丰富、全面。