信息技术与数学教学整合

 的改革创新  

【摘 要】 “信息技术与课程整合”可为新型教学结构的创建提供最理想的教学环境。本文就信息技术与学科整合的理论具体分析了目前小学数学教育教学改革的现状。在建构主义学习理论的指导下，把以计算机和网络通讯为核心的信息技术作为促进学生自主学习的认知工具与情感激励工具，实现促进信息能力发展的发现式与协作式学习，来促进传统的小学数学教学方式的根本性变革，从而达到培养学生创新精神与实践能力的目标。

【关键词】 信息技术  整合  改革创新 

以信息化整合数学教学，就是将现代信息技术作为工具和手段渗透到数学教学中，以数学知识的学习过程为载体，达到更好地掌握信息技术以及培养学生信息素养和综合能力的目的。教育部“关于在中小学普及信息技术教育的通知”中指出：信息技术与其他学科教学的整合，要求广大教师在其他学科的教学中广泛应用信息技术手段并把信息技术教育融合在其他学科的学习中。各地要积极创造条件，逐步实现多媒体教学进入每一间教室，积极探索信息技术教育与其他学科教学的整合，努力培养学生的创新精神和实践能力，促进中小学教学方式的根本性改革。这段话不仅明确指出了信息技术与学科课程整合的具体目标，而且还揭示了它的深刻内涵即要实现信息技术与学科教学的“融合”。笔者在建构主义学习理论的指导下，把计算机和网络通讯为核心的信息技术作为促进学生自主学习小学数学的认知工具与情感激励工具,改革传统以教师为中心的教学结构和教学模式，积极创造有力条件，从而达到培养学生创新精神和实践能力的目标。本文就如何把信息技术与小学数学教学中发挥学生主体作用、提高教学效率、促进协作学习和发展信息能力等方面整合的教学改革创新谈自己的看法。

  一、    发学习兴趣，发挥主体作用

心理学认为：兴趣是人们对事物的选择性态度，是积极认识某种事物或参加某种活动的心理倾向。它是学生积极获取知识，形成技能的重要动力。可见，兴趣是一种积极作用的情感。人机交互、立即反馈是计算机的显著特点，是任何其他媒体所没有的。多媒体计算机进一步把电视机所具有的视听合一功能与计算机的交互功能结合在一起，产生一种新的图文并茂、丰富多彩的人机交互方式，而且可以立即反馈。这样一种交互方式对于小学数学教学过程具有重要意义，它能有效地激发学生的学习兴趣，使学生产生强烈的学习欲望，从而形成学习动机。如一年级学生刚学完加减应用题，在综合练习中运用媒体设计出富有生动情趣的课件进行练习：“远处有青山，近处有湖水，蓝天上有白云飞鸟”（配有语音朗读）。湖中有一只小船，船上有6名少先队员，其中男生4名，女生2名；划船的1名，另有坐船的5名；湖面的远处有5只白鹅，近处有3只白鸭；岸上有杨柳2棵，白杨7棵；树上有9只麻雀，1只小燕子。课堂上学生看着自己喜爱的小动物，一边观察，一边思考着其中所孕含的数学问题。在渴望展示自己才能的心理支配下，按照自己的学习基础、学习兴趣来选择不同的条件，独立思考问题，不仅能从新颖的画面上表现出能把具体形象的事物转化抽象的数学知识，而且很好地使观察、思维能力获得训练：求船上的总人数；男女生差数；划船的和坐船的人差数；白鹅、鸭子的总只数；白鹅、鸭子的差数；杨柳、白杨总棵数和杨柳、白杨的差数；麻雀、小燕子的总只数和麻雀、小燕子的差数等各式加减法应用题20多道。同学们还可以在网上相互学习大家编的而又自己感兴趣的题目。

小学数学教学改革创新在强调主体教育，即便通过主体教育把学生培养成为具有现代思想、自我意识，能有效地、主动地、创造性地、自主地进行社会认识和社会实践的人。让学生生动活泼地主动发展，是主体教育思想的精髓，也是创新精神、创新意识、创新能力培养的首要条件。按认知学习理论的观点，人的认识不是外界刺激直接给予的，而是外界刺激与人的内部心理过程相互作用产生的。必须发挥学生的主动性、积极性，才能获得有效的认知，而计算机像学习伙伴一样和你进行讨论交流，这种主动参与性就为学生的主动性、积极性的发挥创造了很好的条件，即能真正体现学生的认知主体作用。在教学过程中一要激活学生的主体意识，调动参与热情；二要拓宽主体空间，提供参与机会。多媒体“动”性强，传递信息量大，速度快，再加上交互性强，使高密度、大容量的训练和信息交流成为可能，这样就优化了学生的学，也优化了教师的教，达到“精讲多练”的目的。在应用题教学中，这一优点尤显突出。我常常用电脑设计各种选择题，一题多变题等等，在教学实践中我发现，这种呈现方法比传统教学出示题目的方法可节约至少一半时间，而且教学过程清晰、简洁，还可以配上声响，效果很好。如计算这么一组题：果园有苹果树24棵：①梨树的棵数是苹果树的1/4，梨树有多少棵？②苹果树的棵数是梨树的1/4，梨树有多少棵？③梨树的棵数比苹果树多1/4，梨树有多少棵？④苹果树的棵数比梨树少1/4，梨树有多少棵？这是一组一题多变、一题多练的习题，学生可利用电脑给出的题目，按入数字键。如果做错了，错误的式子会静悄悄地一闪一闪，提示你算错了，这样又减轻学生的心理负担；如果做对了，就响起掌声。这样既符合启发性教学原则，又有效地协助了教师的“导”，充分发挥了学生的主体作用。

  二、创设生活情境，提高教学效率

著名的数学家华罗庚说过：“人们对数学早就产生了枯燥乏味的印象，成因之一便是脱离实际。”数学是应用性很强的学科，《小学数学教学大纲》明确规定：应使学生初步学会应用所学的知识和方法，解决简单的实际问题。因而在教学实际中，我们应积极根据教材有意识地引导学生把现实问题数学化，把数学知识生活化。然而常规教学由于受到时间、空间的限制，不能创设很多的实际生活情境，限制了学生应用知识解决实际问题的能力发展。多媒体教学正好弥补了这方面的不足，它能创设丰富的虚拟应用情境，为我们解决了这个难题。如“元、角、分的认识”是小学数学教材中学生比较难掌握的学习内容。学习后为使学生能够将知识灵活地运用到生活实际中，我便运用多媒体手段为“元、角、分”的练习创设了一个“虚拟现实”情境----一个挂满各种不同价格商品的“商店”，为学生创造一种身临其境的完全真实的感觉。而当学生看到那么多自己心仪已久的玩具和学习用品在眼前时，他们的心早就开始蠢蠢欲动，勾起了他们强烈的“够买欲”，迫不急待地拿起手中的鼠标去“购物”，根据电脑显示（配有卡通人物）让自己充当售货员或消费者参与到商场中去“工作”，思考着用手中的钱如何简便地买到放在“商店”里的商品，或者如何准确地拿出你所要付的钱，或怎样为顾客找零钱等进行仿真练习“购物”，学习的气氛达到了高潮。练习中电脑会结合你购物的情况不时地发出“你真聪明”、“太浪费了，省点儿用啊”、“这么多钱你能买得到它吗”、“找对了吗”等提示语，学生从中得到正确、合理花钱的思维训练和思想教育。这样把所学的知识与生活实际通过多媒体技术紧密地联系在一起，缩短了教材内容和生活经验之间的距离，既提高了学生解决实际问题的能力，又提高了教学效率。

又如关于开放探索性问题的解决，需要提供一个便于学生探试的环境，有时又需要创设富有启发性的问题情景。有了信息技术情况就和传统教学大不一样了。如提出一个有关正方体的截面问题，在电脑的屏幕上我们问：“设想用一把无比锋利的刀，猛地朝一个正方体的物体砍下来，截面是什么图形？”给学生留出猜测的时间之后，计算机可以根据学生的猜想、操作用不同的角度对此给出动态模拟的图景，显示出不同形状的截面，并由此引发出一系列能激发学生兴趣的有关截面的问题。

  三、培养合作意识，促进协作学习

    建构主义理论提倡，在教师的指导下组织学生协作学习（开展讨论与交流），并对协作学习过程进行引导使之朝有利于意义建构的方向发展。在协作学习过程中，学生通过讨论、交流，通过不同观点的交锋、补充、修正，加深每个学生对知识的理解和内化。协作学习让学生充分发挥主动性，根据自身行动的反馈信息来形成对客观事物的认识和体验。通过这种协作环境，学生个体的思维与智慧就被整个群体所共享。

诚然，网络式的现代教育技术为学生的协作学习提供了可能。而教师在学生协作学习的过程中要尽可能应用网络技术强化监控、调节、促进的作用。在此过程中，教师可以利用网络的群组管理功能，将学生依实际分成若干小组，指导学生协作；利用监看监听功能，可对每位学生所观看的材料、聆听的声音和学生说话的内容进行监视和监听，以便及时获得反馈信息，为进行有效讲评创造条件；利用广播功能和学生终端，可向全体学生提供典型个案，采用教师指导、学生参与的形式实时讲评，及时修改。从而大面积、多层次、多形式地组织参与教学活动，充分发挥学生认知主体的作用。网络教学的优势就在于人机互动促进学习结构的优化，提高学习效率。效果的评价是检测教学过程的有利手段。如传统的数学练习教学，一方面老师疲于修改作业，浪费了大量的时间和精力，但学生只关心分数；另一方面学生从完成练习到讲评需隔一段较长的时间。当教师讲评时，学生的记忆和情绪已淡化，兴奋不再，从而使练习收效甚微。由于计算机网络的运用，使学生的这种被动地位发生了根本变化，主体作用得到了充分发挥。利用多媒体的音像演示功能，将学生的典型练习方法调用到每位学生的电脑屏幕上，让大家畅所欲言，各抒己见，互相交流，共同评议。通过相互评论，相互观摩，既听取别人的修改意见，开拓思维空间，又能知己不足，取长补短。此外，教师发现问题可与学生通过终端耳机进行一对一的直接对话，及时给予个别辅导，而且练习的优劣随时可供师生共同鉴赏、讲评。这种运用及时捕捉信息，及时反馈，及时纠正，及时调控的评价模式，效果自然好得多。同样有些题目对某一个人来说比较难解决，需多人共同研究才解决问题，这是网络教学优势所在，也是新世纪全人类生存的必要条件之一。

如在网络氛围下各种形式的应用题编题教学有效地激发了学生的情感，促进了学生的思维活动，使学生尽快地将所学知识内化并形成能力。一是增强了搜集、整理材料的能力。电脑练习由于快速输入的需要，当学生理解题目后，便主动搜集材料，或实地考察，或查询资料，或同伴讨论，将思考结果存入电脑，有效地消除了书本练习时“望书兴叹”的障碍。二是培养了初步的创新意识。常规练习需教师的指导，学生“领悟”很难深入。利用网络，学生可自行调用不同层次的练习，由于学生注意力集中在自己构思的形象中，在相关因素的启发下，容易闪现灵感，捕捉各种灵感是构思新形象完成创造的关键。三是培养合作精神，在编题的过程中充分调动学生的合作性。巴甫洛夫学说认为，在学习活动中，如果有多种分析器参加，可以提高大脑皮层的兴奋度，促进暂时联系的形成，如果仅有一种分析器连续地进行活动，大脑皮脑就容易产生内抑制。网络练习学生左右手同时击键，视觉表象与动觉表象结合，发展了学生的动作技能。头脑中大量素材高速组合，需要学生借助于内部语言的多种联想，发展了学生的心智技能，从而促进了智力和能力的发展。

如数学第一册中运用多媒体技术制作的一个课件，先出示河岸上有5只鹅，其中4只站立，一只卧着。接着从水中游来3只，稍停，再从水中游走3只鹅。这时学生便可列出：5＋3＝8（只）、3＋5＝8（只）、8－3＝5（只）、8－5＝3（只）、3＋4＋1＝8（只）、4＋1＋3＝8（只）、1＋4＋3＝8（只）、8－1－4＝3（只）、8－3－4＝1（只）、8－1－3＝4（只）等算式。从所列算式和学生学习实际中可以看出，他们并没有停留在一题一解和一个人练习上，而是表现出相当的思维变通性和学习协作性，蕴含着带有创见的编题，解题的思维因素，实际上是多向思维的雏形。

  四、培养创新精神，发展信息能力

    江泽民总书记曾经深刻地指出：“创新精神是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”在小学数学教学中进行创新教育，是时代的需要，是教育教学改革的需要。如何培养学生的创新精神和实践能力，是目前值得深入探讨的问题。创新精神的最大优势是学生在创造性活动中、突破现状、有所发现、有所创新。小学生的思维特点是形象思维占主导地位逐渐向抽象思维转化，然后培养学生的创新能力。在小学数学教学中，如何根据小学生的思维特点，运用现代教育技术，发挥多媒体直观、形象、化静为动的优势，给学生提供想象力的介质，创造宽松、和蔼的学习氛围，架设起思维的桥梁，就能达到培养学生思维的目的，并为培养学生创新精神和实践能力提供一个崭新的天地。然而创新教育的重要部分是求异思维，它属于横向思维，能对同一研究对象，从不同的角度、不同的层次提出问题的各种思路和方法，在此基础上再选出最佳方案，因此具有可贵的创造价值，利用多媒体技术进行发散型教学，是培养思维求异性的有效途径，对同一思维对象不拘泥于唯一答案，可以从不同角度、以不同方式、在不同层次上做出立体的交叉答案。如学过三角形的初步知识后，教材中有这样一道题（见图1），要求学生找出图中有几个三角形。多数学生对图中的三角形的个数都找不全。我在教学中出示一个课件，把图形由易到难进行分解、分析，问题便迎刃而解。为了提高学生的抽象、概括、推理能力，我又用CAI课件在图2的三角形中要求学生画一条经过某一个顶点的划分线将其划分为两部分（见图3），全班同学都知道是3个三角形。接着要求学生四人组成一个学习小组进行合作，一起讨论再加一条同样经过这一顶点的划分线时有多少个三角形？3条呢？4条呢？……，经过课件自行演示和学生的协作学习，使学生能清楚地找到相应的三角形的个数。正当学生获得这阶段成功时，课件又演示“按这样分发，100条、2001条划分线可分成后有几个三角形？”经过小组协作研究，个别小组得到具有一定规律的结论： 、 等（n表示划分线的条数），学生的思维得到一定的发展。到最后，加一个课外讨论题：如果划分线没有规律，那么求三角形的个数有没有一定的规律？

社会的进步要求我们具有现代化的数学修养，具有发现、提取、分析和处理信息的能力。现代社会所必需的（也是数学现代化发展趋势）收集处理信息数据、发现和提出问题、合情推理以及估计意识、应用意识、运筹和优化意识、创新意识等都应成为小学数学教学致力培养的目标与内容。同时这也是21世纪数学教学改革的新理念：即通过信息技术和数学教学的整合，使学生体会数学与自然及人类社会的密切联系，体会数学和信息技术的应用价值，增进对数学的理解和信息技术运用的信心；学会用数学和信息技术的思维方式去观察分析社会，去解决日常生活中的问题，从而培养学生的数学生活创新和发展信息的能力。如要求四年级学生分析用“煤气”和用“电”做同样多的米饭哪个更便宜？研究时学生先应了解：比如电饭煲的功率是800W，每小时用电量为0.8度，每度电0.5元钱；煤气一桶60元，大约连续可烧60小时。再要通过生活实践：电饭煲每次烧饭需24分钟，花费0.50 ╳ 0.8 ╳ 0.4=0.16元；煤气每次烧饭要15分钟，花费60÷60 ╳ 0.25=0.25元。通过生活实践，学生利用一周的时间把自己收集资料后做好的题目放在教学网上供大家参考，全班同学就可以获得几十种不同渠道收集信息的结果，最后通过讨论才可下结论回答问题。

现代各国综合国力的竞争，关键在于高新科技和技术的竞争，而数学是科学和技术的基础。“高新技术的基础是应用科学，而应用科学的基础又是数学”，小学数学和小学数学教育在现代社会中占有很重要的地位。本世纪以来，数学本身得到空前的发展，计算机的应用已形成了数学技术。“数学不仅发挥其基础和应用的功能，而且在现代社会中已成为不可替代的关键技术”。现代数学已经深深地融合了算术、代数、几何、分析等传统领域的结果和统计学、运筹学、计算机科学等应用领域的新方法，成为一个极为广泛而有力的工具。我们应进一步明确小学数学在基础教育中的地位，加速小学数学教育和信息技术的整合，探索小学数学教育现代化之路。

参考文献

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[2] 何克抗.北京师范大学.《多媒体教育应用的重大意义及发展趋势》. www.nrcce.com/Expert.htm

[3] 常生龙.杨浦高级中学. 上海.《用信息化整合学科课程的思考》.《上海教育》，2001（10）.