信息技術與數(shù)學學科課程整合-的階段性成果

1、“信息技術與數(shù)學學科課程整合”的階段性成果信息化是當今世界經(jīng)濟和社會發(fā)展的大趨勢，以多媒體技術和網(wǎng)絡技術為核心的信息技術已成為拓展人類能力的創(chuàng)造性工具。信息技術與其它課程的整合是中小學普及信息技術教育的主要目標之一，也是當前深化教育改革的“突破口”。國家基礎教育課程改革綱要（試行）中明確指出：必須“大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用，促進信息技術與學科課程的整合，逐步實現(xiàn)教學內容的呈現(xiàn)方式，學生的學習方式，教師的教學方式和師生互動方式的變革，充分發(fā)揮信息技術的優(yōu)勢，為學生的學習和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學習工具?！币蚨M行信息技術教育與數(shù)學課程整合實驗，探索課程整合的實施途徑和基

2、本方法，是深化教育改革的需要，也是我們教育工作者應盡的職責。1 課題實驗的目標與步驟1.1 實驗目標（1）在信息技術學科方面：探討如何在學科教學中培養(yǎng)學生在其他學科的教學活動中利用信息技術的能力與意識，為信息技術課程的改革提供理論和實踐的參考依據(jù)。（2）數(shù)學學科方面：探索通過信息技術與數(shù)學學科課程的整合，逐步實現(xiàn)教學內容的呈現(xiàn)方式，學生的學習方式，教師的教學方式和師生互動方式的變革，以優(yōu)化課堂教學，提高教學質量的方法與模式，為現(xiàn)代教育技術支持下的中學數(shù)學教學改革提供參考依據(jù)。1.2 實驗步驟（1）準備階段：2006年9月至2007年7月本階段主要任務是學習有關的理論，查閱教學、教改資料，調查教

3、學實際，了解亟待解決的問題，制定實驗方案，培訓實驗教師，設計教案。（2）實驗階段：2007年9月至2008年7月2007年9月至2008年2月，進行首輪探索性實驗研究，在初二兩個班采用實驗研究法進行實驗研究，完成形成性和階段性檢測，寫出階段報告和專題論文。2008年2月至2008年7月，在學校各年級以行動研究法為主進行第二輪推廣驗證性實驗研究，總結成果，撰寫專題告和論文。(3)總結階段：2008年9月至2009年7月本階段的主要任務是：進行終期總結，結題驗收，形成實驗報告、論文、教案集，完成學科教學網(wǎng)站和教學資源庫。2 實驗的基本原則2.1 “任務驅動”教學方法。采用“任務驅動”教學方法，把學

4、生置身于提出問題、思考問題、解決問題的動態(tài)過程中學習，通過任務，把計算機和數(shù)學科知識和能力要求作為一個整體，有機地結合在一起，學生在完成任務的同時，也就完成了所需要掌握的學習目標的學習。2.2 能力培養(yǎng)和知識學習相結合的教學目標。課程整合的最基本的特征，就是它的學科交叉性和立足于能力的培養(yǎng)。學生利用信息技術解決問題的過程，是一個充滿想象、不斷創(chuàng)新的過程，同時也是一個科學嚴謹、有計劃的動手實踐過程，十分有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。它使學生學習的重心不再僅僅放在學會知識上，而是轉到學會學習、掌握方法和培養(yǎng)能力上，使學生做到知識學習和能力培養(yǎng)的協(xié)調發(fā)展。2.3 “教師為主導，學生為主體”的教

5、學模式。在課程整合的模式中，強調學生的主體性，要求充分發(fā)揮學生在學習過程中的主動性，積極性和創(chuàng)造性。學生被看作知識建構過程的積極參與者，學習的許多目標和任務都要學生主動、有目的地獲取材料來實現(xiàn)。同時，在課程整合中，教師是教學過程的組織者、促進者和咨詢者，教師的主導作用可以使教學過程更加優(yōu)化，是教學活動中重要的一環(huán)。3 課題實驗實施情況3.1 探索創(chuàng)新，初見成效首輪探索性實驗是在初二兩個班采用實驗研究法進行，具體匯報如下： 3.11實驗方法（1）實驗對象根據(jù)我校教師任教和學生學習的情況，為了便于實驗操作及實驗變量的控制，選擇初二(3)班為實驗班，初二(6)班為對比班，兩班人數(shù)分別為53人和54人

6、。 （2）實驗變量及其控制(1)自變量：在總課時不變的前提下，分別對實驗班和對比班采用不同的教學方案。(2)因變量：學期末兩班學生信息技術和數(shù)學知識分別接受同一份測驗的成績,以及應用信息技術解決數(shù)學問題的能力。(3)干擾變量的控制：實驗班與對比班學生數(shù)量、基礎、師資力量基本相當；教材、課時、測試內容、評分標準完全相同；在實驗過程中，不讓學生知道在參加實驗。（3）數(shù)據(jù)分析處理本實驗采用準實驗設計中的不相等實驗組與控制組前測后測設計，并采用獨立樣本的Z檢驗對實驗結果進行統(tǒng)計分析。3.12實驗內容（1）信息技術課：對比班按大綱要求對教學內容分配課時。實驗班將每周2課時信息技術課程的教學任務壓縮為1課

7、時，由信息技術教師授課；另一課時用于幾何畫板教學及應用練習，由數(shù)學教師授課。（2）數(shù)學課：對比班采用傳統(tǒng)的教學方法和手段進行教學，實驗班在教學中以幾何畫板為基本軟件，教師講課時可采用現(xiàn)有的工具軟件（如Word,Powrrpoint等）作為輔助軟件。在實驗中我們堅持以下三大原則：一是效率原則。CAI的目標是解決傳統(tǒng)教學所面臨的低效問題，因此，必須在教學時間、精力，費用投入相對恒定的情況下，追求最好的教學質量和教學效果；二是與傳統(tǒng)教學媒體優(yōu)勢互補原則。并非所有的教學內容都要用計算機，如果用傳統(tǒng)教學手段能很好解決的內容就不必采用計算機處理，應當用計算機的優(yōu)勢克服傳統(tǒng)教學媒體的不足，實現(xiàn)計算機與傳統(tǒng)教

8、學媒體的優(yōu)勢互補；三是以教師為主導、學生為主體的教學設計原則。數(shù)學教學過程是教師和學生對數(shù)學的意義和價值進行合作性建構的過程。學生是認反饋調節(jié)創(chuàng)設情景組織交流變式訓練歸納小結引導探究知的主體，是意義的主動建構者，教師是學生建構活動的設計者、組織者、引導者、幫助者和促進者。必須按照這個原則來進行教學設計。根據(jù)現(xiàn)代教育理論及課題實驗的目的，我們構建了現(xiàn)代教育技術支持下的中學數(shù)學探究性學習課堂教學結構，其過程如右圖所示。3.13實驗結果(1)提高了學生的信息技術課的學習成績。初中信息技術是在初二才開始的學科，大家起點一樣。實驗班的學生在課時數(shù)只有對比班一半的情況下，在全市統(tǒng)一的結業(yè)考中仍取得較好的成

9、績（見下表）。初二信息技術結業(yè)考成績統(tǒng)計班級總人數(shù)平均成績標準偏差(S)Z值實驗班5385.5217.5192.548對比班5478.5919.369(2)提高了學生的數(shù)學學習成績。 上表直觀地反映了本實驗前后學生學習成績的變化情況。這兩個班在前測成績相近的情況下，經(jīng)過一個學期的教學，實驗班的優(yōu)秀率比對比班提高了23.2個百分點。兩班的平均分數(shù)相差7.73分。計算Z=3.14，P<0.01，說明實驗班和對比班在測驗的平均成績上存在顯著差異，實驗班的成績明顯高于對比班。從表中還可以看到實驗班的標準差明顯小于對比班，這說明實驗班的整體水平有所提高，成績分布相對集中，處于較好的穩(wěn)定狀態(tài)。而對比

10、班有兩極分化的趨勢，屬于不均衡發(fā)展。(3)培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神和綜合應用計算機與數(shù)學知識解決實際問題的能力。實驗班學生不僅數(shù)學成績有了顯著提高，而且計算機操作水平、應用意識有很大的提高，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神和綜合應用計算機與數(shù)學知識解決實際問題的能力。在校第四屆科技文化節(jié)中，我組織班級同學利用“幾何畫板”和“PowerPoint”軟件，自選課題制作課件并展示。陸娜等同學的“用運動的觀點，特殊化的手段，復習四邊形”，以新的視角，創(chuàng)造性地對四邊形的知識結構進行重組。潘仲賢等同學的“菱形的畫法”，綜合應用“幾何畫板”及幾何的有關知識總結出菱形的六種畫法。陳耀斌同學的“多邊形內角和定理證明”，利用幾何

11、畫板的動態(tài)功能得到了多邊形內角和定理的四種證法。這些課件均獲得了聽課老師好評。（4）初步構建了現(xiàn)代教育技術支持下的中學數(shù)學探究性學習課堂教學結構。根據(jù)該教學結構，利用幾何畫板軟件和網(wǎng)絡技術的平行線分線段成比例定理一課參加第二屆全國初中計算機輔助教學觀摩展示會現(xiàn)場示范課比賽，榮獲二等獎。（5）完成了三篇實驗報告：信息技術學科教學改革的實踐與探索、現(xiàn)代教育技術支持下中學數(shù)學教學改革實驗研究、信息技術與數(shù)學課程整合實驗研究及多篇論文。階段性實驗報告信息技術學科教學改革的實踐與探索獲省計算機教育優(yōu)秀論文一等獎，實驗報告現(xiàn)代教育技術支持下中學數(shù)學教學改革的實踐與探索獲省計算機年會優(yōu)秀論文一等獎。階段性實

12、驗報告信息技術與數(shù)學課程整合實驗研究獲省第八屆基礎教育論文評選一等獎。3.2 以點帶面，輻射推廣完成首輪探究性實驗后，我們于2001年12月20日進行了階段性匯報，并向全市開了“整合”示范課。首輪探究性實驗的成功，不僅探索出一條實施課程整合的途徑，也吸引了一批教師投身于課題研究之中。自上學期起我們在各年級進行第二輪推廣驗證性實驗，主要采用行動研究法。為了課題研究的順利實施，我們采取了以下措施：（1）在初一開設了信息技術課。按省頒教學計劃，信息技術課只在初二和高一開設，每周2課時。為了更好地進行課題研究，我們在初一年級開設了信息技術課，與“三防”課交叉，隔周上一節(jié),主要任務是教給學生計算機的基本

13、操作和數(shù)學教學中需要的一些工具平臺。如學生在學習統(tǒng)計圖的選擇時需要學習電子表格的制作，學習制作人口圖一課對人口相關問題探討時需要上網(wǎng)查詢以及學習簡單的網(wǎng)頁制作，任課教師都能根據(jù)教學需要，靈活安排教學內容，保證了數(shù)學學科的教學需要。（2）支持并規(guī)范教師的“行動研究”。教師只要教學需要都可以申請到網(wǎng)絡教室上課，并且每節(jié)課都給拍錄像。但要求授課教師課前必須根據(jù)教學目標制定教學計劃，繳交教學設計，課后認真觀看錄像，進行自我反思或組織沙龍式評課，繳交教學實錄和教后記。通過“計劃行動觀察反思”不斷提高教師的業(yè)務水平。我們于2003年3月13日向全市教師開了三節(jié)“信息技術與數(shù)學學科課程整合”課題研討課，分別

14、是初一實踐活動課、初二活動匯報課對稱知識活動匯報課和高一探究性學習課三角函數(shù)的圖象，均獲得聽課教師很高的評價。其中制作人口圖一課被評為福州市2002-2003學年新課程優(yōu)秀教學案例和20022003學年新課程優(yōu)秀課堂教學錄像；三角函數(shù)的圖象一課參加“福建省現(xiàn)代教育與中學教學改革課例展評交流會”，榮獲一等獎。經(jīng)過一段時間的實踐，我們形成了三本“信息技術與數(shù)學學科課程整合”論文、課例集，構建了高一數(shù)學教學網(wǎng)站和數(shù)學教學資源庫，課題實驗也不斷引向深入。4 討論與思考4.1 實驗班教學方案對學生的影響(1)有利于學生的發(fā)現(xiàn)學習。數(shù)學學科的高度抽象、形式化的特點，決定了學生在學習數(shù)學的過程中，要真正地理

15、解并掌握數(shù)學，進而領悟數(shù)學中的精神和思想方法，必須要經(jīng)歷一個“再創(chuàng)造”的過程。幾何畫板軟件和網(wǎng)絡技術為學生提供了一個十分理想的“做數(shù)學”的環(huán)境，學生在教師的指導下，或在教師所創(chuàng)設的情境幫助下，主動進行探索式、發(fā)現(xiàn)式學習，所有的新知識，通過自身的“再創(chuàng)造”，納入到自己的認知結構中，徹底改變了以講授“結果”為主，以“灌輸”為特征的數(shù)學教學模式，實現(xiàn)了對知識意義的主動建構。這對發(fā)展學生的認知能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力，提高數(shù)學素養(yǎng)是大有裨益的。(2)有利于誘發(fā)學生良好的學習動機。學習心理學的理論指出：動機在學習中是很有效能的一個因素，它對人的學習可以發(fā)揮明顯的促進作用。計算機引入數(shù)學教學，使學生的學習方

16、式由“聽講”、“記筆記”，更多地變?yōu)橛^察、實驗和主動地思考，有利于發(fā)揮學生在學習中的主體地位；多媒體計算機圖文音像并茂、豐富多彩的知識表現(xiàn)形式，不僅可以有效地激發(fā)學生的學習興趣，產(chǎn)生濃厚的學習動機，同時也可以提供多種感官的綜合刺激。大量的實驗證實：人類接受外界信息時以視覺獲取的信息量最大，占83%，聽覺次之，占11%。多媒體技術既能看得見，又能聽得見，還能用手操作，這樣通過多種感官的刺激所獲取的信息量，比單一地聽講強得多，而且還非常有利于知識的保持。(3)有利于提供高質量的及時反饋。研究表明，學生記憶的半衰期一般為24小時，因而教學信息反饋的及時與否，對教學效果有很大影響。傳統(tǒng)教學雖然可通過提問或課堂練習，收到一定的及時的教學信息反饋，但由于人數(shù)有限，其所得到的教學信息反饋有很大的局限性，不可能對全體學生的錯誤進行全面有效的矯正。教師往往要等到批改作業(yè)甚至考試以后才能較準確地把握學生的學習情況。而利用計算機的交互性特點，學生的大量練習和作業(yè)可直接在計算機上操作完成，并得到及時反饋，這樣既可滿足學生急于了解自己對所學知識掌握情況的迫切心理愿望，又可使學生正確的結果得以強化，錯誤之處得以及時矯正。4.2 結論本實驗研究可獲得以