中学数学课程教材与信息技术整合的思考.doc

中学数学课程教材与信息技术整合的思考 (2003-01-23 08:52:28) ? ??? 摘要：信息技术的发展对数学的学习内容、学习方式及教学方式等产生了深刻影响。在数学课程中使用信息技术，应当贯彻“必要性”“平衡性”“广泛性”“实践性”“实用性”原则。整合的最终目标是通过信息技术在课堂教学中的使用而改变数学课堂教学结构，从而实现数学学习方式的转变。教师应发挥信息技术的力量，通过提供“多元联系表示”的学习环境，引导学生开展“数学实验”等，实现对数学知识意义的主动建构。 ??? 关键词：数学课程教材；信息技术；整合；平衡；多元联系表示 ??????? 为了适应信息社会对中学数学教育提出的新要求，加速高中数学教育改革的步伐，大力推进信息技术在数学教学中的普遍应用，课程教材研究所中学数学课程教材研究开发中心(人民教育出版社中学数学室)在全国教育科学“十五”规划国家重点课题“新基础教育课程教材开发的研究与实验”中申报了子课题“高中数学课程教材与信息技术整合的研究”。本课题的研究目的是在现行《全日制普通高级中学教科书数学》(试验修订本·必修)的基础上，研究编写体现数学课程与信息技术整合思想的《普通高级中学实验教科书数学》(信息技术整合本)，并探索信息技术在改进学生数学学习方式和教师数学教学方式、培养学生创新精神和实践能力上的作用和途径以及在信息技术环境下的教师专业成长、学校建设和发展等的途径。 ??? 经过近一年的研究与实践，我们对中学数学课程教材与信息技术整合问题获得了一些粗浅认识。 ??? 一、信息技术对中学数学课程的影响 ??? 人类社会已经进入信息时代。计算机科学的迅速发展，信息技术工具在社会生产、生活中的广泛使用把数学带入了各行各业。高新技术的发展和应用，使现代数学以技术化的方式迅速渗透到了人们的日常生活中。 ??? 信息技术的发展已经深刻地改变了数学世界。数学与信息技术的相互促进与紧密结合，形成了作为高新技术的核心成分和工具库的数学技术。科学计算和理论分析、科学实验共同形成了当代科学研究的三大支柱。计算科学向数学提出了大量有挑战性的问题，同时也给数学研究提供了新手段，将为数学发展带来难以预料的变化。信息技术使数学变得更加现实了，使数学模型思想发展到了前所未有的水平，它可以把数学家头脑中的“数学实验”变成现实：精深的数学概念、过程可以得到模拟；再难的计算、再复杂的方程，只要给出算法就能得到解决；复杂多变的几何关系，利用计算机动态的作图功能可以得到表示。总之，信息技术使得数学思想容易表达了，数学方法容易实现了，数学与现实的联系更加紧密了。计算机时代的数学研究中，逻辑推理、演绎证明等是重要方法，观察、实验、猜想、合情推理等科学方法也有重要作用，假设与检验、尝试与纠错、数据分析与处理、度量与分类等都是数学家常用的技巧。“数学实验”对于理解数学和应用数学都是重要的。从数学内容来看，算法(特别是追求算法的合理性以及比较不同算法的效率)、离散数学(如布尔代数、差分方程、图论等)等将得到加强。 ??? 正如人类发明和使用工具(石器、铁器、蒸汽机、计算机等)成为社会发展阶段的标志一样，信息技术与数学课程的整合必将带来数学教育的深刻变革，这是与传统意义下的数学教育有着根本区别的发展新阶段。 ??? 信息技术的发展将影响到学生的数学学习内容和学习方式。例如，对常规的计算技能的训练，学生应当更加关注对算理的理解，更加强调对算法的设计，更加强调口算、估算，而对运算技巧的重视程度可以适当降低，以腾出时间来发展对数学过程、数学本质的理解力，把更多的时间花在实质性的数学思考上。信息技术可以为学生创造出图文并茂、丰富多彩、人机交互、及时反馈的学习环境，在这样的环境中，学生可以利用信息技术模拟现实情境，自己构建数学内外问题的模型，进行数学探究、数学应用、数学交流等实践，这在传统的数学学习中是较难实现的。信息技术提供的外部刺激具有多样性和综合性，既看得见又听得见，还可以动手操作。这有利于学生调动多种感官协同作用，对数学知识的获取和保持具有重要意义，也是数学学习方式转变的具体体现。在信息技术为学生提供的交互式学习环境中，实验、探究、发现等将成为重要的学习方式，学生可以按照自己的认知基础、学习兴趣来选择内容，这就为学生主动性、积极性的发挥创造了条件，使学生的主体性得到了充分体现。 ??? 信息技术对教师的教也将产生深刻影响，有利于教师对数学语言文字、符号、图形、动画、实物图像、声音、视频等教学信息进行有效的组织与管理，能使过去难以实现的教学设计变为现实。例如，在信息技术的帮助下，教师可以对形状复杂的二维、三维数学对象进行操作，使隐蔽的几何关系得到显示，从而延伸学生的视觉，加强学生的直观能力。由于现实问题往往涉及复杂的数据，过去我们无法在数学教学中使用它