自主探究,展現數學思維過程---資訊科技與高中數學學科整合教

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自主探究,展現數學思維過程---資訊科技與高中數學學科整合教

摘要: 資訊技術與高中數學課程的整合是利用現代資訊科技的優勢特點,作為教師的教學輔助工具、情感激勵工具和學生的認知工具,構築數字化學習資源,學生實現學習方式的變革,從被動接受式學習真正轉變為自主探究學習和有意義學習,尤其要構建基於資訊科技與高中數學課程整合的探究式教學模式,以更好地培養學生的創新意識、創新精神、創新能力和解決實際問題的能力。本文就是基於以上方面的考慮,從不同角度模擬前人知識的生成過程,讓學生能養成從多方面思考的習慣。
關鍵詞 資訊科技教育 資訊科技 學科教學 整合 
一、高中數學自主探究式教學模式的理論基礎
 高中數學自主探究式教學模式以建構主義“學與教”理論、建構主義“學習環境” 理論、建構主義“認知工具”理論為主要理論依據。
 建構主義“學與教”理論強調以學生為中心,要求學生由外部刺激的被動接受者和知識的灌輸物件轉變為資訊加工的主體、知識意義的主動建構者,建構主義的教學理論則要求教師要由知識的傳授者、灌輸者轉變為學生主動建構意義的幫助者、促進者;要求教師應在教學過程中採用全新的教育思想與教學結構(徹底摒棄以教師為中心、強調知識傳授、把學生當作知識灌輸物件的傳統教育思想與教學結構)、全新的教學方法和全新的教學設計。
 建構主義“學習環境” 理論認為,學習者的知識是在一定情境下,藉助於他人的幫助,如人與人之間的協作、交流、利用必要的資訊等等,通過意義的建構而獲得的。理想的學習環境應當包括情境、協作、交流和意義建構四個部分。             
 (1)情境:學習環境中的情境必須有利於學習者對所學內容的意義建構。在教學設計中,創設有利於學習者建構意義的情境是最重要的環節或方面。
 (2)協作:應該貫穿於整個學習活動過程中。教師與學生之間,學生與學生之間的協作,對學習資料的收集與分析、假設的提出與驗證、學習程序的自我反饋和學習結果的評價以及意義的最終建構都有十分重要的作用。
 (3)交流:是協作過程中最基本的方式或環節。比如學習小組成員之間必須通過交流來商討如何完成規定的學習任務達到意義建構的目標,怎樣更多的獲得教師或他人的指導和幫助等等。其實,協作學習的過程就是交流的過程,在這個過程中,每個學習者的想法都為整個學習群體所共享。交流對於推進每個學習者的學習程序,是至關重要的手段。
 (4)意義建構:是教學過程的最終目標。其建構的意義是指事物的性質、規律以及事物之間的內在聯絡。在學習過程中幫助學生建構意義就是要幫助學生對當前學習的內容所反映事物的性質、規律以及該事物與其他事物之間的內在聯絡達到較深刻的理解。
 建構主義“認知工具”理論認為,學習是以思維為中介的,為了更直接地影響學習程序,應減少一直以來對傳遞技術的過分關注,而更多地關心在完成不同任務中如何要求學習者思維的技術。認知工具理論就是在這種基礎上應運而生的。認知工具是支援、指導、擴充套件學習者思維過程的心理或計算裝置。前者存在於學習者的認知、元認知策略;後者則是外部的,包括基於計算機的裝置和環境;它們都是知識建構的助成工具。以多媒體教學技術和網路技術為核心的現代資訊科技成為最理想、最實用的認知工具。
二、確立現代資訊科技與高中數學課程整合的基本原則  1、資訊科技作為學生的基本認知工具  建構主義“認知工具”理論認為,學習是以思維為中介的,為了更直接地影響學習程序,應減少一直以來對傳遞技術的過分關注,而更多地關心在完成不同任務中如何要求學習者思維的技術。認知工具理論就是在這種基礎上應運而生的。認知工具是支援、指導、擴充套件學習者思維過程的心理或計算裝置。前者存在於學習者的認知、元認知策略;後者則是外部的,包括基於計算機的裝置和環境;它們都是知識建構的助成工具。以多媒體教學技術和網路技術為核心的現代資訊科技成為最理想、最實用的認知工具。課程整合中,強調資訊科技服務於具體的任務,學生以一種自然的方式對待資訊科技,把資訊科技作為獲取資訊、探索問題、協作解決問題的認知工具,並且對這種工具的'使用要像鉛筆、橡皮那樣順手、自然。 要培養學生學會把資訊科技作為獲取資訊、探索問題、協作討論、解決問題和知識構建的認知工具,將資訊科技作為演示工具、交流工具、個別輔導工具、情境探究和發現學習工具、資訊加工與知識構建工具、協作工具、研發工具、情感激勵工具等。   2、任務驅動式的教學過程  課程整合以各種各樣的主題任務進行驅動教學,有意識的開展資訊科技與高中數學課程相聯絡的橫向綜合的教學。這些任務可以是具體的任務,也可以是真實性的問題情景(學科任務包含其中),使學生置身於提出問題、思考問題、解決問題的動態過程中進行學習。通過一個或幾個任務,把有關的數學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。   3、能力培養和知識學習相結合教學目標  課程整合要求,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、掌握方法和培養能力上,包括培養學生的資訊素養。學生利用資訊科技解決問題的過程,是一個充滿想象、不斷創新的過程,同時又是一個科學嚴謹、有計劃的動手實踐過程,它有助於培養學生的創新精神和實踐能力,並通過這種“任務驅動式”的不斷訓練,學生可以把這種解決問題的技能逐漸遷移到其他領域。   4、“主導——主體——主線”三位一體的探究式教學模式  在課程整合的教學模式中,強調學生的主體性,要求充分發揮學生在學習過程中的主動性、積極性和創造性。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。同時,在課程整合中,教師是教學過程的組織者、指導者、促進者和諮詢者,教師的主導作用可以使教學過程更加優化,是教學活動中重要的一環,它自始至終是以學生自主探究為主線的。   5、個別化學習和協作學習的和諧統一  資訊科技提供了一個開放性的實踐平臺,利用它實現相同的目標,我們可採用多種不同的方法。同時,課程整合強調“具體問題具體分析”,教學目標固定後,可以整合不同的任務來實現,每位學生也可以採用不同的方法、工具來完成同一個任務。這種個別化教學策略對於發揮學生的主動性和進行因人而異的學習是很有幫助的。但社會化大生產的發展,要求人們具有協同工作的精神,在現代學習中,尤其是一些高階認知場合,要求多個學生能對同一問題發表不同的觀點,學生可以在自主探究的基礎上組成學習共同體,協作完成任務。三、多媒體數學教學實踐課例
 《點到直線的距離》
設計理念與思路:
 讓學生掌握知識的同時,重點形成一種提出問題解決問題的能力以及學習數學的興趣;學會發散性思考問題。總之,能力是主要的,知識是次要的。
教材與概念結構分析:
 解析幾何第一章主要研究的是點線、線線的位置關係和度量關係,其中以點點距離、點線距離、線線位置關係為重點,點到直線的距離是其中最重要的環節之一,它是解決其它解析幾何問題的基礎。
學情分析:
 我們學校的學生思維能力不高,但思維較活躍,有個性,經過長