中学数学教学研究：信息技术条件下的原则与方法

（一）现代信息技术教育引起的变革

当下全球已进入全新的信息时代，现代信息技术的出现，大大地提高了信息传播的质量和速度。在教育领域内，现代信息技术的应用给教育教学带来了较大的变化。教育信息化是未来发展的一个趋势，未来的教育教学之路将随着教育信息化的不断发展，变得更加广阔。

信息技术支持下的教育教学，对教师和学生都提出了更高的要求。教师需要更新教育观念，跟随时代的步伐，加强自身的各种知识储备。学生需要改变自身的学习方式，以适应新时代社会的发展要求。在信息技术条件下，在教育教学方面主要发生了以下变化。

1.在信息技术条件下，教师、学生角色的变化

在我国传统的教育中，教师在教育教学中处于权威者的地位。随着社会的发展，传统的教师地位受到了限制。在新的教育观中，学生是学习的主体，教师处于学生学习的主导地位。信息技术进入课堂，有利于教师的角色由教学的灌输者、讲解者转变为学生学习的组织者、帮助者和指导者。学生由被动接受知识转变为主动地去实践、探索知识，实现知识的意义构建。

2.在信息技术条件下，学校教育观念的转变

一直以来人们都认为学校是接受教育的最好场所，这明显限制了学生学习的时间和地点。信息技术的发展和广泛使用，使人们认识到学校不再是人们接受教育与学生学习的唯一场所。受教育者可以通过计算机和网络，在合适的时间、地点从网上获取教育信息。教师需要有放眼社会的目光，不能仅仅局限于课堂，要不断地汲取新知识。受教育者在学校获得的基本知识与基本技能远远不能满足其终生的需求，因此教师和受教育者都必须树立终身学习的意识。信息技术使得教育变成了每个人的终身事业，为个体的终身学习提供了可能。

3.在信息技术条件下，教育教学方式多样化

多媒体、网络和新技术为丰富教育教学提供了依据和条件。教学资源通过网络实现共享化，为教师查找资料提供了极大的便利。学习资源、教学资源不再是封闭的，而是开放的、广阔的，可以在全球范围内实现资源共享。这使得教师在教育教学过程中有更广泛的选择空间和更丰富的创作空间。多媒体教学、翻转课堂、微课堂等都为教学提供了新的方式方法，使“以教师为中心”的教学模式逐步转变为“以学生为中心”的教学与学生自学相结合的教育模式。

在教学中平板电脑、图形计算器等新技术的使用，给学生带来了不一样的体验，学生可以自己动手操作，自己感知、自己探索。在体验过程中，学生的主观能动性得到了充分发挥，求知的欲望得到了激发，在一定程度上帮助学生更好地理解抽象的数学概念，领会概念的实质。学生可以利用碎片化的时间随时随地地进行学习，不再受时间和空间的限制，也可以根据自身的兴趣爱好与实际情况，选择学习的内容。学习者可以通过在互联网上了解社会的各个层面，得到比书本更加及时、更加丰富的知识和信息。

（二）信息技术在数学概念教学中的重要作用

信息技术融入数学概念教学中，主要发挥了以下五个方面的作用。

1.创设有利于学生自主能动学习的教学情境

数学概念的教学不应该是灌输式的死板教学，而应该是置身于生活的情境之中且富有趣味性的。只要善于发现，处处是数学教学的良好题材。信息技术可以为数学概念的教学创设富有启发性与趣味性的教学情境，让学生在一个愉悦的氛围中更直观地感知概念。

2.为概念教学提供丰富的信息资源，深入把握概念实质

运用计算机、图形计算器、平板电脑等现代技术工具，在探索数学概念的过程中，可以提供丰富的信息材料，并以不同的方式呈现出来，如以微视频的形式出现、以图表的形式出现、以图像的形式出现等。通过不同的方式对概念进行表征，将“动”“静”结合起来，并从宏观与微观的角度去诠释概念，深入把握概念实质。利用信息技术，可有效展示数学事实与其他学科、现实背景的紧密联系，树立起更为全面、正确的数学观。

有些数学概念是对事物的动态描述，如椭圆、双曲线、圆、平角、周角等概念。借助于信息技术，学生可以自己动手操作，亲身体验概念的发生过程。学生处于一个直观、丰富、生动的教学情境中，有利于更深刻地把握概念实质。

3.促进师生关于数学概念学习观的转变

信息技术应用于教育教学中，教师和学生都必须形成新的数学概念学习观。在新的环境下，要恰当高效地使用信息技术工具，充分发挥信息技术的优势，促使概念的学习变得简单而有趣。教师和学生要转变传统的教学与学习方式，充分利用各种媒体手段、工具，促进数学概念学习新方式的形成。

4.有效促进学生的交互式学习，及时为学生提供反馈与评价

交互性是信息技术媒体的一个重要特征。信息技术引入数学课堂中，也是区别于传统课堂的重要特性。交流不再局限于面对面，师生、生生之间可以随时实现交互。学生可以通过学习平台，发布自己的预习情况，自行对预习情况进行检测，教师可以利用平台的统计监测功能，了解学生的具体情况，并对学生的学习做出反馈与评价，及时调整教学策略。通过学习平台，学生之间可以相互交流、讨论数学问题，相互学习，相互促进。这种实时交互，有利于师生之间的及时沟通交流，优化教学形式，深化学生对知识的意义构建。

5.充分体现以学生发展为本的教学理念

学生是学习的主体，学习的过程是学生主动建构知识的过程，这个过程必须自己亲身经历，别人是无法代替的。信息技术为学生的自主建构提供了更大的可能性。在信息技术条件下，学生可以自己动手操作，更直观地接触到所学概念，亲身体验知识的发生与发展过程，有效地获取数学概念。

（三）信息技术条件下实施数学概念教学的原则(www.xing528.com)

信息技术融入数学概念为概念的教学带来了新元素。信息技术与数学概念教学的融合，不是简单地为用技术而用技术，而是利用信息技术促进概念的建构，发展学生的能力。教师在概念教学中使用信息技术时，应当遵循以下四条基本原则。

1.学生主体性原则

在信息技术条件下的数学概念教学要遵循学生的主体性原则。学生是学习的主动参与者，信息技术融入数学概念教学要以学生为中心，促进学生对数学概念的学习。信息技术不仅是教学的工具和手段，还是学生学习的认知工具。学生不再是被动地接受知识，而是主观能动地学习知识，在知识的探索发现过程中，实现知识的意义建构。在信息技术条件下实施概念教学，要改变传统概念教学中教师的主体地位，教师应该鼓励学生积极探索，引导学生自主发现知识的规律，让学生由被动地听改变为主动地观察、探索与思考。

2.教学有效性原则

信息技术引入数学概念教学固然是有很多好处，但也不是万能的。要根据教学的内容与目标选择合适的教学方式，注重教学的有效性，切不可为了使用技术而滥用技术。对于那些不适合用信息技术进行教学的数学概念，强加地使用信息技术对于教学效果和学生的学习效果不会起到积极的作用。数学概念的教学，要让学生认识到概念的来源和发展，理解概念的基本性质及相互关系，学会用概念解决具体的问题，并在此过程中培养相应的能力。不恰当地使用信息技术，不仅不会增强学生的能力，反而会阻碍学生能力的发展。例如，初步了解平面图形这一教学内容，可以不用多媒体课件，若能让学生自己动手操作，能给学生留下更深刻的印象，使学生的学习效果更佳。又如，学习二面角这个概念时，对于二面角的形象，生活中有很多这样的现实材料，教师就不需要再花费精力来设计课件展示二面角，但若要说明二面角是怎样形成的，应用信息技术则是一种明智的选择。所以在实际的数学概念教学中，要找准信息技术与数学概念教学的切入点，根据具体的教学需要决定是否选择使用信息技术，充分体现信息技术在数学概念教学中的有效性。

3.及时反馈性原则

及时反馈是信息技术区别于传统教学的一个典型特性，也是信息技术的一个绝对性优势。利用先进的媒体技术，通过技术中的统计功能，教师可以及时知道学生对概念的掌握情况，并及时地调整教学策略。当有一部分学生对概念掌握不够，则给予学生一定的时间返回去继续学习概念，并检验学习成果。全部完成且正确的学生，则可通过信息技术平台中的解锁功能，进行深入学习。当几乎全班学生都掌握了之后，再进行下一阶段的学习。学生若对某一概念的理解出现了典型性的错误，则可以将学生的错误通过智能显示屏展示出来，引起大家的注意。通过这样的及时反馈机制，保证几乎每个学生都能够掌握当堂课的内容，做到“堂堂清”。

4.优势互补性原则

在教育信息化蓬勃发展的时代，在教学中应用新技术是未来教育的发展趋势。在概念教学中应用信息技术的同时，不能完全摒弃传统的概念教学方法，而应该将二者的优势有机地结合起来。信息技术不能完全替代传统数学概念教学中“粉笔+黑板”的教学方式，“粉笔+黑板”仍有其存在的意义。张奠宙认为：“数学的一些规则、概念、定理往往是符合化和形式化的，但这些枯燥的基础实施内容却又是非常重要的，需要让学生对这些内容形成牢固的记忆，以便能自觉地加以应用。”所以在数学概念教学中，简明扼要的板书概念的核心、精髓是非常必要的。某些数学概念的教学以传统方式进行效果会更好。

不可否认的是，信息技术也可以弥补传统概念教学中的一些不足之处，对于某些抽象复杂的数学概念，光凭教师口头讲解无法使学生深刻理解其核心，利用信息技术能够更清晰明了地呈现数学概念的形成与发展，揭示概念的实质，强化概念的内涵与外延，并能更好地提高学生的主动性和认知能力。

信息技术融入数学概念教学为数学概念教学开辟了一条新的途径。在教学中不能顾此失彼，应该对怎样更好地进行数学概念教学进行深入思考，有效结合传统方式下的数学概念教学与信息技术条件下的数学概念教学的优势，在教学中充分发挥彼此的作用。

（四）信息技术条件下的数学概念教学模式——五环三性式

数学集抽象性、严谨性于一身，这正是大部分学生觉得学习数学困难的原因。数学概念更是离不开抽象的数学思维与严谨的语言表达，信息技术可以通过多种呈现方式帮助学生理解抽象的数学概念。数学概念的学习是基于学生已有的活动经验，在教师的帮助下自主建构的过程。传统教学中教师往往是用自己的讲演代替了学生自身的建构过程，在课程上提供的思维材料有限而贫乏，利用信息技术恰好可以弥补这个缺陷。本书根据建构主义学习理论，结合数学概念教学的实践与思考，探讨了在信息技术条件下“五环三性式概念教学模式”。其中，“五环”是数学概念教学的五个基本环节，“三性”是指学生学习的主动性、教师对学生学习的促进性、信息技术对概念的教与学的支持性。其基本环节如图1-3所示。

图1-3　五环三性式概念教学基本环节

这五个环节强调学生是学习活动的主动构建者，教师是学生学习活动的促进者，学生对知识的意义构建离不开信息技术的支持，学生的主动性、教师的促进性、信息技术的支持性应充分体现在以上的每一个环节中。其模式如图1-4所示。

图1-4　五环三性式数学概念教学模式

以上信息技术条件下数学概念的教学模式试图阐明学生、教师、信息技术三者之间的关系，体现新教学观的教学四要素，即学生、教师、教学内容、教学媒体技术。该模式是以建构主义学习理论为指导的，其教学环节符合数学概念教学的基本要求，抓住了数学概念教学的本质，注重知识的反馈调节，关注学生的数学情感，突出学生学习的中心地位。信息技术为学生的学习提供支持，教师为学生的学习提供指导，共同促进学生知识的意义建构。

首先，创设情景，引入概念。数学概念是对数学对象的本质属性的反映，虽然具有一定的概括性和抽象性，但数学概念依然源于生活，源于人们的社会实践活动。教师在进行概念教学时，创设一定的情景，既可以吸引学生的兴趣，又可以体现数学概念在生活中的痕迹，引导学生关注生活中的数学。

其次，丰富问题情景，定义概念。教师要为学生提供丰富的材料或问题情境。教师设计教学情景的目的是希望学生能够被所设计的情景吸引并主动进入情景之中。在形成性概念教学中，为学生提供丰富的情景材料，让学生观察这些材料并分析归纳出这些材料的共同特征，引导学生概括出这些材料最本质的共同特征，并由学生归纳总结出概念的定义，教师予以补充和完善。在同化性概念中，教师则直接提供概念的定义。本模式中概念教学的第二个环节突破了传统教学的局限，丰富了数学课堂教学的问题情境，让学生能更深入地理解概念。

再次，改善认知环境，强化概念。学完概念的定义，要对概念进行剖析，强化认识概念。可列举概念正面例子和反面例子，让学生进一步确认概念的本质属性和非本质属性。学生通过媒体技术完成相应的练习，教师通过信息技术的统计功能，能及时了解到学生已掌握哪些概念，可以进行下一阶段的学习，学生对哪些概念的理解还存在一定的问题。教师通过学生的反馈，可以及时调节课堂教学策略，优化课堂结构。该模式中第三个环节就是用信息技术改善环境，营造认知冲突，强化数学概念。

然后，营造思维场景，应用概念。数学概念是对学生进行思维训练的很好素材。灵活地运用数学概念是数学概念教学的目的。概念的应用分为知觉水平上的应用和思维水平上的应用。该模式中第四个环节就是发挥信息技术的优势，营造思维场景，训练学生突破对数学概念的两种应用，将注意力集中到动态的思维过程中，通过思维运算和反思来深化应用数学概念。

最后，发挥辅助功能，形成概念系。数学知识是个有机的整体，数学概念是数学知识的基础，只有了解数学概念的体系，才能灵活地运用概念，对知识进行保持和迁移。概念体系需要在学习的进程中，不断扩充和完善。该模式中第五个环节就是发挥信息技术的辅助功能，对新旧概念进行有机的整合，形成概念系、概念域。