应用信息技术促进数学教学的变革

2022-09-10

数学是一门难学也难教的课程。数学学习的过程是以原有的数学认知结构为基础,通过同化,把新知识纳入到头脑数学认知结构中去的过程。在这一过程中,必须使新的数学知识与已有的数学认知结构中的有关概念建立起实质性的联系,也就是使学生真正理解数学知识的本质特征,掌握数学知识的内在逻辑联系。而从学科本身的角度看,数学学科具有高度抽象性和系统性的特点,许多学生由于对抽象的数学知识难以建立起思维模型,因此对数学产生畏难情绪,从而失去了学习兴趣。

当信息技术引入课堂后,这个问题在一定程度上得以解决。由于信息技术具有图、文、声、像并茂的特点,在数学教学中合理运用信息技术能使学生的学习兴趣盎然,使抽象的问题具体化,枯燥的问题趣味化、静止的问题动态化,复杂的问题简单化,把理性的传授和令人愉悦的陶冶融为一体,营造一种生动活泼,主动获取知识的氛围。同时,信息技术还可以提供一个逼真的仿真环境,可以再现思维过程。这些,都有利于促进学生对数学材料的理解和概括。

现代信息技术改变了人们的观念和思维方式,也改变了数学知识的结构和课程目标。数学教学要使学生开阔数学视野,发展学生的数学思维,揭示数学现象的本质,突出算法在数学发展中的独特作用。它的实施必须有现代信息技术的支撑,在教学中运用信息技术已成为现代教育理念不可或缺的一部分。

1 信息技术的应用给数学实验提供了可能

美国数学家G.波利亚提出:“数学有两个侧面,一方面它是欧几里德式的严谨科学,从这个方面看,数学是一门系统的演绎科学,但另一方面,创造过程中的数学,看起来更象一门实验性的归纳科学。”数学的创新教育,更需要数学实验、猜想。在数学实验中,观察、分析、归纳、对比、建立关系,处理数据,发现规律。信息技术使数学概念、理论及数学问题容易地用数字、图形、符号等多种方式表达出来。使得“多重表示与表示的互相转换”这一重要的学习理论的实现成为可能。

例如:对数函数y=log2(x),用电子表格Excel的图表功能自动生成的函数图像(图1)。只要调整底数值和自变量值,函数图像随之自动调整。比起传统教学方式,既形象、生动又快捷,可操作性强,激发了学生学习的浓厚兴趣。

信息技术融入数学教学,生动展示了数学知识的发生、发展的过程,有利于创设新颖的教学环境。教学模式将从以教师讲授为主转化为以学生动脑动手自主研究、学习讨论交流为主,可以把数学课堂转为“数学实验室”,学生通过自己的活动得出结论、使创新精神与能力得到发展。

2 信息技术可以强化数学与其他学科知识的相互联系.突出数学的应用价值,从而促进数学知识的横向迁移

学生可以通过网络了解数学和其它学科的关系,了解数学问题的来龙去脉,了解数学技术在自然科学、社会科学中的重要作用,增加学生对数学和实际生活之间联系的理解,有利于激发学生的学习兴趣。

随着数学教育理念的不断发展,数学技能除了传统意义上的“能算、会作图、会推理”三个方面外,还应包括对计算机的操作和简单的计算机编程技能。例如,在学习QBASC高级语言时,要求学生编程完成韦达定理,学生就饶有兴致;在编程解决古老的《孙子算经》中的“鸡兔同笼”问题时,进一步理解了“算法”的重要性。

在数学学习过程中,数学技能和数学知识在一种相互作用、相互促进的方式中被习得。因此在数学教学过程中应用信息技术的过程也是促进学生数学技能发展的过程。

3 信息技术可以帮助教师实现特色教学

由于大量的教学资源库的出现,丰富的教学素材(案例、动画、课件、多媒体题等)可供教师按自己的个性特征、教学习惯、教学特点灵活选择,实现特色教学。因此,实施信息技术与数学教学的整合将是实施新一轮课程改革的非常重要的手段:首先,在数学课堂教学中应用现代信息技术可以实现以学生为主,把学习的主动权还给学生,让学生自主地进行观察、讨论、操作、质疑等探索活动;为学生提供宽松的学习环境,减轻了学生的畏惧心理,激发了学生的学习热情,促进他们主动学习。这正是课程改革所要求的注重学生、注重学习过程的教育思想的体现。

4 信息技术提供外部刺激的多样性有利于知识的获取与保持

以计算机为核心的信息技术提供的外部刺激不是单一的刺激,而是多种感官的综合刺激。这对于知识的获取和保持,都是非常重要的。美国实验心理学家赤瑞特拉作过两个著名的心理实验:一个是关于人类获取信息的来源。他通过大量的实验证实:人类获取的信息83%来自视觉,11%来自听觉,还有3.5%来自嗅觉,1.5%来自触觉,1%来自味觉。信息技术既能看得见,又能听得见,还能用手操作。这样通过多种感官的综合刺激获取的信息量,比单一地听老师讲课强得多,信息和知识是密切相关的,获取大量的信息就可以掌握大量的知识;另一个是关于知识保持即记忆持久性的实验。结果是:人们一般能记住自己阅读内容的10%,自己听到内容的20%,自己看到内容的30%,自己听到和看到内容的50%,在交流过程中自己所说内容的70%。这就是说,如果既能听到又能看到,再通过讨论、交流用自己的语言表达出来,知识的保持将大大优于传统教学的效果。