信息技術(shù)與數(shù)學(xué)學(xué)科課程整合-的階段性成果

1、“信息技術(shù)與數(shù)學(xué)學(xué)科課程整合”的階段性成果信息化是當(dāng)今世界經(jīng)濟和社會發(fā)展的大趨勢，以多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的信息技術(shù)已成為拓展人類能力的創(chuàng)造性工具。信息技術(shù)與其它課程的整合是中小學(xué)普及信息技術(shù)教育的主要目標(biāo)之一，也是當(dāng)前深化教育改革的“突破口”。國家基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）中明確指出：必須“大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過程中的普遍應(yīng)用，促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，逐步實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，教師的教學(xué)方式和師生互動方式的變革，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具?！币蚨M(jìn)行信息技術(shù)教育與數(shù)學(xué)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(yīng)盡的職責(zé)。1 課題實驗的目標(biāo)與步驟1.1 實驗?zāi)繕?biāo)（1）在信息技術(shù)學(xué)科方面：探討如何在學(xué)科教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生在其他學(xué)科的教學(xué)活動中利用信息技術(shù)的能力與意識，為信息技術(shù)課程的改革提供理論和實踐的參考依據(jù)。（2）數(shù)學(xué)學(xué)科方面：探索通過信息技術(shù)與數(shù)學(xué)學(xué)科課程的整合，逐步實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，教師的教學(xué)方式和師生互動方式的變革，以優(yōu)化課堂教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量的方法與模式，為現(xiàn)代教育技術(shù)支持下的中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革提供參考依據(jù)。1.2 實驗步驟（1）準(zhǔn)備階段：2006年9月至2007年7月本階段主要任務(wù)是學(xué)習(xí)有關(guān)的理論，查閱教學(xué)、教改資料，調(diào)查教

3、學(xué)實際，了解亟待解決的問題，制定實驗方案，培訓(xùn)實驗教師，設(shè)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(jìn)行首輪探索性實驗研究，在初二兩個班采用實驗研究法進(jìn)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(xué)校各年級以行動研究法為主進(jìn)行第二輪推廣驗證性實驗研究，總結(jié)成果，撰寫專題告和論文。(3)總結(jié)階段：2008年9月至2009年7月本階段的主要任務(wù)是：進(jìn)行終期總結(jié)，結(jié)題驗收，形成實驗報告、論文、教案集，完成學(xué)科教學(xué)網(wǎng)站和教學(xué)資源庫。2 實驗的基本原則2.1 “任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)方法。采用“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)方法，把學(xué)

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(xué)習(xí)，通過任務(wù)，把計算機和數(shù)學(xué)科知識和能力要求作為一個整體，有機地結(jié)合在一起，學(xué)生在完成任務(wù)的同時，也就完成了所需要掌握的學(xué)習(xí)目標(biāo)的學(xué)習(xí)。2.2 能力培養(yǎng)和知識學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)目標(biāo)。課程整合的最基本的特征，就是它的學(xué)科交叉性和立足于能力的培養(yǎng)。學(xué)生利用信息技術(shù)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(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、有計劃的動手實踐過程，十分有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。它使學(xué)生學(xué)習(xí)的重心不再僅僅放在學(xué)會知識上，而是轉(zhuǎn)到學(xué)會學(xué)習(xí)、掌握方法和培養(yǎng)能力上，使學(xué)生做到知識學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。2.3 “教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教

5、學(xué)模式。在課程整合的模式中，強調(diào)學(xué)生的主體性，要求充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動性，積極性和創(chuàng)造性。學(xué)生被看作知識建構(gòu)過程的積極參與者，學(xué)習(xí)的許多目標(biāo)和任務(wù)都要學(xué)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(xué)過程的組織者、促進(jìn)者和咨詢者，教師的主導(dǎo)作用可以使教學(xué)過程更加優(yōu)化，是教學(xué)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(jìn)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(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)方案。(2)因變量：學(xué)期末兩班學(xué)生信息技術(shù)和數(shù)學(xué)知識分別接受同一份測驗的成績,以及應(yīng)用信息技術(shù)解決數(shù)學(xué)問題的能力。(3)干擾變量的控制：實驗班與對比班學(xué)生數(shù)量、基礎(chǔ)、師資力量基本相當(dāng)；教材、課時、測試內(nèi)容、評分標(biāo)準(zhǔn)完全相同；在實驗過程中，不讓學(xué)生知道在參加實驗。（3）數(shù)據(jù)分析處理本實驗采用準(zhǔn)實驗設(shè)計中的不相等實驗組與控制組前測后測設(shè)計，并采用獨立樣本的Z檢驗對實驗結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析。3.12實驗內(nèi)容（1）信息技術(shù)課：對比班按大綱要求對教學(xué)內(nèi)容分配課時。實驗班將每周2課時信息技術(shù)課程的教學(xué)任務(wù)壓縮為1課

7、時，由信息技術(shù)教師授課；另一課時用于幾何畫板教學(xué)及應(yīng)用練習(xí)，由數(shù)學(xué)教師授課。（2）數(shù)學(xué)課：對比班采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段進(jìn)行教學(xué)，實驗班在教學(xué)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(biāo)是解決傳統(tǒng)教學(xué)所面臨的低效問題，因此，必須在教學(xué)時間、精力，費用投入相對恒定的情況下，追求最好的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果；二是與傳統(tǒng)教學(xué)媒體優(yōu)勢互補原則。并非所有的教學(xué)內(nèi)容都要用計算機，如果用傳統(tǒng)教學(xué)手段能很好解決的內(nèi)容就不必采用計算機處理，應(yīng)當(dāng)用計算機的優(yōu)勢克服傳統(tǒng)教學(xué)媒體的不足，實現(xiàn)計算機與傳統(tǒng)教

8、學(xué)媒體的優(yōu)勢互補；三是以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)設(shè)計原則。數(shù)學(xué)教學(xué)過程是教師和學(xué)生對數(shù)學(xué)的意義和價值進(jìn)行合作性建構(gòu)的過程。學(xué)生是認(rèn)反饋調(diào)節(jié)創(chuàng)設(shè)情景組織交流變式訓(xùn)練歸納小結(jié)引導(dǎo)探究知的主體，是意義的主動建構(gòu)者，教師是學(xué)生建構(gòu)活動的設(shè)計者、組織者、引導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者。必須按照這個原則來進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。根據(jù)現(xiàn)代教育理論及課題實驗的目的，我們構(gòu)建了現(xiàn)代教育技術(shù)支持下的中學(xué)數(shù)學(xué)探究性學(xué)習(xí)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，其過程如右圖所示。3.13實驗結(jié)果(1)提高了學(xué)生的信息技術(shù)課的學(xué)習(xí)成績。初中信息技術(shù)是在初二才開始的學(xué)科，大家起點一樣。實驗班的學(xué)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(jié)業(yè)考中仍取得較好的成

9、績（見下表）。初二信息技術(shù)結(jié)業(yè)考成績統(tǒng)計班級總?cè)藬?shù)平均成績標(biāo)準(zhǔn)偏差(S)Z值實驗班5385.5217.5192.548對比班5478.5919.369(2)提高了學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)成績。 上表直觀地反映了本實驗前后學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)期的教學(xué)，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?jǐn)?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(biāo)準(zhǔn)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(xué)生的創(chuàng)新精神和綜合應(yīng)用計算機與數(shù)學(xué)知識解決實際問題的能力。實驗班學(xué)生不僅數(shù)學(xué)成績有了顯著提高，而且計算機操作水平、應(yīng)用意識有很大的提高，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和綜合應(yīng)用計算機與數(shù)學(xué)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(xué)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(xué)的“用運動的觀點，特殊化的手段，復(fù)習(xí)四邊形”，以新的視角，創(chuàng)造性地對四邊形的知識結(jié)構(gòu)進(jìn)行重組。潘仲賢等同學(xué)的“菱形的畫法”，綜合應(yīng)用“幾何畫板”及幾何的有關(guān)知識總結(jié)出菱形的六種畫法。陳耀斌同學(xué)的“多邊形內(nèi)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(nèi)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(gòu)建了現(xiàn)代教育技術(shù)支持下的中學(xué)數(shù)學(xué)探究性學(xué)習(xí)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)。根據(jù)該教學(xué)結(jié)構(gòu)，利用幾何畫板軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(xué)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(shù)學(xué)科教學(xué)改革的實踐與探索、現(xiàn)代教育技術(shù)支持下中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革實驗研究、信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程整合實驗研究及多篇論文。階段性實驗報告信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)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(shù)支持下中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)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(shù)與數(shù)學(xué)課程整合實驗研究獲省第八屆基礎(chǔ)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(jìn)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(xué)期起我們在各年級進(jìn)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(shè)了信息技術(shù)課。按省頒教學(xué)計劃，信息技術(shù)課只在初二和高一開設(shè)，每周2課時。為了更好地進(jìn)行課題研究，我們在初一年級開設(shè)了信息技術(shù)課，與“三防”課交叉，隔周上一節(jié),主要任務(wù)是教給學(xué)生計算機的基本

13、操作和數(shù)學(xué)教學(xué)中需要的一些工具平臺。如學(xué)生在學(xué)習(xí)統(tǒng)計圖的選擇時需要學(xué)習(xí)電子表格的制作，學(xué)習(xí)制作人口圖一課對人口相關(guān)問題探討時需要上網(wǎng)查詢以及學(xué)習(xí)簡單的網(wǎng)頁制作，任課教師都能根據(jù)教學(xué)需要，靈活安排教學(xué)內(nèi)容，保證了數(shù)學(xué)學(xué)科的教學(xué)需要。（2）支持并規(guī)范教師的“行動研究”。教師只要教學(xué)需要都可以申請到網(wǎng)絡(luò)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(xué)目標(biāo)制定教學(xué)計劃，繳交教學(xué)設(shè)計，課后認(rèn)真觀看錄像，進(jìn)行自我反思或組織沙龍式評課，繳交教學(xué)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(wù)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(shù)與數(shù)學(xué)學(xué)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(xué)習(xí)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(xué)年新課程優(yōu)秀教學(xué)案例和20022003學(xué)年新課程優(yōu)秀課堂教學(xué)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(xué)教學(xué)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(shù)與數(shù)學(xué)學(xué)科課程整合”論文、課例集，構(gòu)建了高一數(shù)學(xué)教學(xué)網(wǎng)站和數(shù)學(xué)教學(xué)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(xué)方案對學(xué)生的影響(1)有利于學(xué)生的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)。數(shù)學(xué)學(xué)科的高度抽象、形式化的特點，決定了學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程中，要真正地理

15、解并掌握數(shù)學(xué)，進(jìn)而領(lǐng)悟數(shù)學(xué)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(luò)技術(shù)為學(xué)生提供了一個十分理想的“做數(shù)學(xué)”的環(huán)境，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，或在教師所創(chuàng)設(shè)的情境幫助下，主動進(jìn)行探索式、發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)，所有的新知識，通過自身的“再創(chuàng)造”，納入到自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，徹底改變了以講授“結(jié)果”為主，以“灌輸”為特征的數(shù)學(xué)教學(xué)模式，實現(xiàn)了對知識意義的主動建構(gòu)。這對發(fā)展學(xué)生的認(rèn)知能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)是大有裨益的。(2)有利于誘發(fā)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)動機。學(xué)習(xí)心理學(xué)的理論指出：動機在學(xué)習(xí)中是很有效能的一個因素，它對人的學(xué)習(xí)可以發(fā)揮明顯的促進(jìn)作用。計算機引入數(shù)學(xué)教學(xué)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)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(xué)生在學(xué)習(xí)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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)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(shù)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(zhì)量的及時反饋。研究表明，學(xué)生記憶的半衰期一般為24小時，因而教學(xué)信息反饋的及時與否，對教學(xué)效果有很大影響。傳統(tǒng)教學(xué)雖然可通過提問或課堂練習(xí)，收到一定的及時的教學(xué)信息反饋，但由于人數(shù)有限，其所得到的教學(xué)信息反饋有很大的局限性，不可能對全體學(xué)生的錯誤進(jìn)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(zhǔn)確地把握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。而利用計算機的交互性特點，學(xué)生的大量練習(xí)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(xué)生急于了解自己對所學(xué)知識掌握情況的迫切心理愿望，又可使學(xué)生正確的結(jié)果得以強化，錯誤之處得以及時矯正。4.2 結(jié)論本實驗研究可獲得以