信息技术在高中函数教学中的应用实践研究

              中  期  报  告

          陕西省南郑中学课题组

摘要：本课题基于信息技术在高中函数教学中的应用实践研究,经过大胆探索, 形成了立足于数学文化意义下现代信息技术辅助教学的任务驱动教学模式, 形成了信息技术环境下的“数形结合与转化”问题解决反思法, 较好地促进了教师教学方式和学生学习方式的转变，激发了学生的学习兴趣，拓宽了学生的学习空间和思维发展空间，丰富了学生学习过程的体验，情感与态度的体验，提高了课堂教学效率，促进了学生信息适应能力和活用能力,以及知识创新挑战与实践能力的形成和发展,使学生能力的培养在课堂教学中得到了较好落实。

关键词 ：信息技术  高中函数   教学模式  问题解决  应用实践

 

    我校申报的课题在省、市、县各级领导和专家的关心、引领下,在学校大力支持下,团队围绕本课题，在理论研究与应用实践研究等方面做了一定的工作，取得了初步的成效,通过课题研究平台,带动了数学学科的进一步发展。报告如下:

一   研究工作的主要进展

1  理论研训方面 

 课题组教师针对课题以及各小组的子课题认真学习了九年义务教育和全日制高中数学课程标准,研修了教育学、心理学、数学教学理论、认知理论、多元智能理论、建构主义理论、新课程改革理论、现代信息技术与学科整合理论、后现代主义课程理论; 课题组全员第一批参加了国家教育部组织的普通高中课改实验省教师远程培训,新课改的理论认识进一步提高了,特别是多元智能理论的学习讨论使我们对学生智能的发展有了全新的理解和认识,建构主义理论为教师在信息技术环境下组织教学提供了有力的理论依据, 新课程改革理论使我们能够更好的认识学生与教师的关系, 后现代主义课程理论使得我们认识到师生教学对话的重要性对学生认知发展起着重要的促进作用。

为了提高理论与课题操作的本土化、校本化,先后组织课题组教师学习了我省专家组傅钢善、张黎萍、张剑等专家的相关论文、材料,使得信息技术在高中函数教学的应用实践研究中更具亲和力,使得我们认识到与时俱进推进新课程改革的过程中应当以科学务实的态度贯彻教书育人过程中的科学发展观才能够全面提高数学教学成绩,使课题健康推进,带动整个学科发展提高。形成了信息技术环境下函数教学绿色课堂文化理念:

(1)  绿色课堂的价值是追求充满生命活力的，不断创新的多元化互动。

(2)  绿色课堂的追求是展示生命的原生态。

(3)  绿色课堂的核心是以人为本，以发展为本。。

(4)  绿色课堂的基础是重视学生学习生态的建立。

(5)  绿色课堂的资源追求是积极开发与使用课堂资源。

2  研究方法从传统走向现代

  为了使课题更具科学严谨性,我们采用了问卷调查法,发放问卷调查10次,并且通过文献分析法反思我们的课题,利用访谈法增加研究方法的亲和力,通过经验总结法把好的做法进行共享,借助信息技术平台掌握更多的第一手反馈资料,我们发布了课题研究电子平台访问地址:

e—mail:nzzxjyk2005@126.com  ; her7sirmin@sina.com.

http://blog.sina.com.cn/mathnanzhengzhongxue

  http://www.nzedu.cn/   

3   技术路线

  课题组从有序组织入手，加强课题资源库建设，为教师研究提供必要的基础。有序领导，为研究制定方案分解课题为若干子课题，制定日程，加强管理，及时评价，按时总结，定期拓展研究成果，保证研究成果为全面提高教学质量服务。函数涉及“数形”问题,确保课题组教师每人熟练操作运用几何画板、三知画板等一种方法; 保证硬件设施到位，为研究提供物质保障。

4            工作实施

    在课题第一阶段工作经验的基础之上,2008年3月我们反思了课题实验工作的成功与失败方面,特别是总结了第一阶段优秀成果的同时,对课题研究新阶段与我校学科发展的规划结合起来,并与校本教研结合起来,把省级标准化高中教学为国家高等院校培养优秀人才结合起来,把课题研究的视角放在学校远景目标的实现处于引领作用的地位上来思考。

(1)进一步 研究课题，科学修正课题划分中的子课题界定。把课题立项及开题中围绕数学课程标准的线性研究模式修正为以课程标准为红线，教材引领为依托，现代信息技术与函数整合的多元旋转提升的“DNA”结构。

(2)学习理论，转变理念，提高认识水平。一方面学习课程理论，另一方面学习认知理论，特别是将多媒体辅助教学与学生认知过程相联系，转变一言堂，辅助教学可以更好的促进学生对新知识的建构，提高学生认知水平和思维水平。课题组进行了九次较大规模的理论学习和课题问题分析，各小组基本能根据教学实际内容整体安排课件内容和教学模式。

(3)实践探索，及时调整。教学实践探索中从开始几周几个班公用一个课件发展到不同层次的班使用不同的课件，现在已经发展到同一个内容将不同的课件展示给同一个班级的学生，特别是在一些重点和难点的知识上，学生反映比开始更好了，一些学困生转变了，成绩提高了。

(4)遇到问题集体攻关。课题组针对各小组在教学中的问题，集体讨论，从理论到认知，分析学生的学习风格、认知水平，文化惯性，针对性的提出学法指导。先后自制课件87个，结合实际修改、下载106个课件；问题研究小论文23篇，分别发表于《教情交流》、《汉中教育》、《新课程》及数学刊物约20余篇。

(5)精心准备教学设计，大力开展汇报课、观摩课、示范课、精品课建设。教学设计是教学成功有效的基础,在开始培训中就对教案,说课稿,教学设计        进行了讨论研究 ,将教学设计放在重要位置,以提高教学质量和教学效率.汇编了南郑中学数学教学设计培训教程一册; 针对课题和实际开展汇报课、观摩课共计41节;示范课、精品课例15节,在省级获奖4人,在市县获奖6人,一人成为特级教师。

二   研究的成果与分析

(一) 研究成果

1  形成了立足于数学文化意义下现代信息技术辅助教学的任务驱动教学模式。

  数学文化意义下,数学学习是数学知识的认知建构,数学文化遵循人类科学文化知识发展的轨迹,并受到强势文化的影响,现代信息技术正是现时代的强势文化基因,根据这样的特征, 以函数的文化背景作为探索问题的切入点,借助几何画板、三知画板、powerpoint97软件构建了现代信息技术辅助教与学的任务驱动教学模式。

 

2        形成了信息技术环境下的“数形结合与转化”问题解决反思法.

以几何画板、三知画板、powerpoint97等软件为平台,针对新课标中函数要求以及制约学生认知发展的瓶颈-------数与形如何有效结合与转化,形成了信息技术环境下的“数形结合与转化”问题解决反思法,其过程分析模式为:

问题背景—寻找相关函数模型(代数化)----选择信息平台(几何画板、三知画板、图形计算器等)--- 翻译成图形语言(几何化)---简约化为特殊/极端图形(转化)—动态化观察分析----母题的解决----子题的拓展与演化.在子课题 “数形”结合解决手工作图失真问题讨论中,使学生认识到手画草图的局限性与蒙蔽性给问题解决带来较大的视觉障碍.如讨论方程:

(1)    (2)    (a>0,a≠1)的解,如果按照传统意义下的作图分析, 易造成图形失真,错解或很难完成甚至于无从解决,但是,通过几何画板、三知画板不仅可以通过图形研究,而且可以得到更好解决.这种对比分析反思研究增进了学生的好奇心与探索力,增强了学生的科学精神.

3  开发了一批针对不同函数类型的课程资源

  研究过程中,根据不同函数类型, 立足于数学文化意义下现代信息技术辅助教学的任务驱动教学模式, 通过信息技术环境下的“数形结合与转化”问题解决反思法,进行了20多次研讨观模课,开发精品专题学习网站2个,建立了多媒体教学资源库约20G(拥有1-3年级函数相关内容教学课件,教学设计,素材,积件),并且以此为锲机,建设了我校数学资源库达60G,汇编了相关获奖和发表的论文集1本,函数相关高考问题集锦1本,汇编了优秀教学设计1本,汇编了120个优秀课件集锦3G,精品课例集锦8节课.

(二) 研究成效

1 学生  在数学课上学习和运用信息技术，提高了学生计算机操作水平，提高了学生的信息素养。更重要的是培养了学生自主学习的能力，为终身学习奠定了基础。特别是利用电脑在函数学习中自主探究与实践探索，较好地促进了教师教学方式和学生学习方式的转变，使学生能力的培养在课堂教学中得到了落实。2008年文科考生王甜高考数学149分;理科张儒147分均列汉中市第一名,另有30余名学生数学成绩达到140分以上.郑涛、王琦、张可蒙、王甜分别考入北京大学、香港理工大学、中国人民大学、上海财经大学等名牌大学;同时有10名同学获的省数学联赛二、三等奖。

2   教师   课题组教师的教研水平和驾驭教育技术的能力有了较大提高，出人才、出成果。相继有多篇研究论文和教学设计发表或获奖，实验教学过程中还制作了大量非常实用的教学课件(200多个)和典型课实录20多节。

3  学校  课题研究专题网站《高中函数专题学习网站》在第一阶段获得省级表彰;不断提高的教学质量获得了各级好评,在校人数连年上涨,08年9月在校生突破4500人。

三  结论与思考

1．立足于数学文化意义下现代信息技术辅助教学的任务驱动教学模式¸使学生置于教育过程的中心，把发展学生创新和自我实现作为教育目的，强调学生对知识主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。符合现代教育技术理论、建构主义学习理论、多元智能理论、后现代主义课程理论,符合新课程标准要求,符合学生的认知规律，是对传统教学模式的变革，改变了学生的学习方法，激发了学生的学习兴趣，拓宽了学生的学习空间和思维发展空间，丰富了学生学习过程的体验，情感与态度的体验，提高了课堂教学效率，促进了学生信息适应能力和活用能力,以及知识创新挑战与实践能力的形成和发展。

2． 建设了一支高素质的研究型学者师资队伍

通过课题研究与校本研训,教师的教育理念手段方法得到了更新和提高,大幅度促进了信息技术与数学学科整合的能力,建设了一支全新的能适应现代教育与新课程改革的创新型研究学者队伍,在全校学科师资结构中力量最强.特别值得一提的是青年教师在课题中得到了锻炼提高。

3  提升了学生整体能力

 数学教师通过课题平台提高了教学质量的同时,提升了学生整体能力,特别是以前感到信息技术课只不过是用电脑打字,看新闻,玩游戏的同学对电脑运用有了更新的理念,提升了学生整体能力,高考与省数学联赛成绩明显提升.见下表:

时      间	高考平均成绩		省数学联赛获奖人数
2005年	文科79	理科86	三等奖2人
2006年	文科82	理科88	二等奖 2 人 三等奖2人
2007年	文科85	理科92	二等奖 4人    三等奖6人
2008年	文科89	理科95	11月底公布
我校高考二本上线排名在汉中市从06年的第5,07年第3,发展到08年第2,数学成为贡献最大的学科。

四  存在问题

1  对进一步深化应用整合的期待

本课题的实验研究，自始至终伴随着对传统教学模式与现代教育技术整合的认识和争论。应用整合的含义到底是什么，有什么特点及优势，它的前景如何？对这些问题，我们一直在学习和思考。

信息技术平台下高中函数教与学，对教师的要求较高，可利用的资源满足不了教学需求及学生要求；能力培养的目标检测体系，一方面需要完善，一方面与现有教学评价体系存在不一致，都会导致实验研究不可能全面展开，如何给学生足够多的自主学习时间和空间,如何调控教师的讲与学生的学习时间的度的把握, 整合应用实践的进一步普及，这一切都需要整合理念的进一步深化。

2 学生自主学习能力培养，尚需进一步研究学源结构,开发原动力

通过教育技术，培养学生自主学习能力，唤起学生的主观能动性是关键，那么情感层面上的乐学，或者说是兴趣是至关重要的。据现代心理学研究结果表明：人具有自我学习的天然倾向，具有独立自主学习的巨大潜能。在教学实施过程中，力图促使教师教学行为和学生学习方式的转变，注重学生学习情感和学习态度的培养，展现出师生互动、学生主动参与和积极探索的教学过程。

3“立足于数学文化意义下现代信息技术辅助教学的任务驱动教学模式”尚需进一部提高完善。

在课题研究中我们探索形成了立足于数学文化意义下以教师为主导,以学生为主体,以学生自主合作探究为主线的基于现代信息技术辅助教学的任务驱动教学模式:数学文化探源与情境创设----提出问题----集合化------函数化-----图形化----信息平台协作讨论---平台测试------课堂小结与拓展;对于培养学生能力兴趣,大面积提高学生数学问题解决能力,特别是学优生的探索力与潜能生的知识结构有较大帮组.但是鉴于精力与水平所限,目前还不成熟,有待进一步探究。

4  子课题问题研究还需进一步加强观念

     针对课题的子课题尽管设计了不同的方面,而且也分了小组,但是由于各小组人员的变化(调走等)以及力量的搭配上还有一些问题,个别老教师观念转变较慢,信心不足,课题开展中存在一些问题,推进缓慢。

5            应用研究的电子信息平台还需进一步加强与完善

为推进课题,建立了电子沟通平台,如网站、博客、电子信箱等,但是由于住校生较多,学生利用电脑自主探究问题的环境还需探寻一条新路子。

五 后续研究工作

  1、如何进一步提高信息技术与数学函数课堂教学模式整合的有效性；

2、如何高效地在网络环境下组织学生的讨论；

3、如何更科学地对学生函数建模学习过程进行评价；

4、如何在信息技术下利用函数思想探索不断创设问题情境的策略及平台；

5、如何在信息技术下探索让不同质的学生群体学习不同的数学策略；

7、如何借助信息技术平台探索激发学生好奇心，敢于问题研究猜想,挑战解决的心态策略。

六 可预期成果

   根据课题计划与要求,以及教学实际,在课题深入研究阶段预期完成以下成果:

1                    进一步完善“立足于数学文化意义下现代信息技术辅助教学的任务驱动教学模式”,完成高质量教学设计一册.

2                    进一步完善信息技术环境下的“数形结合与转化”问题解决反思法,结合课题的子课题完成相关研究论文集1册.

3                    建立相关专题学习网站3-5个(其中研究性学习1个).

4                    完成优质课例光盘30个.

5                    建立专家学者型教师的函数部分电子访谈系统,为尖子生与潜能生提供教学对话系统.

 

 

七  参考资料

1        何克抗 《建构主义---革新传统教学的理论基础》。

2        祝智庭 《现代教育技术》。

3        傅钢善  《现代教育技术》《教育技术发展轨迹探讨》及相关报告。

4        张剑等培训材料。

5        张黎萍《开展教育科学研究,提高学校整体水平》《认真做好结题工作,争创一流研究成果》。

6        九年制义务教育《数学课程标准》。

7        全日制普通高中《数学课程标准》。

8        《电化教育》2004.1-2008.8

9        中国电化教育网 http:cet.hedu.net