谈初中数学与现代信息技术的整合

闫梅须

随着社会信息进程的日益加快，人类面临一个新的教育命题：掌握和运用信息技术。初中数学与信息技术的整合，是从数学教学的需要出发，确定哪些环节，哪些教学内容适合使用现代信息技术，并选用合适的软件，创造相应的学习环境，推进现代信息技术在数学中的辅助教学，达到优化数学教学的作用。

以计算机为核心的信息技术主要指多媒体计算机、教室网络、校园网和因特网等。作为新型的教学媒体，当数学教学与它们密切整合时，它们能为新型教学结构的创建提供最理想的教学环境，它们能为数学课程改革提供全新的教学方式和学习方式。作为教师就必须有效地改变传统教学模式，充分利用丰富的新媒体资源，激发学生学习兴趣，丰富学生的感性认知，调动他们学习的主动性、积极性和创造性，突破教学重点难点，促进学生数学综和能力的发展，从而提高教育教学质量。因此，将现代信息技术应用于数学教学改革是一个强有力的突破口，值得我们去研究与思考。

一、用现代信息技术进行课堂演示

在这种模式下，传统教学中教师通过黑板、投影片、教具模型等媒体展示的各种信息，可由计算机加工成文字、图形、影像等资料，并进行一些必要的处理（如动画），将这些资料组合起来。进行课堂教学时，可以将计算机与大屏幕投影连接起来，也可以在网络计算机教室中进行。例如，对于等腰三角形“三线合一”的教学，传统教学因较难展现其发现过程，从而造成学生不好理解。利用计算机，可以在屏幕上画出任意三角形ABC及其内角A的平分线、BC边的垂直平分线和中线，之后用鼠标在屏幕上随意拖动点A，利用软件功能，此时三角形ABC和“三线”在保持依存关系的前提下随之发生变化。在移动的过程中，学生会直观地发现存在这样的点A，使得角平分线、垂直平分线和中线三线重合。

利用这种模式进行课堂教学，在较短的时间内，学生可以多种感官并用，提高了对信息的吸收率，加深了对知识的理解，因而可以做到更高密度的知识传授，大大提高课堂利用率。更重要的是，利用计算机进行课堂演示，通过精心设计的动画、插图和音频等，可以使抽象的数学知识以简单明了、直观的形式出现，缩短了客观事物与学生之间的距离，更好地帮助学生思考知识间的联系，促进新的认知结构的形成。计算机的动态变化可以将形与数有机地结合起来，把运动和变化展现在学生面前，帮助学生由形象的认识提高为抽象的概括，这对于培养学生良好的思维习惯会起到很好的效果。

二、利用现代信息技术进行自主的探究式学习

在信息技术环境迅速发展的背景下，以学生为中心进行合作学习，以问题共同解决、培养能力为中心并且强调终身学习的思想将逐渐深入人心。问题是数学发展的动力，所以解题教学历来受到教师的重视，现代数学教育更是强调要进行“问题解决”，注重在解决问题的过程中锻炼思维，提高应用能力。而传统的数学教育由于多方面的限制，片面强调了数学重视演绎推理的一面，忽视了数学作为经验科学的一面。目前，学生自主探究的教学模式可以得到IT的有力支持，已经有许多学生可以利用计算机软件和图形计算器自主地在“问题空间”里进行探索和做“数学实验”。因此，教师可以将更多的探索、分析、思考的任务交给学生去自己去完成。例如，几何画板提供了一个十分理想的让学生积极探索问题的“做数学”的环境，学生完全可以利用它来做数学实验，这样就能在问题解决过程中理解和掌握抽象的数学概念，使学生获得真正的数学经验，而不仅仅是一些抽象的数学结论。

在这种探究式学习的模式中，教师在教室里的角色更像学生的辅导者或帮助者。教师设置环境，帮助学生提出问题并进行探索，激发学生解答问题，并为学生提供需要的工具和资源，以便学生能够建构知识。

三、利用现代信息技术进行知识复习和学习评价

在课后，可以利用一些辅导软件来巩固某些已经学会的知识和技能，提高学生完成任务的速度和准确性。这种课件不仅提供文字、图形、动画和视频图像，还有语音解说和效果音响，图文并茂，具有很好的视听效果。教学内容的组织多按章节划分知识点模块，学习者可以根据需要自己决定进度，针对自身情况逐步深入地复习已经学过的知识内容。另外，利用计算机信息容量大的特点，可以做成一些智能题库（如人民教育出版社的智能训练系统），学生可以用它做题、复习知识。系统还能根据测试者的应答，测试答题者对于某些知识点的掌握程度，从而智能地调节题型、题量，并能在线调出相关知识点的理论讲解，复习教学内容。计算机科学知识与数学学科知识之间可以说是相辅相成，共同发展。与计算机同步，计算数学（数值计算、符号演算、计算机图形学等）已经有了很大进展，这些进展反过来又促进了计算机技术的发展。随着计算机等新技术对教学方式影响的不断加深，以及在社会上的广泛应用，对人的数学素养的要求，已经从单纯地进行纸笔运算转换到能有效地、恰当地使用技术，能数学化地深入思考问题、简化概括过程和解决问题，以及能在几何与代数、代数与统计、真实问题情景与相关数学模型之间建立联系。

四、利用现代信息技术调整、精简的传统教学内容

传统的数学教学中，有大量繁杂的运算，需要花费很多时间、精力来进行训练。目前，由于计算机代数日臻成熟，图形计算器和许多软件包都能完成数学中各种各样的运算，mathpert还能在每一步给出提示，引导学生给出解答。这样，教师和学生就可以从繁重枯燥的重复性活动中解放出来，把繁重的运算交给计算机。因此，教材中应当适当删减、调整一些教学内容。例如，查表计算可以取消，代数式的四则运算、因式分解和解方程（组）、三角函数的运算和证明等均可大大简化。当然，并不是完全取消学生的练习，而是要突出基本训练，掌握基本思想和基本方法。

五、利用现代信息技术编写新技术支持下的立体化教材

借助于新技术，在引入概念、陈述定理时，我们可以利用多媒体技术的特点，向学生展示一些难以用语言或一般教具阐述的事实，帮助学生建立直观表象，理解新知识。例如，对于一些轨迹问题，可以利用几何画板、图形计算器的轨迹功能，制作一些动画，演示轨迹形成过程（这样的例子还很多，如圆锥曲线概念的引入、由参数方程给出的二次曲线、圆的摆线、弹道曲线等）；对于平面几何中的许多问题（如全等、相似、轴对称、中心对称等），也可以通过这些软件的变换功能，设计一些动画，来展示变换过程，观察性质，理解定理；对于代数中的一些函数问题，利用maple，mathcad等软件和图形计算器，也可以很容易得出它们的图像。这时，就可以在原纸质教材的基础上，配合多媒体课件，供教师在课堂上使用或学生课下使用。

总之，初中数学与信息技术的整合，并非强调所有的数学内容都适合计算机辅助教学，它只可巧用，不能滥用。现代信息技术为数学提供了其它教学设施无法替代的服务，在改革數学教学同时，也改变了我们教学意识和思想，它对深化课堂教学改革，切实提高教学质量，全面提高学生素质具有相当重要的作用。我相信，初中数学的课程改革只有巧借现代信息技术的优异性能，才能使二者的有机整合提升到一个新的高度，从而达到优化数学的学习过程和学习资源的目的。