浅谈信息技术与初中数学教学的有效整合

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　　摘要：信息技术与初中数学教学的整合，并不是简单地把信息技术作为辅助教师教学的一种演示工具，而是要实现信息技术与初中数学教学的有效融合。这种融合需要教师紧密结合初中数学教学的实际需要，确定适合使用现代信息技术的教学环节、教学内容和教学方法，并选用合适的教学软件，创造相应的学习环境，推进现代信息技术在数学教学中的应用，使得数学课堂变得生动化、趣味化、灵动化、生命化，达到优化数学教学的作用。
　　关键词：信息技术;初中数学;数学教学;学生学习
　　中图分类号：G633.6 文献标识码：A 文章编号：2095-5995（2019）02-0056-03
　　《义务教育数学课程标准（2011年版）》指出：数学课程的设计与实施应重视运用现代信息技术。把现代信息技术作为学生学习和解决问题强有力的工具，致力于改变学生的学习方式，使学生乐意并有更多精力投入到现实的、探索性的数学活动中去。数学教师在教学过程中可以充分利用信息技术和多媒体资源，深入推进初中数学课程改革，真正从初中数学学科的自身特点出发，充分发挥现代信息技术在初中数学课堂教学中的优势，激发学生的内在潜能，增强学生学习数学的兴趣和积极性，全面提高数学课堂效率，从而提高教学质量，提升学生的数学素养。
　　一、信息技术与初中数学教学整合的必要性
　　信息技术与初中数学教学的有效整合是指在师生教与学的过程，教师把信息技术、信息资源、信息方法和教学内容、教学方法、学生学法有机结合，以实现教学目标的达成，完成教学任务的一种教学方式。
　　（一）可以为学生学习提供丰富的资源
　　在初中数学课堂教学中，教师要充分利用信息化资源，将其作为初中数学教学的重要素材运用到教学中，如把视频资料、文本资料、音频资料与教学内容融合在一起，对教学内容进行拓展并整合成电子文稿、多媒体课件等，供教师教学和学生学习时评议、分析和讨论。这不仅扩展了教师教学和学生学习的内容，丰富了学习的内涵，并且使一些比较抽象的教学内容和虚拟情境变得形象化和具体化，并得以直观地表示，便于学生理解，有利于提升教学的效果。
　　（二）有利于推动学生更新学习方式
　　当前，教育信息化迅速发展，尤其是人工智能时代的到来，教育信息技术对教育的影响越来越深入，学生的学习方式也随之发生了深刻的变革。学生获取知识不再仅仅依赖于教师的讲授和课本的学习，他们还可以利用信息化网络平台获取前沿知识，丰富认知。所以在课堂上，学生基于课前收集的知识，就可以围绕学习内容开展讨论与合作学习，探究并发现知识。因此，初中数学教学中，教师要把信息技术与数学教学相融合并应用于教学中，让学生掌握信息时代的学习方法，更新学习方式，适应社会的发展变化。
　　（三）有利于培养学生终身学习的能力
　　教育信息化的发展使得知识的获得便捷化，为人们的终身学习带来了机遇，因此，学习能力的培养在学校教育中越来越重要。初中数学教师要利用多种信息技术对初中数学教学内容进行重组、剪辑与制作，让学生更便捷获得知识的同时，培养学生的学习能力，使学生能独立进行知识的发现与探究。如今，学习资源已能实现全球共享，虚拟课堂、虚拟学校等现代远程教育兴起，学生可以随时随地通过互联网进行学习与交流，这使学习变得无围墙界限，更为自由、灵活。由此，初中数学教学中，教师要引导学生根据学习目标，有意识地进行自我规划、自我管理、自主探究与自主創新，让学生发展自主学习的意识与终身学习的能力。
　　二、信息技术与初中数学教学整合的方法与效果
　　在传统的初中数学教学中，教师常常借助实验的方法去探索和研究数学问题，如借助教具或模具演示、用特殊值验证等，而现代信息技术的应用为教师提供了开展数学实验教学更为便利的条件。初中数学教师利用信息技术开展教学实验，打破了传统实验模式的束缚，为学生进行建构性学习和自主性探究提供了有利的条件。教师运用信息技术可以更形象、直观地揭示数形关系，模拟数学概念和数学知识的发生过程，为学生提供交互式的学习环境，从而引导学生参与到数学问题的探索和解决之中，使学生的学习兴趣和思维得以更好地发展。
　　（一）开展整合教学。揭示数形关系
　　在初中数学教学内容中，数和形是两大支柱。数形结合的思想就是通过数与形的有机结合解决数学问题，这是初中数学教学的重点与难点，而信息技术的应用则使这一问题简单化。函数图像、方程解的几何意义、图形的变换、数学公式的几何意义等抽象内容的教学中，教师可以运用计算机动画模拟、动态过程演示等手段，将抽象的数学知识直观形象、变化有序地展示在学生面前，并引导学生观察、探索与思考。这种整合教学有效地促进了学生对抽象数学的学习。如，在“反比例函数的图像”的课堂教学中，有两个难点需要突破：一是双曲线是如何形成的，二是如何让学生理解双曲线与两坐标轴是无限逼近的。传统教学往往采用“教师示范一学生模仿一师生讨论”的教学模式，教学效果不佳。引入信息技术之后，教师让学生在计算机上利用画图软件，给自变量赋予不同的数值，计算机可以呈现出相应的双曲线，学生再通过操作、观察与体验，最终发现和归纳出反比例函数的图像特点和性质。这样的数学教学自然而然地由数到形，而不是把数与形分开，便于学生理解与掌握，教学效果自然较好。
　　（二）构建数学模型。发现数学规律
　　几何画板软件作为计算机辅助数学教学的一种有效工具具有不可估量的作用。在初中数学教学中，教师可以利用几何画板软件中的测量功能，通过几何画板软件动态地保持给定的几何关系;学生可以在计算机上利用这一软件自主探究变化的图形，发现恒定不变的几何规律，将抽象、枯燥的数学知识演绎成动态数学模型和相关的数据图表，从而有效地发展学生的空间观念，帮助学生认识和掌握数学规律，提高学生的学习兴趣和思维能力。例如，在探究等腰三角形的性质时，学生可以利用几何画板软件先做一个任意的等腰三角形，画出底边上的中线、底边上的高线和顶角的角平分线，并测量出这三线的长度;然后拖动顶点，观察在三线的长度发生变化时点的位置所发生的变化（学生很直观地就会发现互相重合），由此学生能从中发现等腰三角形的三线合一的性质。在这一教学活动中，教师只仅仅给学生提供了一个问题背景，而整个学习过程都是学生自己在动手操作、观察，能借助比较、验证、归纳等方法，最终得出结论。学生亲历了数学知识的发现过程，等腰三角形三线合一的性质很自然地纳入学生已有的知识结构中，不仅使教师摆脱了“难说与说不清楚”的窘境，而且尊重了学生的学习主体地位，发展了学生的学习能力。 　　（三）引导学生参与学习过程，主动获取知识
　　教育的本质在于参与，教师要充分调动学生的积极性、主动性和创造性，让学生最大限度地参与到教学中去，让学生用自己的思维方式，主动地获取知识。信息技术与初中数学教学整合学习过程中，学生自主通过操作计算机，真切地体验数学知识的形成过程，在“做数学”的过程中发现数学规律，学习数学知识。这不仅有利于学生对数学知识的理解和掌握，而且有利于激发学生的创新意识。在“一次函数的图像与性质”的教学中，教师可以让学生利用计算机的自动绘图功能，拖动一次函数y=kx+b的图像（直线），并观察表达式里不断变化的数据，思考两个变量之间的关系。学生可以发现和归纳出图象的性质及函数图象与k、b的关系，即：k决定着一次函数的增减性，b决定着一次函数图像与y轴的交点位置。这样的数学学习活动，已不再是单纯地模仿与记忆，而是学生自己通过动手实践、自主探索，主动地进行观察、实验、猜测、验证、推理与归纳的过程。只要能获得教师的有效指导，学生可以根据自己的兴趣和爱好进行学习和探究。这样的数学学习活动才是真正现实的、有意义的、富有挑战性的，这样的数学学习也是学生主动参与的、高效的。
　　（四）营造学习环境。培养学生创新思维
　　信息技术与数学教学的整合，可以为师生多元互动创造良好的条件，为学生开展交互式学习提供便利。目前很多信息技术辅助数学教学的软件不仅可以起到帮助学生探索和理解数学的作用，还可以营造利于师生交流的学习环境，扩展数学学习的内容和形式。初中数学教师在教学时可以引导学生通过实验进行测量和计算，大胆地提出假设并通过自己的实践予以证明或否定，如从数学模型的建立到演示、从性能预测到规律的探求，从而让学生学会提出问题、分析问题，进而解决问题。在教学“顺次连结任意四边形的四边中点，围成一个中点四边形，则四边形是什么四边形？试证明你的结论”的内容时，教师可先通过几何画板软件引导学生进行如下的探究：（1）画图：学生利用几何画板软件制作一个任意的四边形（四个顶点可以任意拖动）及其中点形成的四边形;（2）探究：學生任意拖动四边形的一个顶点，以改变它的形状，发现四边形的形状也随之发生改变;（3）猜想：中点形成的四边形的形状由原四边形的什么性质决定？（4）验证并结论。这样的教学给学生留下了更多的思考空间，让学生在已有的知识基础上深入探究问题、解决问题，并归纳出结论，提出新问题，这有助于培养学生的反思意识和问题解决的能力。
　　三、信息技术与初中数学教学整合应注意的问题
　　信息技术与初中数学教学整合虽然为提高数学课堂教学的容量和课堂效率提供了途径，但在实际中依然存在着一些制约因素，为了使信息技术整合的效果更佳，学生学习兴趣和学习效率更高，教师应注意以下几个问题：
　　第一，信息技术与初中数学教学整合，是创建数字化学习环境的过程，整合过程不是简单地应用信息技术。信息技术与初中数学教学整合的过程是数学教师利用信息技术创设有利于学生主动学习的情境，创设条件让学生最大限度地接触信息技术，让信息技术成为学生强大的认知工具，最终达到预期的学习效果。
　　第二，信息技术与初中数学教学整合的过程中，教师要分清楚信息技术与数学教学的辩证关系，整合的主体是数学教学，而非信息技术，切勿为了使用信息技术而使用信息技术。整合的教学设计应该以数学教学目标为根本出发点，以改善学生的学习为目的。另外，教师在整合过程中切忌在使用传统教学手段能够取得良好效果的情况下生硬地使用现代信息技术。
　　第三，信息技术与初中数学教学的整合过程中，教师要加强学习指导，避免混乱与低效。信息技术与初中数学教学整合一般有三种方式：以知识讲授为中心的整合、以信息资源提供为中心的整合以及以探究学习为中心的整合。第一种方式在多媒体教室中进行，极易产生教师干预过多，学生学习主动性下降的问题;第二种方式在计算机网络教室中进行，易出现网络堵塞，打乱教学计划的情况;第三种方式是学生自由利用网络学习，易造成失控，导致学习低效。因此，在整合过程中，教师一定要加强对学生的指导，交给学生学习方法，引导学生利用信息技术主动开展学习。
　　总之，教师要正确认识信息技术与数学教学整合的特点，大胆地开展整合实践。教师在具体教学过程中，可以根据自己的认识水平和学校的具体条件，选择性地进行课堂教学整合实践，积极探索多种整合模式，推动数学教学改革的深化，促进数学教学质量的提升。
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