1、信息技术与解析几何整合的实践与思考 1山东东营职业学院教育系 257091 高青 【摘 要】 信息技术教育必然走向与课程整合的阶段。在建构主义理论指导下，信息技术为解析几何教学提供了良好的学习环境，使学生的主体地位得以真正确立，使自主学习、探索学习、协作学习得以真正实现，使终身教育和学习社会化成为可能，极大地激发了学生的学习动机，培养了创新精神和实践能力。信息技术与解析几何课程的整合不能停留在工具层面上，应深入探究教学设计、教学策略，以形成教学模式，应结合教学理论和实践，以推进解析几何教学的彻底变革。【关键词】 信息技术 课程整合 学习环境 教学模式 21 世纪是信息的时代，同时也是知识经济的
2、时代。知识经济的核心特征是知识创新，因此，国家和民族要发展知识经济关键是培养大量的创新人才。计算机科学的发展，特别是多媒体技术和网络技术的出现改变了社会各个领域运行和发展的模式，改变了社会成员的生存方式和学习方式。因此，面向素质教育和创新教育的基础教育改革，必须以现代教育技术为基础，实现现代教育技术与课程的整合，培养创新型的人才。整合的关键是把信息技术当作学生获取信息、探索问题、解决问题和建构知识的认识工具。这就要求我们教师广泛地应用信息技术，实现学科教学与信息技术的“融合” ，改变传统的以教师为中心的教育思想，学习先进的教育思想、教学理论、特别是建构主义理论；要求我们教师依据学科内容和教学特
3、征,将课程学习内容加工处理转化为数字化学习资源，并根据需要创设一定的教学环境，以便让学习者在情境之中进行问题探索、信息反应、自主学习和勇于创新 1。教育部长陈至立指出要大力推进教育信息化：“要努力推进信息技术与其他学科教学的整合，鼓励在其他学科的教学中广泛应用信息技术手段，并把信息技术教育融合在其他学科的学习中。 ”一、信息技术与课程整合的基本条件 信息技术与课程整合是指在课程教学过程中把信息技术、信息资源、信息方法、人力资源和课程内容有机结合，共同完成教学任务的一种新型教学方式。他的指导思想包括三个基本点 2：首先是教与学的活动要在以多媒体和网络为基础的信息环境中实施课程教学活动。 1 作者
4、：高青（1976） 、女、汉、中级职称，主要从事高校基础数学教学及研究.其次是对课程教学内容进行信息化处理后使其成为学习者的学习资源。最后是利用信息加工工具让学生实现知识重构。二、信息技术与课程整合的理论基础网络教学的理论基础是奥苏贝尔的“学与教”理论和建构主义的“学与教”理论二者的结合。建构主义学习理论和学习环境强调以学生为中心，要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者，建构主义的教学理论要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者；要求教师应当在教学过程中采用全新的教育思想与教学模式、全新的教学方法和全新的教学设计。
5、奥苏贝尔指出，要想实现有意义学习可以有两种不同的途径或方式：接受学习和发现学习。前者主要是依靠教师发挥主导作用，并通过“传递接受”教学方式来实现；后者则主要是依靠学生发挥认知主体作用，并通过“自主发现”学习方式来实现，他据此提出了“先行组织者”教学策略。他还认为，情感因素对学习的影响主要是通过动机起作用。由此可见，信息技术与解析几何课程进行整合，可以极大地激发学生的学习动机、实现自主式学习、探索性学习、协作式学习，为解析几何远程教育和终身教育提供有力的保障。二、学习环境的构建从学习者的需要出发，依据建构主义学习理论，本校建立了供信息技术与课程整合专用的网络教学协作室。室内装备了多媒体电脑，保证
6、每人一台电脑，便于交流、协作，教师机装有专用教学软件，便于教师对整个教室电脑的监控，掌握学生学习进度，调节教学节奏，个别指导学生学习。室内装有电子白板（相当于大屏幕投影仪、触摸屏、白板的结合） ，教师可以更直观地演示，强调重点，可在屏幕上直接写字、作图，可弥补课前制作的多媒体课件无法预计课堂突发情况的不足。 本室每台电脑均是千兆以太校园网的一个网络信息点，学生既可通过内部IP 在校园网内部高速交流，充分利用本校资源，突破互联网速度瓶颈的限制，同时也可在教师许可下与因特网相联。当前最有影响的建构主义代表人物之一 DHJonassen 提出了一种用于设计建构主义学习环境的最新模型，它由问题、相关的
7、实例或个案、信息资源、认知工具、会话与协作工具、社会背景支持六部分组成。在这一理论的指导下，我们建立了数学网络教学网站“网络数学实验室” 。网站分为资源区、学习区、交流区、教师区。资源区分为站内资源和网络资源。站内资源有基础知识、数学史、学习方法、课件等；网络资源精选网上相关网站进行链接。学习区分为高等代数、数学分析、解析几何、初等数论几个版块，具体的教学内容在相应的版块以不同的课件形式呈现。交流区有论坛和聊天室供学生进行异步或同步交流。教师区介绍在线教师情况，提供电子邮箱，解答学生疑难问题。信息技术可以创设一个以学生为中心、教师为主导并与广泛的社区相联系的学习环境，可有效地改进对课程的教学，
8、实现下述目标：增强学生解决问题的能力、协作能力和创新思维；使信息技术的运用成为学习过程的有机组成部分，培养学生获取、选择、传送、加工和利用等信息素养；促进班级内学生的合作交流以及本校学生与全球性学习社区的合作交流，开阔学生的视野4。三、整合的模式传统解析几何教学偏重知识的传授，而现代解析几何教学则重视创造性思维的培养，重视解析几何运用能力的培养，重视学生的实践活动，让学生在教学过程中主动学习、探究 5。信息技术与解析几何课程的整合的教学模式追求的是：1、教学内容问题化。根据解析几何学科性质和具体的教学内容特点，由教师和学生将教学内容转化为各种形式的有价值的问题，并在网络上呈现出来，为学生在课内
9、外的探究性学习设置逻辑起点。2、教学过程探究化。学生主动地获取由教师汇编整理并放置在网络上的相关资料以及其它的网络资料，在获得基本知识之后，在课堂教学中，围绕着相关的问题进行自我探究或集体讨论，教师以平等的姿态参与和引导学生的讨论，使教学过程由传统的传承型转变为探究型。3、教学活动网络化。在教学活动中，改变过去教学内容主要来自于教科书的单一状况，强调培养学生从网络资源中获取素材，自我改造、重组、创造教学内容的能力，养成学生从网络获取资源的能力和习惯。4、教学结果创新化。网络只是环境，探究只是手段，教学模式改革的目的在于培养学生的创新精神。由于上述的改革，使学生的主体地位得以真正的确立，学习的自
10、主性、能动性、合作性得到发挥，有利于培养学生的创新意识、创新思维和创新人格。四、整合的实例下面就二次曲面一节，讲讲我的具体做法：由 x, y, z 的二次方程:ax2 + by2 + cz2 +dxy + exz + fyz + gx + hy + iz +j = 0所表示的曲面, 称为二次曲面。 其中 a, b, , i, j 为常数。如：x+y+z=R表示球面，x+y=R表示圆柱面，y-2z=0 表示抛物柱面而三元一次方程表示的曲面为一次曲面，如：2x+y+3z-6=0 表示平面提出问题：给定方程 F(x,y,z)=0，如何确定方程所表示的曲面形状？探究方法：采用截痕法，即用坐标面及平行于
11、坐标面的平面去截曲面，观察所得截线的形状，从而确定曲面图形。探究过程：下面讨论几个特殊的二次曲面椭球面方程 ： ,122czbyax )0,(cba范围： ,截痕：用平面 z = 0 去截椭球面,得 ，11: 222zbyaxzcbyax是 xoy 面上的椭圆。思考 1：用 截椭球面所得的截痕形状怎样？方程是什么？cz用 截椭球面所得的截痕形状怎样？方程是什么？结果：用平面 截椭球面得交线)(0是 平面上的椭圆0202202022 11:0 zcbycaxzcbyaxc zz 0z平面 与椭球面相交于两点c),(探究 1：若用平行于 xoz 及 yoz 坐标面的两组平面截椭球面，得到的截痕是什
12、么？图形：综上讨论，可知椭球面形状如图思考 2：当 , 时，方程bac表示的图像是什么？,12czbyax探究 2：椭圆抛物面 的图形和性质各是什么？zbyax2单叶双曲面 的图形和性质各是什么？122cz双叶双曲面 的图形和性质各是什么？22byax在教师简单指导解决问题的方法（如何上网搜寻资料，如何展示学习结果）后，学生通过探究、交流完成教师布置的思考及任务，发布学习结果。课后学生饶有兴趣地进一步探讨，完善学习结果，将感想发表在论坛，有学生还在课后将结果制成网页，交给教师链接到本课的教学站点上。五、引发的思考在信息技术和解析几何课程整合的实践中，不断受到观念的冲击、技术的阻碍，体验着探索的
13、艰辛和创造的快乐引发的思考是广泛而深入的，现择其要点言之：1、信息技术与解析几何课程的整合将促进真正意义上数学教学革命华东师范大学课程与教学研究所吴刚认为：“基于信息技术的教育改革就是揭示内含于信息技术中的新观念并使其彰显为课程改革的基本理念。 ”近一二十年来的教学改革中，数学教学改革无疑是最广泛、形式最多样的，其中也不乏影响颇大、在全国推广的成果，然而，以往的教学改革往往注重的是教法的改革，而“教无定法”决定了由一名或一群具有特定个性的教师针对一群特定个性的学生实行的教法未必适合所有的教师、所有的学生，这种教法的推广应是违反教育的强烈的个别化原则的，亦与个性愈加丰富、张扬的时代精神不符。信息
14、技术不应局限在“媒体论”的阶段，不能成为教师“机灌”的工具，应该认识到它是运用现代教育理论和现代科技成果，通过对教与学过程和教与学资源的设计、开发、利用、评价和管理，以实现教学优化的理论与实践，为真正意义上的解析几何教学改革提供最佳环境，对教学理论、教学模式、教育观念甚至是教育体制产生深刻的变革。2、信息技术与解析几何课程的整合对教师提出了更高的要求信息化时代的数学教师必须有更高的素质。对教材、教法、学生的把握是传统教学模式所一贯强调的，这一基本功在信息时代显得更加重要，同时也被赋予了新的内容，如要收集、开发与组织各类教学资源，设计、建立与完善学习环境与情景，包括自主学习环境（基本学习内容，扩
15、展学习内容，检索查询获取相关知识和学科最前沿的知识） ，交流与协作学习环境（学生之间，学生与教师、专家之间）和动态教学评估的环境（随时动态地进行有关教学的调查与评估，畅通师生信息与心灵交流的通道） 。信息化时代的数学教师应积极学习有关教育教学理论，努力提高自身的信息素养，无法想象一个自身的信息素养不过关的教师能够将信息技术和解析几何课程进行有效的整合。此外，教师在美术、音乐等方面亦应有不俗的修养。3、培养学生掌握信息时代的学习方式在信息学习环境中，人们的学习方式发生了重要变化。学习者的学习不是以来教师的讲授与课本的学习，而是利用信息化平台和数字化资源，师生之间协商讨论、合作学习，并通过对资源的
16、收集利用，探究知识、发现知识、创造知识、展示知识的方式来进行 3。因此，通过信息技术与课程整合，要使学生掌握以下信息时代的学习方式： (1)利用资源进行学习； (2)学会在数字化情景中进行自主发现的学习； (3)学会利用网络通讯工具进行合作讨论式的学习； (4)学会利用信息加工工具和创作平台，进行实践创造的学习。4、信息素养是解析几何教学的重要内容1998 年全美图书馆协会与美国教育传播与技术协会在其出版物信息能力：创建学习的伙伴中，指出了学生学习的九大信息素养标准：具有信息素养的学生能够有效地和高效地获取信息；具有信息素养的学生能够熟练地、批判性地评价信息；具有信息素养的学生能够精确地、创造
17、性地使用信息；作为一个独立学习者的学生具有信息素养，并能探求与个人兴趣有关的信息；作为一个独立学习者的学生具有信息素养，并能欣赏作品和其他对信息进行创造性表达的内容；作为一个独立学习者的学生具有信息素养，并能力争在信息查询和知识创新中做得最好；对学习社区和社会有贡献的学生有信息素养，能认识信息对民主化社会的重要性；对学习社区和社会有贡献的学生有信息素养，能实行与信息和信息技术相关的符合道德的行为；对学习社区和社会有贡献的学生有信息素养，能积极参加小组的活动来探求和创建信息。九大标准在信息素养、独立学习和社会责任三个方面的表述，更进一步丰富了信息素养在技能、态度、品德等方面的要求。我国中小学信息
18、技术课指导纲要（试行）中指出“培养学生对信息技术的兴趣和意识，让学生了解和掌握信息技术基本知识和技能，了解信息技术的发展及其应用对人类日常生活和科学技术的深刻影响。通过信息技术课程使学生具有获取信息、传输信息、处理信息和应用信息的能力，教育学生正确认识和理解与信息技术相关的文化、伦理和社会等问题，负责任地使用信息技术；培养学生良好的信息素养，把信息技术作为支持终身学习和合作学习的手段，为适应学习社会的学习、工作和生活打下必要的基础。 ”由此我们可以看出信息素养不是孤立的诸如信息获取、信息检索、信息表达、信息交流等的信息技能，而是以独立学习的态度和方法、以在信息社会中合理生活学习的责任将这些信息
19、技能用于信息问题解决和进行创新性思维的综合的信息能力。信息素养是信息社会人的整体素养的一部分。信息素养教育关系到人们如何立足于信息化社会这一基本点。它不是所谓的超前教育观，而是教育界必须要面对的现实问题。只有在解析几何教学中加强信息素养教育，教育才会充分发挥重要作用。5、不可全盘否定传统教学方式在传统教学当中，教师在台上一笔一画的写，可以给学生起到示范、表率的作用，并配以讲解推导，声情并茂，抑扬顿挫，根据学生的反应调整讲解速度，该快就快，该慢就慢，该停则停，该写则写，教师可灵活处理，能够紧紧的抓住学生的思维，一步一步的逼近真理；学生则跟着教师的思路在知识海洋中遨游，注意力集中，这是师生共同体验
20、获取真理的愉悦过程。而运用多媒体辅助教学，课件是事先编好的，不可能在课堂上根据教学情境临时调整，一般推导过程也是突然呈现给学生，显得较为唐突，思维过程不够连贯。教师多数时间是在讲台上点击鼠标，限制的东西多了，与学生接触的时间减少，影响了教师的亲和力，感染力。6、软件重于硬件，观念重于设备信息技术改变着传统的教育方式和教学过程，设备及技术无疑很重要，没有设备及软件，巧妇也难为无米之炊。但我们更应关注对教学过程的研究，要探索如何应用教育技术构建新的教学模式。7、尚待解决的问题。整合的起步阶段不可避免存在着一些不足之处。如师生之间课堂上的直接交流仍需加强；学生的自主参与意识不强，自我约束能力较差的学生容易失控；资源的大量、多样化容易掩盖分析思考过程；一些基础知识容易被忽略等。我们相信，信息技术与解析几何课程的整合一定能为数学教学改革开辟一条新道路，为培养创新型人才开拓一片新天地。【参考文献】1陶维林几何画板实用范例教程M北京：清华大学出版社，2003，4 2莫邦哲.信息技术与学科教学整合的实践与思考.http:/ e-Learning 的本质信息技术与学科课程的整合. 电化教育研究.2002.15何克抗.建构主义革新传统教学的理论基础.电化教育研究. 1997.(3)(4)
