信息技术与小学数学教学整合的研究

信息技术与小学数学教学整合的研究主课题结题报告 太仓市浮桥小学数学课题组 一、情况概述 2005 年 3 月我校申报的课题“信息技术与小学数学教学整合的研究”正式 立项为苏州市十五重点滚动课题。在市各级领导的关心和支持下，在学校支部 和行政的领导下，经过全体课题组成员的不懈努力，两年中经历了课题准备、 实验、阶段总结阶段，现在对课题研究的操作进行回顾与反思，恳请各位专家 和老师对我们的课题实施进行指导与指正。 二、课题研究的背景 随着素质教育的推进和教育信息化的不断发展，信息技术与学科教学的整 合，是当前我国整个教育信息化进程中的一个热点问题，是我国面向二十一世 纪基础教育教学改革的新视点。在高度信息化的时代，新的教学观认为教学具 有多方面的功能，它既要传授知识，又要发展学习者的多种能力。如学习能力、 信息处理技术、发现问题和解决问题的能力，也就是我们不仅要传道授业，还 要着力培养学生运用信息工具获取、处理、应用、生成、创造信息的能力，因 此，进行信息技术与学科教学的整合是最好的途径。 国家数学课程标准的基本理念的最后一点提出“现代信息技术的发展 对数学教育的价值、目标、内容以及学与教的方式产生了重大影响。数学课程 的设计与实施应重视运用现代信息技术，特别要充分考虑计算器、计算机对数 学学习内容和方式的影响，大力开发并向学生提供更为丰富的学习资源，把现 代信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力工具，致力于改变学生的学 习方式，使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探索性的数学活动中去。 ” 以往，我们的数学教学总是以课本素材为中心，而信息技术则可以为学生 提供了丰富的信息资源，使数学教学内容得以跳出封闭的教材，扩展到现实生 活的方方面面，为学生学习数学知识创设了广阔的智力背景，使得构建立体化、 多样化、信息化的数学大教材成为可能。发挥信息技术的优势，向学生提供更 为丰富的学习资源，突破时空的限制，直观形象地反映客观事物，充分展示知 识的形成过程，从而客观揭示知识的本质特征以及知识点之间的内在联系，使 抽象的内容具体化，调动学生主动学习的积极性，让学生更好地掌握知识，形 成技能，培养良好的思维品质，正确的价值观及对数学的情感与态度。 鉴于以上认识，我们申报了十五苏州市级立项课题“信息技术与小学数学 教学整合的研究”，确立了课题研究的主要内容、目的与意义，并对课题研究 进行了条件分析与可行性分析，确立了研究方法与手段，制定了研究计划与步 骤。 我们成立了以校长直接分管，教导处一名同志担任课题组组长，一批校级 骨干教师为主要成员的课题组，从组织上给予切实的保证。 三、课题总体设计 （一）理论依据 1、建构主义理论 2、人本主义理论 3、巴班斯基的教学过程最优化 4、布鲁纳的知识结构论 （二）课题的界定 1、信息技术 信息技术是教育信息化进程中的核心内容。按照流行的说法 是指：应用信息科学的原理和方法对信息进行获取、传输、处理和应用的技术， 它覆盖了微电子技术、计算机技术、通讯技术和传感技术。是一门综合技术和 方法体系。本课题中的信息技术界定为以计算机多媒体技术和国际互连网 Internet 技术为核心的信息技术。 2、信息技术与数学教学的整合 信息技术与数学教学的整合，就是教师在数学教学活动中，在把信息技术、 资源、方法和数学课程内容有机结合，共同完成数学课程教学任务的一种新型 的数学教学方式。两者整合是把信息技术作为教学辅助手段和认知工具的基础 上，把信息技术看作数学学习的一个有机组成部分，就是在课程的学习活动中 有机地使用信息技术，努力使课堂的教学内容、教学方法和形式都发生变革， 更好地完成课程目标。 （三）研究目标 1、通过本课题的研究，改变学生的学习方式，培养学生的信息素养，发展 学生的自主探究学习的能力，提高学生搜集和处理信息的能力。 2、通过本课题的研究，使教学内容的呈现、教师的教学方式、及师生的互 动方式等发生较大的变革。探索信息技术与小学数学课堂教学整合的课堂教学 结构。 3、通过本课题的研究，使教师熟练掌握并运用现代信息手段，进一步优化 教师的教学行为，促进教师的专业发展，基本形成一支有现代信息素养的科研 型的师资队伍。 4、通过研究，基本构建起以学校校园网为信息平台和信息载体的数学学科 资源教育网，并向其它学科领域扩展，达到信息共享和资源共享的目的。 （四）研究内容 1、信息技术与数学教学内容、方式的整合研究（子课题） 2、以校为本 强化教师信息技术培训的研究（子课题） 3、资源库建设的实践与研究（子课题） （五）研究方法 1、文献研究法： 信息技术与数学学科教学的整合研究，体现了新课程的 教学理念，因此有必要了解国际国内多媒体网络技术的教学现状和成果，在文 献研究中学习相关的理论和借鉴他人的成功经验，为本课题的研究提供实践的 依据和事实材料。 2、行动研究法：本课题研究与课堂教学紧密结合，是在教学中和对教学的 研究，为了使研究工作有效实施，确定行动研究法为本课题的主要研究方法。 3、总结研究法：教师通过学习、实验、总结教学实践中的成功经验，撰写 报告论文。 4、案例研究法 四、课题研究的操作要点 1、加强培训，提高数学教师的信息素养。 运用现代教育技术开展教育教学活动，教师掌握的现代教育技术能力是关键。为了保 证我校拥有一批能灵活运用以计算机及网络为核心的信息技术进行现代化教学的教师队伍， 学校十分重视教师的信息技术培训，开展了多种形式、多种层次的培训活动。首先，加强 信息技术培训，提高教师的信息技术素养。为了普及计算机知识，使广大的教师都能使用 多媒体设备进行教学，我们利用寒、暑假邀请太仓市教培研中心的信息技术专家和本校的 计算机教师，采取专家授课和校本培训相结合的方法有计划地对全校教师进行培训，内容 包括了计算机的基础知识、 Windows98、word、Excel 、Internet、Authorware 、PowerPoint、多媒体素材采集、 多媒体设备使用维修等。 加强了新技术的培训，拓宽了教师的视野。经过不断地充实，我校现在已经拥有一支 计算机的技术骨干，为使得他们能有不断吸收新技术、新经验的机会，学校想尽办法，不 定期地采取派出去、请进来的方法，组织教师到先进地区和学校参观学习，曾多次到太仓 市实验小学学习观摩整合课，还邀请相关专家和技术人员来校作讲座、指导，使广大教师 有机会参加各种类型的培训交流活动，提高了教师运用信息技术的水平。学校组织全体教 师参加网页制作培训、课件制作评比等。开展教师“网上论坛”“博客之星”评比活动，发挥 网络技术的作用，进行开放的、动态的交流方式，促进全体教师网络技术水平的提高。经 过几年的培训与自学，学校专任教师已基本掌握了现代教育技术的初级知识，教师能熟练 使用搜索引擎、下载软件、能够熟练地参与网络讨论，大部分老师已能独立制作简单的课 件，能通过网络交流优秀教案、论文和优秀教学软件，共享网上教学资源，利用现代信息 技术开展教学。通过培训，教师的信息技术普遍被提高，很多教师已经感受到运用信息技 术进行教学的优势，主动使用信息技术。 在学生一头，我们发现学生家庭里拥有计算机的不是很多，就开展了“绿色上网”的主 题活动，中午和下午的活动时间，学校的计算机房向学生开放，在老师的组织下，学生可 以进行上网查阅资料。 2、全面实施，推行行动和案例研究 行动研究法是我国教育界应用比较广泛的一种方法。在课题研究中我们边分析实践、 总结反思、调整研究步伐，全面实施课题研究。学校要求课题组骨干教师到外地参观学习 培训后，学校要求参观者回来后上好汇报课，并要求课题组的成员全部参与听课、评课活 动，使课题组所有老师有了充分的感性认识。然后让课题组其他成员在组内再上交流课， 通过对研究课的交流研讨。最后在全校或者在更大的范围内进行观摩、交流推广，使教师 们不断提高认识，从而推动实验向纵深发展。学校从课题立项之后，要求每位研究成员积 极地投身到教育科研活动中，上好每学期至少一节课题示范课、研讨课、评优课。围绕研 究课题，突显研究的主题。每次活动中，总会形成一些可供大家学习、分析和借鉴的案例， 我们通过这些案例的鉴别，分析影响因素。 我们要求课题组成员加强新课程理念的学习。学习先进的教学理论，树立符合时代要 求的教学方式。通过每月一次的理论摘录和青年教师反馈卡的学习与填写，改革着教师的 教育思想，认识本课题研究的必要性：优化教学过程，促进教与学方式的转变，提高教学 的质量。改革教育思想，认识本课题研究的必要性：目的是为了优化教学过程，促进教与 学方式的转变，提高教学的质量。 实验组的教师在专家引领和校本培训作用下，渐渐摸索出了规律，使用信息技术的课 例越来越多，学校的多媒体教室常常不够使用，刚开始，主要是利用自制的多媒体课件辅 助教学。通过实施，我们获得了一些整合的成功案例，如认识乘法、平移与旋转、 时分的认识、可能性等整合课，受到了市校听课老师的一致好评，在产生了一定 的影响。现在，我们正摸索着进行网络环境下的教学研究。实验中，我们要注意原始资料 收集，我们是在教学常态下进行的，要求实验的教师记好“实验记录卡”，进行现状与结果 分析，得出合理而科学的结论，并认真撰写文章，把结论上升到一定的理论高度，在一定 的范围内推广。 通过对课题研究中的数据、资料进行有效的整理和分析，我们将成功的整合案例在学 校内推广，完善典型案例的不足，不断修正完善。 四、研究的成果 1、加快了学校的教育信息化进程 在课题的建设中，学校加快了信息化的进程。随着 本校“班班通”工程 和新课程改革的实施推进，传统的图书馆、资料中心这些学习资源环境已不能 适应信息时代知识日新月异的变化，人们迫切需要新型的信息服务方式和更加 开放的资源环境。在校领导大力关心和支持下，近二年来，我校的信息技术整 体水平得到了跨越式的发展，完成了以光纤接入为主的“班班通”工程。我校 微机生机比达 8：1，已达到苏州市信息技术先进学校标准。学校的信息技术方 面在已建成的百兆校园网基础上，把学校的信息端子进一步推进到每个教室， 与市信息中心建立了互动视频会议教学广播系统，功能完备的多媒体教室 2 间、 多媒体网络教室 3 间、便携投影仪及笔记本电脑 3 套。完善了浮桥小学网站 （，）的信息发布及其宣传渠道，教研方 面建立了信息技术专题网、新教育实验专题网，建立了校课件中心：网页加 FTP 的信息资源软件库、信息资源文章库等；在信息基础设施建设取得阶段性 成果的同时，为了促进信息技术与学科的整合，把教育信息化的工作重点转移 到全面提高教师上来，我校 90%的教师都通过了微机初级培训，具备了自制课 件的能力。总之，只有把强大的软硬件优势转化为现实的教育竞争能力，才能 加快我校教育现代化的步伐。 2、提高了教师和学生的信息技术素养 课题组的老师在研究课题的同时，自身的素养也得到了提高，在各级各类 竞赛中频频获奖：青年教师张燕的整合课认识时分获苏州市青年教师二等 奖，她执教的认识乘法获太仓市信息技术与学科整合评比课的三等奖。崔 俭老师直角的平移与旋转利用多媒体技术的特色在市青年教师评优课比赛 中获二等奖。陈利明老师的三角形内角和在太仓市四年级新教材培训活动 中获得好评。同时，教师们撰写课题论文的水平也逐步提高。王洁老师的将 整合进行到底、王红艳的运用多媒体辅助教学 优化数学教学方法和龚新 革的探索网络技术和课堂教学的整合获苏州教育科研论文三等奖。张燕的 运用 CAI 优化小学数学课堂教学认识乘法案例谈和张柳萍的搭 “信息”台唱“情境”戏发表在太仓教育上。张燕的谈多媒体技术在 小学低年级数学教学中的有效运用和崔俭信息技术与数学教学的有效整合 将在科研论坛发表。 学生的信息素养有了明显提高。（1）学生运用信息工具的能力得到了加强。信息技 术在课堂的广泛应用，学生上机操作的机会增多了，所以学生的操作能力有了较大的提高， 中高年级学生基本上掌握了绘图、文档的编辑、网上搜索等技能，部分学生已掌握演示文 稿、动画、网页的简单制作，学生有了自己的电子信箱，并能经常用电子信箱收发邮件。 (2)学习获取处理信息的能力得到了提高。通过本课题的研究，学生能根据自己的学习目标 有效地收集各种学习信息。如六年级数学中计算不规则图形的面积，教师布置学生自己查 找相关资料进行分析研究，结果，学生通过上网搜索，找到了多种计算方法，如“用小方格 量、通过割补转化”等等方法。(3)学生生成加工信息的能力得到了提高。由于学生计算机 操作水平得到了提高，学生生成、加工信息的能力也得到了一定的提高。自实施本课题以 来，我校先后有多名学生制作的电子小报和电脑绘画在举办的小学生信息技术应用竞赛中 荣获一、二、三等奖。 3、构建整合课堂的教学模式。 （1）情境探究式 基本流程为：情境创设 提出问题主体探索 协作释疑问题解决 拓展实践 基本环节 表现形式 目标达成 故事引入 生活情境 表演引入 情境创设 提出问题 图片模型 产生强烈的学习动机， 激发兴趣。 独立思考 尝试解决 协作辨析 主体探索 协作释疑 解疑释疑 利用资源，主动探究培 养学生的综合能力。 变式题组 错解剖析 互为命题 反思升华 问题解决 拓展实践 撰写论文 发展认知，意义建构， 培养学生的应用能力 1. 情境创设，提出问题。 利用录音录象、电脑动画等媒体资源创造出形象而直观的问题情境；从 生活情境入手，把需要解决的问题巧妙地蕴涵在符合学生认知的基础知识中,把 学生引入与问题相关的情境之中，激发学生的求知欲和学习动机。 创设问题情境的方法：(1)以讲故事的形式引导学生进入问题情境；(2) 利用录音录象、电脑动画等创造问题情境；(3)学生表演，再现问题的情境；(4)利 用图片、实物或模型。 2.主体探索,协作释疑。 通过对学习资源的利用，激发学生进行自主的探究与协作，最终解决疑 问。让学生学会解决问题的思维方法，一定要让学生有独立思考的时间和空间， 使他们经历自主解决问题的过程，需要学生进行自主地探索，不断提高思维能 力。这就需要教师把培养学生的数学思维方法作为长期不懈的任务，在课堂教 学中要时刻加强这方面的培养意识。 常用的方式：(1)对于比较简单的问题，学生独立完成，使他体会到解决 问题的快乐。(2)对有些难度的问题，让学生有充足的时间独立思考，然后进行 尝试解决。(3)对于思维力度较大的，让学生经历独立思考、小组讨论阶段后再 组织全班进行交流，通过协作共同释疑。 3. 问题解决，拓展实践。 这一环节主要是在学生成果汇报的基础上，经历了疑问、辨析、释疑的 基础上，根据学生认知特点，老师合理选择和设计相应的练习，拓展思维，培 养学生主动梳理、运用知识解决实际问题的能力，从而达到更好地掌握知识， 提高学生数学思维力的目的。 练习形式：(1)例题变式与题组对比练习。(2)对学生进行错解的分析剖 析。(3)相互命题，考察效果。 在教学时，适时组织和指导学生归纳出知识和技能的一般规律，有助于 学生更好地学习、记忆和应用所学知识。总结拓展的实践方式有：(1)在相关概 念学习后，以辨析的方式进行深化。(2)反思解题过程之后。(3)从数学的知识 和思想、学习后启发几方面进行总结。(4)布置不同形式的课外数学活动。(5) 学生撰写专题论文。 这一教学模式下的信息技术，是作为教师辅助教学工具出现的，作为老师 和学生信息交流研究的重要载体。在课题组成员的实验研究中，利用课堂教学 作载体，逐步探索出这一课堂教学结构。情境探究式是我们学校的教师进行信 息技术与数学教学整合的常用的一种模式，虽然它没有做到人机互动，但也体 现了它的优越性。我们利用计算机的快速运算、图形动画以及仿真等功能，辅 助教师解决教学中的一些重点和难点。在教学中，教师们感受到了信息技术辅 助下的课堂，具有直观明了，学生易懂的特点，同时具有知识性、艺术性和趣 味性，吸引学生的注意力，激发兴趣，引发求知欲，使教学轻松，实现师生、 生生将的合作与交流，形成感知-理解-记忆，从感性到理性升华的过程，达到 提高课堂教学效率和减轻学生负担的目的。 （2）问题探究式 通过实验研究，我们初步形成了以培养学生质疑能力、自主学习能力、竞 争合作能力为宗旨，以小学数学网络教学为主要抓手，以学生自评互评为主要 评价方式的教学模式。基本流程为：情境创设引发问题自主探究网络互 动网络评价总结升华 基本环节 表现形式 目标达成 利用录音录象情境创设 利用课件资源 调动学生的求知欲，强 化动机，激发兴趣。 学生自己设问 同学间引发问题引发问题 师生间引发问题 培养学生的问题意识和 质疑猜测的能力。 独立发现法 突破定势法自主探究 归纳对比法 培养学生自主学习的能 力 竞赛型互动法 同伴型互动法网络互动 换位型互动法 培养学生竞争、合作交 流的意识和能力 合格型 优秀型网络评价 推荐型 培养学生自我评价的能 力 学生小结 培养学生的概括能力、 综合实践能力、创新能 力总结升华 教师总结 1. 提出问题能力 “问题是数学的心脏” 。爱因斯坦曾说过，提出一个问题往往比解决一个问 题更重要。解决问题仅是需要具备技能问题，而提出新问题，需要从新的角度 去思考，这是最难能可贵的，需要有创造性思维。教师与其向学生提出十个问 题，不如让学生去“产生”一个问题。课题组的教师们利用信息技术的资源向 学生展示数学的发展史，让学生意识到数学的博大精深，数学来源于生活，数 学问题是推动数学科学发展中最重要的力量，让学生领悟到：一个善于提问的 人的发展前景是无法估量的，从而培养学生问题的意识。 经过教学实验，在教师的引导下，学生掌握了运用看课题质疑、想像质疑、 对比质疑、批判质疑等质疑策略，掌握了学生自我设问、生生间、师生间的提 问方式。 2.自主学习能力 建构主义理论认为：学生学习知识不是通过教师传授而得到，而是在一定 的情境背景下，借助获取知识过程中他人（教师和同学）的帮助，利用必要的 学习资料，通过意义建构的方式而获得。提倡在教师指导下、以学习者为中心 的主动学习，也就是说，强调培养学生对知识的主动探索、主动发现和对所学 知识意义的主动建构的能力。 这种能力包括：甄别、确定学习内容的能力；获取、利用、加工、评 价相关信息的能力。 自主探究就是让学生在教师的指导下进行相对独立地探索。由教师组织启 发与引导之后让学生自己去分析判断，但是在探索的过程中，需要教师进行适 时地提示，以提供一定的帮助，使学生达成目标。 独立发现法：学生有比较敏锐的数学感觉，能发现隐藏在教学情境中的 对象与信息，学生通过独自地猜测、试验、论证。 （2）突破定势法：对一些本质上存在着关联，而表面上看似乎不相及的数 学问题，由学生独自找出其中的联系。必要时取得老师的帮助。 （3）归纳对比法：各种数学概念、公式有许多相同或相似之处，由学生独 自找出其间的联系与区别。必要时取得老师的帮助。 3.合作交流能力 竞赛型互动法：两个或多个学生对同一个学习内容，进行竞赛型学习， 看谁能够最先达到目标。 我们通过网络提供的信息，提出一个问题，由学生或教师选择竞争对手，开始 独立地分析并解决问题，同时随时关注对手的问题解决情况，了解整个的局势， 掌控局面。 （2）同伴型互动法: 在网络环境下，学生有许多可选择的学习小伙伴，针 对自已所学的内容，学生通过在网络上查找同一内容的学习者，并挑选其中之 一后，经双方同意结成学习同伴。当遇到困难时，双方相互讨论协作，从各自 不同的角度交换看法，直到问题彻底解决。 换位型互动法: 由学生扮演双重角色，即学习者和指导者的角色，指导 者提出疑问，学习者负责解答问题，而指导者帮助学习者解决疑难，双方角色 可以随时互换，体验不同的角色差异。 经过理论研究和教学实践，我们总结出了“问题探究式”教学模式。这种 以建构主义学习理论为依据的教学方式，在教学过程中通过情境创设，给了学 生一个主动探究、发现新知的时空，形成了网络环境下的多维度互动型的数学 课堂教学，突出了表现学生主体性、差异性和创造性，增强了学生的学习和创 造力。“问题探究式”课堂教学的最基本的元素是：学生的活动、教师的活动、 教学的平台，这三个基本元素之间是相互作用的，它们促使数学课堂教学结构 更加开放化。 4、开展实施资源库建设的实践与研究。 建设原创性专题教学资源网站和资源库。 开发专题教学资源网站是实施整合、开展信息学习最有效、最具可操作性 的一种模式。我们在信息技术与数学学科整合的研究实验中，自主开发资源型 学习网站，达到信息共享和资源共享的目的。 我校充分利用电教定购、商店购买等的各类教育资料、光盘及因特网上如 K12、小学数学网、凤凰网等众多的教育网站来扩充校本资源库，同时对教学 资源进行了整理和分类，将资源进行修改，然后放入 Ftp 资源库，成为我校校 本资源库建设的重要补充手段；通过发动全体教师参与校本资源库的建设，使 教师不仅在资源库的建设过程中掌握了技术，同时也建成了一个高效大容量的 校本资源库，为整合教学改革创造了条件。 资源库内容涉及(1)、文字：教案、习题、后记、博客日记等。(2)、图片： 包括绘图、表格、幻灯片等静止的图片。(3)、动画视频：包括 Flash、 Ppt、Gif 、Vcd 、Dvd、Mpeg 等。校本资源库中的教育资源主要来源于 自购教育教学资源库、各类教育光盘、因特网、教育软件等几个方面。资源库 的资源由此具体分三大块： （1）基于 Web（B/S）的原资源库。通过管理员上传课件到 Web 页面， 对有一定质量和水平较高的课件，进行打包上传，制作 Web 页面进行美化，上 传到课件库； （2）基于 Ftp 的现有的新资源库。学校老师现在自己制作的课件很多，而 且老师们对 Ftp 的使用已经成熟，老师们觉得使用 Ftp 更方便使用，如不怕病 毒的感染，不要管理员的权限限制自己就能对自己的课件打包上传、下载，随 时随地进行修改，重新发送更新文件；不怕课件容量的限制等众多原因。学校 结合 Ftp 能方便的在校局网中存储巨大的信息量且投资不大收益较大的特点， 在 2006 年底对 Ftp 服务器进行了扩容，大力发展 Ftp 资源库的建设，使得资源 的容量可以达到 250G，每个青年教师都有自己的 Ftp 空间。 （3）利用网络：资源有多种表现形式，如文本、图像、影像、动画、声 音和游戏等。现代信息技术迅猛发展，网络建设日趋完善，将网络延伸到办公 室、到教室，教师可以充分的利用多媒体进行辅导教学，利用网上丰富的教学 资源，结合本班进行有效地应用，大大丰富了教学手段，达到了教学过程和教 学效果的最优化，有利于提高学生的学习兴趣，培养学生的创新精神，提高学 生的学习能力；信息资源库是学习环境中最主要的信息资源，它负责向师生提 供要学习的领域知识和教学材料，学习者可从中查询大量的信息。老师随时可 以在多媒体网络教室、多媒体教室、教室利用网络上的资源库进行课堂教学， 有效地提高了教学