信息技术与课程整合的设计

信息技术与课程整合的教学设计及其在小学几何中的应用 摘要：本文根据大量的实地考察和实践经验，论述了信息技术与课程整合的教学设 计的方法和策略，以及它在小学几何中应用实例。 关键字：整合 教学设计 一、信息技术和学科课程整合概述 信息技术与课程整合是指以系统论和教育技术理论为指导，把信息技术作为工具与 各学科课程融合，以帮助学生增强对学习内容或多学科领域的学习。其宗旨是通过在各 学科教学中有效地学习和使用信息技术，促进教学内容呈现方式、学生学习方式、教 师 教学方式和师生互动方式的变革，为学生的多样化学习创造环境，使信息技术真正成为 学生认知、探究和解决问题 的工具，培养学生的信息素养及利用信息技术自主探究、解 决问题的能力，提高学生学 习的层次和效率。信息技术和学科课程整合的关键在于对“ 整 合”的理解和运用，我们认为“整合”是指合成为一个整体的意思。它不同于 “组合”、 “结合” ,更 不同于“拼合 ”，“整合” 的合成关系要比它 们紧密、融洽得多，它意味着在已有课程的学习 活动中全面结合使用信息技术，以便更好地完成课程目标。在信息技术和学科课程整合 过程中，首先我们要明白，信息技术是课堂活动的整体 组成部分， 虽然它有其它工具所 无法比拟的内涵和功能，但本 质上它也仅仅是辅助学习的工具，与教科书、教具作用一 样是教师用来促进教和学的工具，它要服务于我们的课程，所以整合的立足点应当是课 程，而不是信息技术；其次在整合中我们要清楚，信息技术在哪些地方可以为我们的课 程服务或可以增强学生学习的效果，能使学生完成那些用其他媒体做不到的事，或教一 些重要的生活技能。当学生能够选择信息技术工具来帮助他们及时地获取信息，分析、 综合并熟练地表达信息时，信息技术与课程整合才是有效的。为实现有效的信息技术与 课程整合，不仅要有基本的信息技术条件， 还要对全体教师进行信息化教育条件下如何 进行教学设计的培训，使每一位教师树立新的教育观念、掌握信息工具的使用，学会 设 计充分利用现代信息技术和信息资源的教学方案。 二、信息技术和学科课程整合的教学设计 教学设计是应用系统方法分析研究教学的问题和需求，确定解决它们的教学策略、 教学方法和教学步骤，并对 教学结果做出评价的一种过程与操作程序。随着建构主义学 习理论的影响和多媒体、计 算机网络技术在教学中的推广应用，教学设计理论不断变化 发展，现 代教学设计观认为 ：教学设计不再是简单的设计之后加以实施的问题，而是一 个在学与教的具体境脉中、在学与教的互动中发展演化的过程。信息技术和学科课程的 整合，是以教学设计理论和建构主义理论为指导的，整合效果的好坏关键在于教师对整 个过程的设计和设计方案的实施。但在大量探讨信息技术和课程整合的文章中却很少涉 及如何设计的问题，在大量的信息技术与课程整合的课例评价和观摩中，笔者认为信息 技术和课程整合的设计应从如下几个方面入手： 1、依据本学科特点，认真分析和选择整合切入点 作为学科教师，我们知道不同的学科有不同的教学特点，不同的学习内容应采取不 同的学习策略，因此在设计 的前端，我 们要依据本学科特点，认真分析整合主题或内容。 一般的学习内容可以分为两大类：一类是陈述性的知识，即“ 知什么”，包括事实的学习、 概念的学习和原理的学习；另一类是程序性的知识，即“ 知如何”，包括技能的学习、认知 策略和解决问题的学习。在中小学课程中有注重直观和实践的数学、物理课，也有注重 激发情感的语文、心理课，还有与我们生活非常相关的生物课，它 们学科特点都很鲜明， 并且在同一堂课中不同知识点的内容有陈述性的也有程序性的，我们对这些内容的设计 不应该也不可能采取同样的组织和教学策略，因此，在整合的最初阶段我们要认真分析 学科特点和学科内容，明确所要整合的内容属于哪一类型，只有这样才有可能明确信息 技术在整合中如何发挥作用，如何利用信息技术去设计我们的教学环境，对于没有必要 利用信息技术的内容，例如一些必须要在实际训练中才能获得的技能和一些道德情感的 培养课程，也完全可以不用选作整合的主题，我 们不应该为“ 整合”而去整合。 2、依据内容和课程目标，选择整合策略 众所周知，由于信息技术的数字化、网络化、多媒化和智能化特点，其工具性的作用 主要体现在情境创设、知识 探究、 协作交流、搜索和知识构建等上，虽然信息技术可以为 我们提供界面友好、形象直 观的交互式学习环境，提供图文声像并茂的多种感官综合刺 激，还能按超文本、超链接方式组织管理学科知识和各种教学信息，但要明白信息技术 在不同内容的呈现、组织和 设计上是有很大区别的。我们要针对不同类型的内容选择不 同的内容呈现策略、组织策略、传递策略以及运用不同的知识管理策略去更新、管理它 们。对于 陈述性知识的学习 ，我 们应该为学生创设一些相关的背景文化情境，提供大量 相关的资源并通过多个问题情景或任务情景的设计来激发学生的兴趣，帮助学生的记忆 和对知识的构建。而程序性的知识则要求教师着重利用信息技术去给学生提供一些练习、 实践和反馈的机制，我们可以 为学生提供模拟训练情景以及虚拟现实情景等去强化学生 的操作技能。因此在内容分析的基础上，我 们要依据内容和课程目标， 选择不同的整合 策略去呈现内容，从而最有效的利用和发挥信息技术，达到我们的教学目标。 3、围绕内容设计问题或任务情景并提供相关资源 如果在设计上我们仅限于把课程内容转换成精美的课件并以良好的传递方式直接 播放给学生，那这种整合只是表面层次上的整合，是封闭的，学生的学 习仍是接受性的， 并不利于学生对深层次知识的探讨也不会引发学生高水平的思维。建构主义 认为认为知识主 要不是通过传授得到的，而是学习者在一定的社会文化背景下（一定的情境），利用必要 的学习资源，通过与社会、自然和与其它人员（教师和学习伙伴）的相互作用中获得，并 通过意义建构的方式使认识得到发展，因此作为设计者的教师要充分利用信息技术，依 据学科内容和教学目标进行问题的创设，以引发和支持学习者的高水平思维活动；要利 用信息技术创设尽量真实的任务情境，用任务驱动来促进学生的学习；同时教师要上网 查询相关的资料，记录有关的网址、网站并筛选后提供给学生以利于他们进行问题的研 究和探索，从而达到真正以学生为中心，以 问题为中心的建构式学习。 4、利用信息技术进行学习活动的设计 学习的组织活动大体可以分为两种：自主学习和协作学习。信息技术通过文本的、 视频的、虚 拟现实等不同的渠道为我们的学习创设了良好的交流环境，极大的方便了师 生之间、学生之间的协商和合作。利用信息技术，学 习可以是同步的也可以是异步的方 式；可以以网络课程或者是某个信息资源站点作为学习的主线和信息获取主要来源，也 可以向在线专家请教或进行面对面的交流，还可以与教师和学习伙伴协作学习共同探讨。 在设计时，我们可以根据我 们的内容和时间去自由安排比较灵活的组织方式而不是刻板 地拘泥于一节课的时间。 5、评价和反馈的设计 由于信息技术环境中的学习过程可以记录保存，在学习结束时，每个学生不仅可以 提交学习成果还可以把学习方法、学习过程展示给大家，这种展示也是思维过程的展示， 学生不仅可以从他人的成果中获得知识和信息，还能看到思维方式和解决问题的差异， 有利于培养发散性思维。在 评价的过程中我们可根据作品形式采取学生互评、师生点评 等多种方式，其目的不仅仅 是为了评价出好的作品给予奖励，更重要的是要善于发现每 位学生的创新点和潜在的可以挖掘的部分。 三、信息技术与小学几何课整合的设计与实践 1、小学几何的学科特色分析 在小学阶段，几何概念和计算公式虽然以一定几何形体作为基础，与一定的几何形 体相联系的，然而这些概念却具有高度的抽象性、 严谨 的形式化和系统化的演绎推理。 由于小学生抽象思维的能力、 逻辑推理能力还不是很高，因此如何把抽象内容形象化？ 如何运用直观手段，刺激和 调动学生的学习兴趣？如何使学生从被动地接受数学知识变 为更加积极主动地获取知识？怎样在教学中培养学生的创新精神与实践动手能力？这 一系列问题是我们学科教师苦恼并力求改进的问题。根据改进数学教学的需要，考虑怎 样把信息技术融合到教学活动中，关键在于教师的教学设计。为此我校的教师设计和开 发了小学数学“ 几何立交桥 ”专题学习网站，为抽象、枯燥的数学提供了一个生 动、广阔 的学习和探究天地。 2、信息技术与小学几何在整合中应注意的问题和遵循的原则 通过对小学几何学科特色的分析，我们在小学几何与信息技术的整合中，应充分体 现（1）将抽象问题形象化的原则。这一原则强调我们在教授几何概念、原理的时候应该 尽量回归其几何原形，充分利用信息技术和各种教具让学生在学习过程中感受到具体的 图形或实物，让学生能与实际 生活中的经验相联系，从而降低知识的难度和抽象度。 （2） 对几何原理和概念学习设计发现、探索、验证的教学 过程的原则。它 强调利用信息技术 对几何知识的发生发展过程给学生以展示，强调对几何知识的探索；强调对几何知识的 应用；强调对几何知识的迁移。这种整合，是以几何教学的具体任务为完成目的，有意 识 地与信息技术相结合的教学。其目的是使学生的几何学习始终处于发现问题、用数学的 方式提出问题、探寻解决方法、解决问题的自主的、动态的过程中。在问题解决的同时， 让学生做到个性学习与协作和谐统一，以达到几何学习的目标。 3、小学几何长方体和正方体的体积的设计 长方体和正方体的体积是人教版九年义务教育六年制小学数学教材第十册第 二单元内容，主要目标在于 让学生理解、掌握 长方体和正方体的体积公式及由来，能正 确的计算长方体、正方体的体 积，是一个比 较抽象的 问题，是教学中的 难点和重点，在信 息技术与课程整合中以本课为切入点是合理的。本节课遵循运用以上的教学设计方法和 几何教学的设计原则，通过 网络课件和网上资源为学生提供一个自主探索的学习空间， 让学生在模拟实验的操作中去观察、实验、猜 测、验证 、推理得出长方体和正方体的体积 计算公式。使抽象、枯燥的几何知识学习变的形象、直观、富有趣味。整 节课注重学生思 维能力和学习方法的培养，学生的探索、创新精神的培养也得到了落实。教学 设计环节 如下： (1)复习铺垫，问题导入。 在上课之初，教师通过专题学习网站让学生回忆与本课相关的基础内容，利用网络 课件中给出的长方体图形， 让学生在感知立体图形，拖拉立体图形的同时提出问题：试 猜想长方体的长、宽、高与体积间的关系？怎样求体 积? (2)网上实践，提出猜想。 围绕教师提出的问题，学生利用网络课件中提供的几个特殊长方体去猜想它们的计 算方法，并通过网络提交给 教师和其他同学。 (3)探索验证，得出结论。 对于学生的猜想，教师给学生提供一个探索的空间，在这个空间里有一个单位体积 的长方块图形，学生可以不断拖取、产生多个长方块图 形，通 过拼凑可以组成不同长方 体，学生可以多种方式去计 算、 获知不同长、宽、高的 长方体的体积，通过多次具体的推 算和归纳，学生去验证他们 的猜想，并把 这种最终结论 通过网络提交给教师。同学 们和 教师一道进行“ 头脑风暴式 ”的探讨、交流，最终确立一个正确的结论。 (4)公式应用，知识迁移。 长方体的体积的计算公式知道了，如何求正方体的体积，并得出其公式是教师提出的 又一个问题，在此学生通过教师事先制作好的软件，通过图形的变化：长方体 正方体， 让学生在感官上体会两种图形的关联，进而通过知识的迁移，探索和验证出正方体的体 积公式 (5)巩固应用，培养能力。 为了加强体积公式的应用和记忆，教师在习题库中事先精心设计了难度等级不同的 练习以满足不同学生的需求，从而巩固所学知识，培养学生的应用能力。 本节课围绕着教师不断提出的问题，利用网络课件，先将抽象的问题形象化、特殊化， 通过学生的探索、推理和验证，从形象化的 图形中又得出抽象化的体积公式，从而培养 了学生的探究、推理和归纳总结的能力，在教学 实践中取得了良好的教学效果。 总之，信息技术和学科课程的整合还在不断的发展探索中，如何进行教学设计仍然 是一个大家尤其是学科教师值得重视、值得探索的一个问题。 流程图：（如下） 开始 提问：体积概念、体积单位 演示 讲述分割法求长方体体积 口答 引导、监控 汇报验证过程、讨论结果 小结 观察、回答 想一想：数字之间有什么关系 观察、思考、讨论 示范 12 个小正方体摆成长方体 操作、回答：长宽高 猜想：长方体的长、宽、高与体积间的关系？怎样求体积? 讨论、猜想 验证：操作、计算、思考、讨论 巩固、拓展 引导讨论类推正方体的体积公式 综合练习