《信息技术环境下初中数学探究式教学模式的研究》

研   究   方  案

江宁区麒麟中学课题组 

一、研究的目的、意义和目标。

1、课题提出的背景

信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势。已经到来的21世纪，科学技术特别是信息技术和生命科学的不断突破，对世界的政治、经济、文化生活将产生更加深刻的影响。《数学课程标准》指出：“学生的数学学习内容……，要有利于学生主动地进行观察、实验、猜测、验证、推理与交流等数学活动。内容的呈现应采用不同的表达方式，以满足多样化的学习需求。有效的数学学习活动不能单纯地依赖模仿与记忆，动手实践、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。”“数学课程的设计与实施应重视运用现代信息技术，……，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。”为了适应教学改革的需要，数学课堂教学必须充分利用信息技术的优势，自觉地与信息技术进行有机的整合。在这样的背景下，我校为适应教育改革和发展的趋势，进一步加大实施素质教育的力度，提出研究课题《信息技术环境下初中数学探究式教学模式的研究》。想通过研究使教学观念、教学设计的指导思想、教师的角色和学生的角色等发生较大的变化。主要研究在信息技术与初中数学课程整合过程中应用探究教学模式、“数学实验”教学模式以及基于网络环境下的合作探索教学模式三种不同教学模式如何达到最优化教学效果的研究。

信息技术整合于课程,不是简单地应用与教学,而是应该创造数字化的学习环境,创设主动学习情景,创设条件让学生最大限度地接触信息技术,让信息技术成为学习者强大的认知工具,最终达到信息技术改善学习的目的,以期最大限度地达到预期学习效果. 信息技术与课程整合,其主体是课程,而非信息技术,切务为使用技术而使用技术,甚至不惜牺牲课程目标的实现为代价,应以课程目标为最根本的出发点,以改善学习者的学习为目的,选用合适的技术.特别切忌在使用传统教学手段能够取得良好效果,生硬地使用信息技术.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.一个高品质是数学课件需运用大量的技术手段,要学会使用各种软件,例如:PowerPoint,Authorware,几何画板Photoshop,FrontPage,Flash,3D-Max等等甚至编程语言,一般教师难以达到这样的技术水平.如何在教育教学中适当地使用信息技术教育手段,使之充分发挥作用,提高教学效率,突破重点和难点,如何让学生学好,学活,学深并培养学生的综合能力,才是信息技术与数学教学整合的核心.传统的媒体,主要是强化功能,对于课程内容和学习方式等方面没有产生作用,信息技术与课程整合后,信息技术由作为教师讲解的演示工具转变为教师活动的体现者和学习者的认知工具,媒体作用发生变革.此外信息技术与课程实施整合后,对整个课程实施的各个层面都发生了变革作用,教师由传统的知识传授者,转变为课程的设计者,学习者学习的指导者和学习活动的组织者和参与者.学习者由被动的简单接受,转变为主动的意义建构者和积极的学习者.学习者学习方式由传统的接受式转变为主动学习和自主学习以及探究学习.

以现代教学理论为指导，以充分发挥学生的主体性为突破口，培养学生的创新精神和实践能力，深化学校的教育改革，全面推进素质教育，促进我校电化教育水平的提升，全面提高办学水平和教学质量，为争创具有鲜明特色的市级电教实验学校和省级示范初中作出努力。课程整合将信息技术看作是数学学习的一个有机组成部分，充分考虑信息技术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。它主要在已有课程的学习活动中有机结合使用信息技术，以便更好地完成课程目标。在本课题的研究中，要通过资源平台应用的研究，致力改变传统的教学方式和学生的学习方式，使学生自主应用平台来“做”数学，在“做”中学数学。使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探究性的活动中去，使教、学、工具得到最优组合，产生最佳数学学习效果，从而培养学生的数学素养。此外，资源平台仅仅满足师生交互，动画演示等辅助教学是不够的，我们想通过研究发现平台不适合于新课程实施之处，向他们提出建议使平台真正成为适应学生学习方式的改变，适合师生交流的平台。通过研究形成一批有助于教师的教，有助于学生探究的精品案例，帮助学生提升数学思维能力。从而更好地促进数学课程的实施。所以资源平台与数学课程整合的终极目标是为了学生更好地发展。信息技术与初中数学课程整合的资源平台的研究是在新课程标准理念下，把各种先进的数学教育平台作为促进学生自主学习数学的认知工具、情感激励工具和丰富的数学教学环境的创设工具，并将这些工具全面应用到数学教学过程中，使各种数学教学资源、各个数学教学要素和教学环节，经过整理、组合、相互融合，在整体优化的基础上，产生聚集效应，从而促进传统数学教学方式的根本变革，也就是促进以教师为中心的数学教学结构与教学模式向学生应用信息技术自主探索数学知识和数学规律的数学教学结构与教学模式转变，从而提高学生的数学素养，培养学生应用信息技术解决数学问题的能力，培养学生在数学方面的创新精神和实践能力。

二、研究课题的界定与支撑理论。

1、研究课题的界定

《信息技术环境下初中数学探究式教学模式的研究》这一课题研究的问题是把如何把信息技术与数学教学有机地结合起来，将信息技术与数学学科课程的教与学融为一体，将技术作为一种工具，以达到提高教与学的效率，改善教与学的效果，改良传统教学模式的目的。研究的对象是初中在校学生，研究的方法是行动研究法和案例研究法。信息技术环境下初中数学探究式教学模式的研究，其主要内容有：教育观念、学习内容、教育形式、教育技术和教育资源的整合。基于网络环境的数学计算应用──合作探索教学模式

现代数学教学强调数学与现实生活的联系，要求数学教学要从身边的生活问题出发、用于解决生活中的实际问题，网络提供的丰富资源又为此提供了更广阔的空间。“信息技术环境下初中数学探究式教学模式”就是为实现使学生将学到的数学计算知识用于解决生活问题、从而培养其联系实际、解决问题能力的目标而设计的，其主要环节有：（1）情景导入，提出问题：情景创设的目的是激发学生探索、解决问题的兴趣，创设的情景要与学生的日常生活密切相关，而且要利用视频、音频、图片等多媒体信息来呈现问题。（2）分析问题，明确方向：要求学生分析解决问题需要确定哪些条件，这些条件与哪些数学知识有关系，最后确定解决问题涉及的数学概念，复习概念间的数量关系。（3）小组学习，查找信息：教师按照学生的兴趣或位置关系将学生分成若干小组，确定每个小组成员都有相应的任务后，提供给学生信息记录表、相关的资源、网址或搜索引擎，传授学生使用这些资源的方法，让学生开始查信息。要求每个学生都独立自主地查找信息，他们所查找的信息都是为了解决共同的任务，是小组任务的一部分，培养他们协作的意识。这一阶段要给学生足够的时间和资源，使他们能进行充分的探索，学生还要及时记录所找到的信息。（4）问题解决：学生经过讨论的数据，比较、分析结果，讨论、选择恰当的解决方案。这里学生提出的解决方案可能不是惟一的，教师要鼓励学生多角度考虑解决方案，以培养他们的发散思维。（5）反思：要求学生回忆探索、协作的过程，反思如何从问题中提取数学知识、怎样才能找到需要的信息、如何选择有用信息、解决该问题用了哪些数量关系、与小组成员协作是否愉快、学习伙伴有哪些值得自己学习的地方、打算以后怎么用这些数学知识和学习方法等等。

2、研究的理论根据。

早在1983年10月，邓小平就发出了“教育要面向现代化、面向世界、面向未来”的号召，1993年2月中共中央、国务院颁布的《中国教育改革和发展纲要》中正式将“实现教育的现代化”纳入我国上世纪末到本世纪初期教育发展的总目标。而教育现代化包括教育思想和内容、教育发展水平（含技术手段）、教育主体行为、教育制度、教育环境等诸多方面的现代化，其中教育主体行为特别是学生学习行为的现代化水平是教育现代化的关键。信息时代的到来对学生阅读、写作、计算三大行为方式都提出了挑战，也为教育的改革和发展提出了一项重要课题。因而运用信息技术进行课堂教学改革，优化课堂教学过程设计，有助于学生主体性的充分发挥，有利于学生素质的全面提高。1、科学性原则。根据新的教学大纲和即将颁布的《初中数学课程方案》，结合初中生的生理、心理特点，进行信息技术环境下初中数学探究式教学模式的研究。

2、理论与实践相结合的原则。以现代化教育思想和主体性教育理论为指导，密切联系教育的实际，在广泛和严格的科学实验基础上得出所有的研究结论。

3、继承与创新相结合的原则。在继承和发扬他人在计算机辅助初中数学教学研究成果的基础上，根据信息技术的特点，探究新的教学模式和教学过程设计。

4、定性和定量相结合的原则。对试点班的实验，采取问卷调查学生的学习兴趣等手段作定性分析，并选定对比班作定量分析。

三、研究的目标与内容要点：

1、研究目标：

（1）改变传统教学模式的课堂，建立以教师主导、学生主体参与、主动探究的多维互动的课堂活动模式。

（2）改变学生学习的方式，积极探索从“被动学习”走向“主动学习”的新路，实现学生敢于质疑，勇于探索，善于合作，勤于创新的最高教学目标。

（3）推广《几何画板》在问题研究教学中的运用。

（4）对初中几何课程进行研究，筛选出适合于信息技术整合的内容

（5）破除教师中心论，创设以学生为中心的民主、和谐、平等的教学环境和氛围。

（6）培养具有良好创新素质的学生，具有扎实的基础知识，具备优良的创新品质，较强的创新思维能力和创造性解决问题的能力。

（7）培养一支具有创新精神、掌握科学方法的科研型、学者型、实践型的数学教师队伍。

2、研究的内容：

(1)通过课题研究，探索信息技术环境下初中数学教学的新的课堂结构、教学方法和教学模式，优化课堂教学内容、形式和过程。

(2)通过课题研究，形成一支掌握现代教育技术、具有较高业务能力的数学教学队伍，促进教师素质的提高。

(3)通过课题研究，逐步开发和引进各类辅助初中数学教学软件，并形成系列，逐步建立起初中数学学科的教学资源库。

3、研究的课题的子课题

(1) 信息技术与初中数学教学思想、理念、观念的整合；

(2) 信息技术与初中数学教学目标的整合；

(3) 信息技术与初中数学教学设计的整合；

(4) 信息技术与初中数学教学内容、教学对象的整合；

(5) 信息技术与初中数学传统教学手段、教学方法的整合；

(6) 初步构建信息技术与初中数学教学整合的教学模式、学习方式等；

(7) 初步构建相应的教学平台

课题研究的重点是初步构建基于现代信息技术与初中数学教学整合的“主导——主体——主线”三位一体的探究式教学模式。

四、研究的主要方法和手段：

(1)行动研究法：通过重质的、整体性的定性研究，科学评估与检测创新性学习方式的构建与完善促进创新素质的发展的实际水平。

(2)个案研究法：通过对构建创新性学习方式中的具体问题的自我反省性研究，促进每个学生的学习方式的更优化。

(3)文献检索法：通过各种创新性学习方式的情报推理与成果检索，经由文本分析与历史研究探究学习方式个性化的新内涵与新特点。

(4)调查研究法：通过对话访谈、跟踪调查、研讨分析、探究学习方式的完善与创新素质的互相关系和内部规律。

五、研究的步骤及进度安排

研究的步骤：本课题研究时间：2006.12～2008.12

1、申请立项、审批阶段：（2006.12 ～2007.1）

2、课题准备阶段（2007.3～2007.4）

①筹建实验课题组及核心小组，分析现有的状况基础、确定课题内容。建立一支由校领导挂帅，数学学科骨干教师为主，计算机能手参加的科研队伍。

②对研究课题、内容进行深入细致的商讨、研究。课题组成员人人明白实验的目的意义、内容、方法和步骤。理论学习：组织课题组成员认真学习“素质教育”、“主体性教育”和“创造教育”等现代教育理论，进行必要的理论知识积累。

③文献资料的收集，组织实验组全体人员进行充分的理论学习。师资培训：通过教师自学和组织培训等形式，使参与研究的教师掌握计算机和网络的相关知识，并能熟练运用于课堂教学实践。

3、具体实施阶段（2007.5～2008.10）

①第一阶段（2007.5～ 2007.8）（具体月份研究计划另附表）

完成阶段性实验，进行阶段性总结，撰写研究报告，科研论文，向区教科室汇报。开设教学示范课，供实验教师观摩学习和研究，以点带面，促进整个课题研究工作的开展。

②第二阶段（2007.8～ 2008.1）

在上一阶段总结的基础上进行研究，强化过程管理，突出展示活动，整理分析资料，撰写课题论文，进行阶段评估与成果汇报。作好年度结题

③第三阶段（2008.1～2008.10）

撰写研究报告，科研论文，申请结题。具体计划另定

4、总结阶段（2008.10～2008.12）

对研究执行情况进行综合性总结,深化研究实践，作好结题报告，撰写科研报告。

六、研究的可行性的条件分析。

我校是江苏省模范初中，省德育先进学校，市素质教育先进学校，拥有较完备的现代化教育设施，校局域网已上网开通。学校现有微机室两个，拥有联网的140台品牌电脑及服务器两台；多媒体教室五个，教师电子备课室一间，另有部分教师的办公桌上添置了电脑。

我校的“硬件”建设走在了江宁区教育局所属初中的前列。“软件”建设同样也不落后，通过培训和自学，现已拥有一支掌握信息技术，又具有一定教科研能力的师资队伍，并有承担区级课题的成功经验。我们相信，在区教科室的正确领导下，只要我们以现代教育理论为指导，努力贯彻全国中小学信息技术教育工作会议精神，团结一致，齐心合力，勤于思考，勇于实践，善于总结，一定能达到研究的预期目标。

本课题研究在彭高林校长的主持下，由教科室协同数学组设计课题研究方案，并邀请区教科室专家来校指导设计方案，组成了以教科室、数学组学科教师组成的课题研究核心组，且核心组成员的年龄结构为老中青相结合，以中高级教师为主，教师具有一定的教科研水平面，副校长组织设计了区级十五规划课题《初中语文主体性教学研究》的具体研究过程，本年度，学校加大了教科研设备硬件、软件的配备，人员上由孙广海主任、方桂华老师负责教科研工作，突出“科研兴校、科研兴教、科研强校”之路，针对本课题的研究下拨了一定的研究经费（预算总经费约为2万元）用以进行购置有关的资料、书籍及进行具体的调查研究实施。