信息技术与小学数学教学有效整合

《全日制义务教育数学课程标准》（实验稿）中指出：“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。”
众所皆知，上世纪90年代以来，教育技术界更多强调的是计算机辅助教学，后来才转向如何运用信息传播技术深化教育教学改革，提升教学质量，因此信息技术与学科教学（或课程）的整合就成为了教育教学改革中人们关注的热点。本文将从信息技术与小学数学“空间和图形”教学整合的角度，结合实际教学案例和参与瑶海区“十一·五”《信息技术与课程有效整合模式及应用方法》课题研究所取得的阶段性研究成果来谈一谈如何将信息技术与“空间与图形”教学有效整合起来，发挥其优越性，克服其弊端，培养学生的信息能力、创新和实践能力。
信息技术与小学数学教学有效整合就是利用信息技术与数学新课程标准下所涉及到的教学内容“空间与图形”的有机的整合，找到信息技术与小学数学教学有机整合的亮点，变信息技术为一种工具，用来提高小学生学习“空间与图形”知识的效率，改善“空间与图形”这一部分知识教与学的效果，对深化小学“空间与图形”教学的改革具有重大意义。现就关于信息技术与“空间和图形”教学有效整合来谈谈我个人的观点与实践。
一、借助信息技术，创设学习情境 小学数学知识的教学，尤其是“空间与图形”的教学，由于学生的知识水平较低，因此教师不能用严谨、科学的推理讲解清楚，必须通过学生自己去感知体会，因此，有些知识的理解学生还是比较困难，容易产生思维障碍。但由于信息技术形象具体，动静结合，声色兼备，所以恰当地加以运用，可以变抽象为具体，调动学生各种感官协同作用，解决教师难以讲清，学生难以听懂的内容，从而有效地实现精讲，突出重点，突破难点。此时教师无需更多言语，只需借助多媒体，便无声地传递了教学信息，将教学内容清晰、形象、生动地展示在学生面前。但不同年龄阶段的“空间与图形”教学应用信息技术整合的的方式与内容应体现年龄特征和学生应用信息技术的水平。在低年级段中，信息技术与“空间与图形”教学的有效整合的途径要着重体现创设学习情境，激发学生学习数学的兴趣方面，运用多媒体电脑的绘图功能整合美术课堂教学内容，抓住学生对图形的方位、形状的认识可采用绘图设计、几何图形绘画方式进行。如：在一年级学生认识平面图形后，教师让学生创作出生活中的美丽的图案，许多学生利用绘图功能制作的用正方形、长方形、平行四边形、圆形等拼搭的房子、机器人、汽车等形态各异，学生的想象力在这里得到了充分的发展。中年级段的信息技术与“空间与图形”教学整合则应着重体现其利用信息技术感知体会。所以在中年级的课堂引进《几何画版》教学软件，结合数学教材中的几何图形的周长，面积、方位等学科课程内容进行课堂网络式教学，学生在学习《几何画板》的基础之上，能够运用《几何画版》充分认识几何图形的本质化属性，亲手操作与实验在这一阶段的学生学习几何知识应当作为首选。这一学习行为的变革有助于学生对未来平面几何学习的作好准备，并能在实验中有效改善学生学习数学知识兴趣。如：教师运用《几何画板》软件分解画图的过程，可使画图步骤清晰，动作明确，学生便于观察和模仿。特别是在画位置不同的图形时，学生能清楚地看清作图的方法，正确运用作图工具。例如，在第五册《角和直角》中要求学生画直角是教学的难点。在教学中，我先让学生试画一个直角，发现学生握三角尺的位置及画直角边的方法有错，这时电脑里也可设置一个类似情节，用三角尺的斜边画直角边，此时“电脑老师”就会评判做错了，然后通过学生探讨正确的方法后再作演示，由此指导学生正确使用三角尺来画直角边。四年级《线段、射线、直线》的教学中，我们可以先在屏幕上显示一组图形，让学生辨认直线和线段，然后，将线段向右边似光线射出一样地匀速延伸形成射线，使学生看后悟出射线是怎么形成的。再动手画一画，印象就更加深刻了。而高年级的学生则可以借助信息技术创设学习情境，进行自主性学习，如：在《圆的画法》的教学中，可先让学生观察一条线段绕一个端点（定点）顺时针旋转，直至另一端点扫出一个圆，让学生初步感知圆的形成过程。接下来，将画圆的步骤分解展示给学生，使学生获得“画圆”的完整信息。这样，学生就会牢牢记住画圆的每一个步骤和要领。再如：在教学圆面积计算公式时，学生对于其推导过程特别是等分的份数越多，拼成的图形就越接近长方形这个“化圆为方”的道理难以理解。这时可借助计算机辅助教学演示，把一个圆2等分，用红蓝表示两个半圆，再把两个半圆分成8个相等的小扇形，让小扇形一个一个地从圆中“飞出来”，排成两列，拼成一个近似长方形闪烁显示。再依次进行16、32等份的方法割补，让学生通过对比，直观地看出等分的份数越多，越接近长方形。在此基础上，再通过移动演示，使学生建立圆半径、圆周长的一半和所拼成的长方形的长、宽之间的联系，从而推导出圆面积的计算公式。这样教学将一个复杂的化圆为方、化曲为直的问题通过分割、拼合展现出来，减缓了学生思维、推理的难度，有利于突破教学难点，也为学生实现由具体感知到抽象思维的飞跃架设通道。从上面可以看出信息技术以其独特的交互性、趣味性和丰富的表现力、感染力，为信息技术和小学数学教学整合的实施开拓了广阔的天地，为学生的自主学习创设了良好的学习环境。
二、加强合作学习，提高学习效率 新课标指出，当学生在探索过程中遇到问题，就要提供给他们合作交流的机会，通过向老师、同伴表达想法，倾听别人的意见，实现发展。以往我们在课堂上有很多时候为了完成教学进度过于急迫的想把答案塞给学生，学生缺少充分的时间去作深入的思考，尤其是难以真正照顾到所有学生的学习进度。有时表面上课堂活跃，有问有答，但学生那种快速的反应只是表层思维的活跃，思考缺乏深度，长久以往，学生将失去真正的思考能力。所以几乎所有的教师都注意到这一点，利用网络教室的功能，展示学生的各种解决问题的方法，留出充足的时间和空间，学生去讨论、去争辩、去探索。这样的教学不仅使学生的主体地位得到充分的体现，达到资源共享，也使学生的创新思维得到发展，突破了教学难点。同时也有利于扩大参与面，能有效地促进学生主体作用的发挥和促进互帮互学、共同提高。学习较差的学生有更多的机会借鉴学习好的同学的策略，学习的主动性和责任感增强，学习兴趣得以提高。例如：对于抽象的“空间与图形”知识，一节课的内容需要几节课甚至更长时间的消化和补充，效果总还是不能令人满意。但利用动画、音频、视频等，使学生通过这些形象的、形态的、三维的图像加深对新知识的领悟。“长方体和正方体面积的计算”一课，教师首先提出问题：“长方体的体积与它的什么有关系？”开门见山，直奔主题。在学生出现种种猜测后，借助多媒体电脑动画演示，把一个长4厘米，宽3厘米、高2厘米的长方体的长、宽、高通过多媒体手段进行形体变化，使学生直观感知：长方体的高和宽不变，长越长，体积越大；长方体的长和高不变，宽越长，体积越大；长方体的长和宽不变，高越长，体积也越大。从而得出结论：长方体的体积与它的长、宽、高的长短有关系。这节课教师并没有过多的讲解，随着抑扬顿挫的声音，直观动态地展示图形的变化过程，为培养学生的创新能力提供了良好的素材，激发了学生创新的欲望，寻求到了解答问题的最佳途径。一堂课下来，平时学习成绩比较差的学生，也能够很轻松地找出问题的本质，解出题目。这堂课，学生不仅对这一个数学知识掌握得很好，而且从中也看到了数学的美感，同时还潜移默化地把他们引上了“想学数学”这条道上。
三、加强空间观念，拓宽学习领域 运用信息技术可向学生展示丰富、典型的具体经验和感性材料（形体），建立其大小与位置关系，使教学过程形象、生动，使难以察觉的东西能清晰地呈现在学生面前，这样不仅加强了学生的空间观念，还加强了学生的知识迁移、推理能力。例如：在教学《长方体的认识》时，由课件显示一个长方形实物（如火柴盒），首先从不同视角动态展示，然后抽空留下轮廓，接着学习：① 认识顶点：六个红色顶点在闪动3次；② 认识棱：相对的4条棱拆开，排放在一起，分成三组，然后12条棱排放在一起；③ 认识面：相对的面（相同的颜色）移开，三组不同颜色表示的相对的面分别重合叠放（相对的两个面面积相等），从长方形面积的计算推导出长方体表面积的计算。再如：在人教版小学数学第九册中，选学内容《组合图形面积的计算》一课中，让一个由多个图形组成的房子分解成一个个小图形，可以在鼠标的控制下，通过移动、变色、同步讲解、闪烁等进行分割，形象生动的描述图形分割的过程，使于学生切实理解组合面积的计算。又如：在讲述人教版第十二册第三单元圆柱、圆锥和球的时候，我们可以通过对圆柱、圆锥、球的认识推算出面积公式，这时我们可以利用CAI课件中图形分、合、转、并、移、展等多种形式的动画，再结合有关的必要解说及优美的音乐，使学生身临其境，产生立体感效应，同时利用启发性的提问，引导学生积极开展思维，自我挖掘各图形间的内在联系以及有关公式的推理模拟，不但能彻底的改变传统教学中的凭空想象，同时还能充分激发学生的主动学习兴趣，激发他们的求知欲。由此可见，信息技术能生动有效的演示空间与图形的规律、模拟其过程，将抽象定义形象化，加强学生的操作能力和空间观念，这是传统教学方式无法达到的，而这又恰恰是小学数学教学的关键一环。
四、改变评价方式，促进学生的发展 新课程标准要求教师要重视对学生学习评价的改革，以过程评价为主，通过师生评价，生生评价，小组评价等多种形式，促进学生发展。在课堂上教师利用信息技术优势，设计相关的软件对学生的回答做出不同的反馈，如：答对时出现美丽的画面配以热烈的掌声；答错误时则发出叹息声，然后以“继续努力”的鼓励让学生再次尝试。只有这样不断地用学生喜欢的卡通人物去评价，用声音去评价，用笑脸去评价，用展开的花朵去评价，用五颜六色的礼花去评价……有时甚至用一段精彩的动画片作为对学生学习获得成功进行评价，学生才会对本来枯燥的“空间与图形”的练习产生了浓厚的兴趣，从而积极地投入到练习中去，达到了良好的学习效果。这种通过信息技术与“空间与图形”练习评价的有效整合，可以让学生及时了解自己的情况，达到自我反馈的目的。教学评价才能展现出开放性，学生在鼓励和赞扬声中，真正体验到自己的进步和获得知识的喜悦。所以说卡通人物一次有趣的出现，五颜六色的礼花一次漂亮的绽放都让学生产生积极向上的动力，体验成功的乐趣，树立学习的信心，从而有效地促进学生的发展。 五、建设资源库，推进整合的能力 没有丰富的高质量的教学资源，就谈不上让学生自主学习，更不可能让学生进行自主发现和自主探索，课程整合就会落空。教学资源库的建立与完善是数学教学与信息技术整合的另一重要途径，并且对教师个性化教学形成有持续放大的作用。如我校则积极开展了中青年“信息技术与数学教学有效整合的优质课、”课件评比等活动，收集一线教师制作的课件，实现教育教学资源的共享；还组织了骨干教师，搜集整理教学资源：包括“空间与图形”教学的各种教学素材、课件教案、各种类型和水平的册平方案、复习指导等；逐步充实着教学资源库。在将信息技术整合到课程学习中时，有的教师还根据教学目的、教学内容精心制作“以学为主”的教学软件，进一步构建了“学习资源库”。针对不同情况，如克服重点难点、提供资源、创设情景等设置相关链接或热键，留给学生自主权、选择权，让学生根据自己的实际需要，进行各种学习活动。如：进入学习要点，进行复习巩固；进入相关资料，学习与本节课相关的其他知识；进入习题库，进行“闯关”游戏；进入在线讨论，可选择与同学或教师进行探讨问题；进入在线测试，及时反馈学习情况等，从而引导学生积极思维、积极探索、实现自主学习，培养学生发现问题、解决问题的能力。信息技术与数学学科的有效整合为学生主体作用的发挥提供广阔的自由空间，实现传统教学很难达到的分层教学，照顾到学生的个性差异，充分体现“人本主义”教学理念。
总之，信息技术与小学数学教学的有效整合，能激发学生对学习数学的兴趣，增强学生参与课堂意识，对知识的理解掌握程度较理想，尤其小学阶段由于刚刚接触“空间与图形”教学，空间想象能力较差，运用现代媒体手段，充分挖掘教材，有利于丰富表象，引发联想，启发思维，化繁为简，化难为易，启迪学生进行全方位、立体的思维，展开想象的翅膀，而且学生的动手操作能力均取得了长足的进步。实践证明，信息技术与小学数学教学的有效整合能鞭策我们教师进一步完善课堂教学，使教学过程更具有科学性，帮助教师在课堂上更合理地掌握和利用时间，吸引学生注意力，使学生在课堂上接受和掌握更多的知识，提高小学数学课堂教学的效率。相信信息技术与数学学科的有效整合，定能更好发挥新课程的设置理念，实现教材改革的真正目的。