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數(shù)學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程整合
【摘要】數(shù)學(xué)技術(shù)是信息技術(shù)的技術(shù)支撐點(diǎn),是信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),信息技術(shù)為促進(jìn)數(shù)學(xué)及數(shù)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展提供了便利的平臺(tái)。而在信息技術(shù)條件下,數(shù)學(xué)課程發(fā)生了一些實(shí)質(zhì)性的變化,主要表現(xiàn)為數(shù)學(xué)課程理念、數(shù)學(xué)內(nèi)容選取、數(shù)學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)的整合。
【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)技術(shù);信息技術(shù);數(shù)學(xué)課程
一、數(shù)學(xué)技術(shù)——信息技術(shù)的技術(shù)支撐點(diǎn)
技術(shù)就是運(yùn)用知識(shí)、工具和技能解決、探索一些實(shí)際問題,用以擴(kuò)展人的能力的手段與方法體系之和。技術(shù)是一個(gè)技術(shù)性過程,它是人們?cè)谧、制造和?shí)施的不斷演化過程中提高技術(shù)水平、發(fā)揮技術(shù)功效(美國2061計(jì)劃);技術(shù)是人們認(rèn)識(shí)世界和認(rèn)識(shí)自我的一種體現(xiàn),它是隨著人類社會(huì)的進(jìn)步而不斷進(jìn)步,是人類文明的基本象征,也是推動(dòng)歷史發(fā)展的一種動(dòng)力源。從古代的鉆木取火技術(shù)、近代的蒸汽機(jī)技術(shù),到今天的信息社會(huì)中的信息技術(shù),從擴(kuò)充人的體力的技術(shù)到如今擴(kuò)充人的腦力的技術(shù),無不體現(xiàn)出技術(shù)的價(jià)值和它所承載的人類智慧。綜觀技術(shù)的發(fā)展,人類為了更好地生存與發(fā)展,創(chuàng)造了許許多多的技術(shù),它們或多或少都與數(shù)學(xué)的發(fā)展有著不可分割的聯(lián)系,可以說是相生相伴。人類最初掌握的比較完善的技術(shù)之一可以說是記數(shù)技術(shù),從幾萬年前的刻痕記數(shù)(以樹干、骨頭為物質(zhì)載體,把數(shù)刻在其上記事)、結(jié)繩記數(shù)(用草繩打結(jié)記事)、石子記數(shù)、手指記數(shù),到近代用的紙筆記數(shù)、現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)計(jì)數(shù),這些記數(shù)方法的不斷改進(jìn)與演化已經(jīng)形成了今天相當(dāng)完善的記數(shù)制與計(jì)算技術(shù)。這些計(jì)算技術(shù)也就成為數(shù)學(xué)技術(shù)的主體,而承擔(dān)其實(shí)施的載體就是電子計(jì)算機(jī),F(xiàn)代計(jì)算機(jī)就是神奇的0與1的組合體。要是沒有德國數(shù)學(xué)家萊布尼茨(1646~1716)發(fā)明的二進(jìn)制,也就不可能有今天計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)。正是由于數(shù)學(xué)以它驚人的特性與人類的發(fā)展息息相關(guān),以獨(dú)特的身份介入技術(shù)的發(fā)展并融入其中,而且以它的精確性和內(nèi)在美體現(xiàn)出它在方方面面的有效性,那么數(shù)學(xué)也就理所當(dāng)然地成為關(guān)鍵技術(shù)的關(guān)鍵,成為信息技術(shù)的支撐點(diǎn)。
數(shù)學(xué)技術(shù)一般指實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)運(yùn)算、推理、應(yīng)用的信息技術(shù),它總是伴隨著數(shù)學(xué)的進(jìn)步而進(jìn)步。數(shù)學(xué)的原理、思想、方法與技術(shù)結(jié)合而形成的數(shù)學(xué)技術(shù)本質(zhì)上就是一種高科技。離開了數(shù)學(xué)技術(shù),信息技術(shù)將成為無源之水,也就談不上發(fā)展了。
數(shù)學(xué)技術(shù)是數(shù)學(xué)與技術(shù)以靈巧方式組合而成的二者不可分割的和諧整體。從某種角度講,數(shù)學(xué)上的每一次重大的發(fā)展和突破都是技術(shù)(當(dāng)然包括科學(xué))有大的發(fā)展與進(jìn)步的前奏,而事實(shí)是數(shù)學(xué)的發(fā)展往往超前于重大技術(shù)的發(fā)現(xiàn)而走在前面。數(shù)學(xué)的追求與技術(shù)(科學(xué))發(fā)展的目標(biāo)是相一致的,都追求簡(jiǎn)單、清晰、方便、可操作、易于掌握。其實(shí),現(xiàn)階段數(shù)學(xué)總是任何計(jì)算機(jī)仿真的核心,數(shù)學(xué)通過對(duì)復(fù)雜現(xiàn)象的仿真建模,借助計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行縮成和可視化,將有助于人們把事情做得更好、更快、更安全、更便利。數(shù)學(xué)技術(shù)正在以不同的形態(tài)廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活世界的各個(gè)方面。檢查身體的CT掃描技術(shù),車輛、飛機(jī)的模擬、設(shè)計(jì)和控制技術(shù),金融證券價(jià)值的估算技術(shù),天氣和氣象的預(yù)測(cè)技術(shù),電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化以及生物工程等技術(shù),其核心都是數(shù)學(xué)技術(shù)。數(shù)學(xué)技術(shù)正是依附于計(jì)算機(jī)來顯現(xiàn)它的威力,而計(jì)算機(jī)正是依靠數(shù)學(xué)技術(shù)得以工作與革新?lián)Q代。
“信息技術(shù)是指對(duì)信息進(jìn)行采集、傳輸、存儲(chǔ)、加工、交流、應(yīng)用的手段和方法的體系。”信息技術(shù)按表現(xiàn)形態(tài)的不同分為硬技術(shù)與軟技術(shù),前者指各種信息設(shè)備,即一種物化形態(tài)的技術(shù);后者指有關(guān)信息獲取與處理的各種知識(shí)、方法與技能,即一種智能形態(tài)的技術(shù)。前者就是將人類的一切信息都以計(jì)算機(jī)語言的0或1的二進(jìn)制來表達(dá),這是人類文明在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上的一次史無先例的科學(xué)整合,是影響人類生存和發(fā)展的巨大科學(xué)成就,而最具代表性的計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)者就是20世紀(jì)最著名的數(shù)學(xué)家馮·諾依曼;后者所指的信息獲取與處理的知識(shí)、方法、技能都是與數(shù)學(xué)技術(shù)密不可分的,從某種程度上看,就是數(shù)學(xué)化的過程。由此可見,數(shù)學(xué)技術(shù)是信息技術(shù)中最為關(guān)鍵的技術(shù),是信息技術(shù)的技術(shù)支撐點(diǎn)。
二、信息技術(shù)——數(shù)學(xué)及數(shù)學(xué)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的平臺(tái)
現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用,把數(shù)學(xué)以技術(shù)化的方式快速地傳送到人們?nèi)粘I畹母鱾(gè)領(lǐng)域,使得數(shù)學(xué)對(duì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的發(fā)展起到了更加巨大的推動(dòng)作用,同時(shí)也促使數(shù)學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展。數(shù)學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得圖形計(jì)算器、數(shù)學(xué)軟件的功能增長(zhǎng),用于計(jì)算、解方程、繪圖像、解微積分方程、因式分解、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)值計(jì)算、符號(hào)演算、機(jī)器證明、圖形演示以及進(jìn)行思維實(shí)驗(yàn)都能以更加簡(jiǎn)潔快捷的方式進(jìn)行,而且使得計(jì)算機(jī)的驗(yàn)證功能、編程功能、聯(lián)網(wǎng)功能更加強(qiáng)大。由于數(shù)字化經(jīng)濟(jì)、數(shù)字信息處理以及大量的探索性數(shù)據(jù)分析、觀察、實(shí)驗(yàn)、模擬與計(jì)算技術(shù)密不可分,因而數(shù)學(xué)就同時(shí)具有科學(xué)和技術(shù)的雙重身份,這也就從某一側(cè)面反映了數(shù)學(xué)的實(shí)質(zhì)性內(nèi)涵。由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展,使人們可以解決非常復(fù)雜的非線性問題,已經(jīng)超越了常規(guī)解決問題的方法,利用計(jì)算機(jī)的支撐能揭示本來數(shù)學(xué)的現(xiàn)象,能給數(shù)學(xué)以強(qiáng)大的推動(dòng)力,計(jì)算機(jī)不僅為數(shù)學(xué)應(yīng)用提供了解答,而且賦予人們以靈感和直覺,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室軟件能夠動(dòng)態(tài)地揭示知識(shí)的構(gòu)造,并形象地對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行表述,而且能動(dòng)態(tài)地呈現(xiàn)問題產(chǎn)生的過程,并自動(dòng)解決,相互推理。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用對(duì)數(shù)學(xué)家而言猶如望遠(yuǎn)鏡對(duì)于天文學(xué)家、顯微鏡對(duì)生物學(xué)家,給數(shù)學(xué)家進(jìn)行數(shù)學(xué)研究和創(chuàng)造提供了銳利的武器。
信息技術(shù)為數(shù)學(xué)的發(fā)展注入了活力,在計(jì)算機(jī)面前由于好多知識(shí)變成動(dòng)態(tài)化,可以激發(fā)人們對(duì)數(shù)學(xué)的熱愛,引發(fā)人們展開想像的翅膀不斷思索與追求,使得數(shù)學(xué)以與以往不同的形態(tài)——可視化、快捷化、人文化而展現(xiàn)在人們面前。由于計(jì)算機(jī)的影響,數(shù)學(xué)正在加速改變著它的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)和方法,也加速改變著人們對(duì)數(shù)學(xué)的理解方法,這是因?yàn)閹缀维F(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)成為可能,從數(shù)學(xué)上看,迄今為止代數(shù)的表現(xiàn)形式在書寫表示方面有非常有利的一面,幾何不是記號(hào),而僅僅是你頭腦中的某個(gè)幾何對(duì)象——圖形,表現(xiàn)的是更為抽象和復(fù)雜的數(shù)學(xué)概念,借助計(jì)算機(jī)就可以傳送出比現(xiàn)在更多、更豐富的幾何內(nèi)容,如可以展現(xiàn)一些分形模型、一些動(dòng)態(tài)的復(fù)雜曲線等。用計(jì)算機(jī)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算是計(jì)算機(jī)最為基本的功能,它可以在很短的時(shí)間內(nèi)收集和處理大量的數(shù)據(jù),作出判斷,形成公式,構(gòu)建理論;計(jì)算機(jī)可用于作數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),如火箭發(fā)射、核彈爆炸、軍事演示、飛機(jī)汽車橋梁設(shè)計(jì)等都是借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的;計(jì)算機(jī)同時(shí)還可以進(jìn)行數(shù)學(xué)證明,如四色定理在1976年被兩位美國數(shù)學(xué)家用計(jì)算機(jī)予以證明,我國數(shù)學(xué)家吳文俊也在計(jì)算機(jī)上用代數(shù)方法證明了歐氏幾何已知的一切定理。
數(shù)學(xué)是一個(gè)非常美的領(lǐng)域,這是因?yàn)閿?shù)學(xué)的主要部分是由人類的心靈構(gòu)成的。你可以自由探索自己心目中的數(shù)學(xué)世界,正是這種自由探索才是數(shù)學(xué)美的力量所在。計(jì)算機(jī)技術(shù)為數(shù)學(xué)這種美的展現(xiàn)提供了一個(gè)豐富的平臺(tái),給人們以豐富的探索與實(shí)驗(yàn)空間。數(shù)學(xué)是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一種思考、描述、刻畫、解釋、理解,其目的是發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中所蘊(yùn)藏的一些數(shù)與形的規(guī)律,為社會(huì)的進(jìn)步與人類的發(fā)展服務(wù)。正是有了信息技術(shù),加快了人類認(rèn)識(shí)自然與人類自身的速度與質(zhì)量,基因工程就是一個(gè)典型的例題。在信息技術(shù)條件下,許多新的數(shù)學(xué)思想與方法不斷突破,數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)與內(nèi)容的不斷豐富,一些新的學(xué)科——近代數(shù)學(xué)技術(shù)、運(yùn)籌優(yōu)化、工程自控、信息論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊識(shí)別等也就應(yīng)運(yùn)而生。計(jì)算機(jī)與數(shù)學(xué)的結(jié)合,使得數(shù)學(xué)開拓了研究領(lǐng)域,成為數(shù)學(xué)探索的新平臺(tái)。
數(shù)學(xué)家們總是用他們的思想眼光來審視出現(xiàn)于數(shù)學(xué)研究所有領(lǐng)域中的抽象的目標(biāo)與過程。計(jì)算機(jī)技術(shù)的巨大進(jìn)步已經(jīng)使得把這些模糊、主觀和只能在頭腦中想像的抽象的對(duì)象、目標(biāo)、過程外在化而變得很容易,也就是用精確、客觀和其他人可以共享的可視化來表現(xiàn)、演示,從而使思維及過程視覺化。數(shù)學(xué)對(duì)象可以用計(jì)算機(jī)來表示、展現(xiàn),從而使人們對(duì)數(shù)學(xué)對(duì)象產(chǎn)生新的認(rèn)識(shí),由靜到動(dòng)、構(gòu)形、成形,進(jìn)而進(jìn)行操作、實(shí)驗(yàn),特別是幾何對(duì)象——曲線、曲面、多面體,而成為任何計(jì)算機(jī)仿真的核心。在計(jì)算機(jī)環(huán)境下,人們更多的是用漸近方法、數(shù)值方法去探究數(shù)學(xué)規(guī)律,進(jìn)行建模和科學(xué)計(jì)算。如利用計(jì)算機(jī)可以對(duì)進(jìn)行小數(shù)點(diǎn)幾十億位以后的計(jì)算,用來檢驗(yàn)人類的智慧水平。同樣好多在數(shù)學(xué)領(lǐng)域無法實(shí)現(xiàn)的一些設(shè)想在計(jì)算機(jī)環(huán)境下正在不斷實(shí)現(xiàn),如幾千年來人們夢(mèng)想的數(shù)學(xué)定理的機(jī)器證明的實(shí)現(xiàn)就是一個(gè)極具代表性的例證。由于計(jì)算機(jī)的介入使得數(shù)學(xué)的應(yīng)用與普及不斷深入,已逐漸滲透到各個(gè)學(xué)科,取得了驚人的成績(jī),數(shù)學(xué)價(jià)值與功能的不斷挖掘促使人們對(duì)數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí)更加全面深刻。
三、信息技術(shù)——教學(xué)課程整臺(tái)的助推器
隨著21世紀(jì)的到來,以計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)為代表的當(dāng)代信息技術(shù),正在以驚人的速度改變著人們的生存方式和學(xué)習(xí)方式,也迫切需要我們改變教育方式。為了迎接信息技術(shù)的挑戰(zhàn),為了中華民族的復(fù)興,為了每位學(xué)生的發(fā)展,新一輪基礎(chǔ)教育課程改革正在全面展開。正是由于數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)教育與信息技術(shù)有著天然的不可分割的依存關(guān)系,那么在當(dāng)前基礎(chǔ)教育課程改革的新形勢(shì)下,數(shù)學(xué)課程的改革就顯得意義更加深遠(yuǎn)和重大。現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展一方面為數(shù)學(xué)教育的普及與傳播提供了得天獨(dú)厚的土壤,另一方面也對(duì)數(shù)學(xué)教育的價(jià)值、目標(biāo)、內(nèi)容以及學(xué)與教的方式產(chǎn)生了重大的影響。數(shù)學(xué)課程改革要反映信息技術(shù)所引發(fā)的變革,就必須在數(shù)學(xué)課程理念、數(shù)學(xué)課程的設(shè)計(jì)與實(shí)施中與信息技術(shù)進(jìn)行整合。
1.信息技術(shù)與教學(xué)課程理念的整合
理念是理性化的一些觀念,具有穩(wěn)定性、長(zhǎng)效性、持續(xù)性、指導(dǎo)性。形成正確的數(shù)學(xué)課程理念是更好從事數(shù)學(xué)教育的邏輯起點(diǎn),因?yàn)槔砟钤跀?shù)學(xué)教育活動(dòng)過程中具有統(tǒng)馭作用。在義務(wù)教育階段的數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中,基本理念專門有一個(gè)方面來闡述現(xiàn)代信息技術(shù)在數(shù)學(xué)課程中的地位,其他的幾個(gè)方面也間接或直接地涉及到信息技術(shù)。在高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的框架設(shè)想中也高度重視信息技術(shù)對(duì)數(shù)學(xué)課程的影響,認(rèn)為應(yīng)不僅重視利用信息技術(shù)來呈現(xiàn)課程內(nèi)容,更應(yīng)重視信息技術(shù)與課程內(nèi)容的有機(jī)整合。設(shè)想中提到要在課程中使用科學(xué)型計(jì)算器以及各種數(shù)學(xué)教育平臺(tái),加速數(shù)學(xué)與信息技術(shù)的結(jié)合。在內(nèi)容上,要突出算法在整個(gè)數(shù)學(xué)發(fā)展中的獨(dú)特作用,使算法成為理解數(shù)學(xué)發(fā)展的重要線索,力求把算法融入到數(shù)學(xué)課程的各個(gè)部分。正是因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)已經(jīng)融化到數(shù)學(xué)教育的深層結(jié)構(gòu),融入數(shù)學(xué)教育的知識(shí)體系,成為傳播內(nèi)容的最佳工具和學(xué)生探究知識(shí)、體驗(yàn)數(shù)學(xué)、感受知識(shí)的中介,在可預(yù)見的將來,信息技術(shù)將使數(shù)學(xué)教育發(fā)生一些實(shí)質(zhì)性的變化,數(shù)學(xué)教育的面貌將會(huì)煥然一新,數(shù)學(xué)教育的實(shí)踐與數(shù)學(xué)教育的理論研究將會(huì)更加深入。
信息技術(shù)的發(fā)展改變了人類學(xué)習(xí)與生存發(fā)展的環(huán)境,也改變了幾個(gè)世紀(jì)數(shù)學(xué)教學(xué)、數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的方式。由于它對(duì)人發(fā)展的重要性,迫使人們不斷思索數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)的切合度;更是因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)與數(shù)學(xué)技術(shù)的千絲萬縷的聯(lián)系,使人們認(rèn)識(shí)到它在數(shù)學(xué)課程結(jié)構(gòu)中的重要性。信息技術(shù)不僅被看做是教師教的工具、是學(xué)生學(xué)的工具、是學(xué)生的認(rèn)知工具與情感發(fā)展工具,而且也是數(shù)學(xué)教育工作者在建構(gòu)數(shù)學(xué)內(nèi)容體系時(shí)首先考慮的因素,進(jìn)而引發(fā)人們重新思考數(shù)學(xué)課程的基礎(chǔ)性、多樣性、選擇性以及如何在信息技術(shù)條件下使學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí),在打好基礎(chǔ)與追求創(chuàng)新中不斷提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,更進(jìn)一步促使人們思考在數(shù)學(xué)教育過程中如何利用與發(fā)展學(xué)生的信息技術(shù)能力,如何處理好師生關(guān)系。在信息技術(shù)條件下,必將改變?nèi)藗儗?duì)數(shù)學(xué)的內(nèi)容、形式、應(yīng)用、人文價(jià)值以及評(píng)價(jià)的認(rèn)識(shí)與看法,可見信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程理念的整合是數(shù)學(xué)教育發(fā)展的必然。
2.信息技術(shù)與教學(xué)課程內(nèi)容選取的整合
信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程內(nèi)容的整合可以打破數(shù)學(xué)知識(shí)間的條塊分割局面,使傳統(tǒng)代數(shù)、幾何、三角分家的體系成為一個(gè)有機(jī)的整體,打通知識(shí)融合的道路。義務(wù)教育階段,數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)按不同層次將學(xué)生必須學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)分為數(shù)與代數(shù)、空間與圖形、統(tǒng)計(jì)與概率以及實(shí)踐與綜合運(yùn)用四部分,然后按不同學(xué)段整合成學(xué)生的學(xué)習(xí)領(lǐng)域。而這些內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)只給出具體目標(biāo),不直接對(duì)教學(xué)具體內(nèi)容、教材編寫體系、教學(xué)先后順序等問題作出硬性統(tǒng)一的規(guī)定,使學(xué)生所學(xué)和教師所教富有彈性和力量。在當(dāng)今信息技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)代,各種信息撲面而來,越來越需要人們綜合素質(zhì)的提高,需要學(xué)生動(dòng)用各種知識(shí)、方法和手段來獲取信息,特別是一些數(shù)據(jù)信息的處理,借用計(jì)算機(jī)來完成更加快捷方便,使得與我們不能分離的數(shù)顯得更具應(yīng)用價(jià)值。即使對(duì)一些煩瑣的計(jì)算、方程的求解、遞歸、迭代,也能在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn),使得日常生活中一些重要的數(shù)學(xué)知識(shí)以快捷方便的形式出現(xiàn)在課堂上,成為學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容,大大豐富了學(xué)生的知識(shí)疆界。利用計(jì)算機(jī)可以更方便地尋找數(shù)與形的規(guī)律,使得觀察與驗(yàn)證得以進(jìn)行,使得數(shù)與形的結(jié)合真正從理論走向?qū)嵺`。正是借助于計(jì)算機(jī),才使得一些現(xiàn)代數(shù)學(xué)的內(nèi)容能夠及時(shí)地滲透到中學(xué)數(shù)學(xué)內(nèi)容體系之中,如分形、混濁問題、孤立子等非線性知識(shí)進(jìn)入學(xué)生課堂。同時(shí)才有可能把原先一些費(fèi)勁的煩瑣計(jì)算問題簡(jiǎn)化下來,使學(xué)生有更多的時(shí)間考慮如何探索獲取更多的知識(shí),使得有更多的內(nèi)容以方便的形式介入學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中,真正實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)內(nèi)容的彈性化、學(xué)生發(fā)展空間的擴(kuò)大化;使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸一些有重要價(jià)值的數(shù)學(xué)知識(shí),如高中數(shù)學(xué)中設(shè)計(jì)邏輯框圖讓計(jì)算機(jī)去執(zhí)行、用計(jì)算機(jī)符號(hào)系統(tǒng)表示數(shù)學(xué)內(nèi)容、用計(jì)算機(jī)語言表達(dá)數(shù)學(xué)命題、用程序和算法表示數(shù)學(xué)過程、“IF…,THEN…”這樣的語句可以在數(shù)學(xué)課程中出現(xiàn)等。
信息技術(shù)的介入使得數(shù)學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了一些變化,可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)知識(shí)的組成要素,特別是對(duì)它的一些基本屬性進(jìn)行重新認(rèn)識(shí),使知識(shí)更多的以過程的方式進(jìn)入學(xué)生的學(xué)習(xí)生活中。而從事編寫教材的人也有更多的選擇余地、更大的思考空間,數(shù)學(xué)教材中的一些知識(shí)呈現(xiàn)方式動(dòng)態(tài)化、可操作化,更多的是讓學(xué)生去試驗(yàn)。使得師生的思維方式得以不斷擴(kuò)展,人們更有信心和力量。
3.信息技術(shù)與教學(xué)教學(xué)的整合
信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程的整合最直接的就是教學(xué)方式的變革與學(xué)習(xí)方式的變革。在信息技術(shù)條件下,引起數(shù)學(xué)教育工作者更多的就是對(duì)教學(xué)觀的反思與課堂結(jié)構(gòu)變化的關(guān)注。信息技術(shù)環(huán)境下所發(fā)生的最根本的變化之一是教師作用與角色、學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境的變化,教師不再是知識(shí)的提供者、權(quán)威和智慧的源泉,而成為學(xué)生進(jìn)行探索和發(fā)現(xiàn)的伙伴、援助者和指導(dǎo)者、促進(jìn)者、引導(dǎo)者。學(xué)生不僅僅是從聽與做作業(yè)中獲取知識(shí),而是在自主探索、合作交流的情境中進(jìn)行學(xué)習(xí);學(xué)生不再是知識(shí)的被動(dòng)接受者,而是知識(shí)的主動(dòng)探索者,問題討論的啟動(dòng)者和調(diào)整者,問題解決的參與者、經(jīng)歷者,使學(xué)生獲得更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)與權(quán)利。
信息技術(shù)對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)者與教學(xué)者都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)而又持久的影響,這將是革命性的一場(chǎng)變革。學(xué)習(xí)方式(地點(diǎn)、時(shí)間、環(huán)境、資源)發(fā)生了變化,教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的發(fā)展的關(guān)聯(lián)性將無比接近,教學(xué)模式將更加體現(xiàn)數(shù)學(xué)課程改革的新理念,使人人都能得到發(fā)展。由于有信息技術(shù)作為學(xué)習(xí)的平臺(tái),就可以滿足多樣性、個(gè)性化、區(qū)別化的需求。學(xué)生可以利用的資源更加豐富,會(huì)更加積極地參與學(xué)習(xí)過程,探索與不斷思索才能實(shí)現(xiàn)。對(duì)教師而言,原先在教學(xué)中起主導(dǎo)作用的教材、教參、黑板、粉筆等載體和手段現(xiàn)在可以被以計(jì)算機(jī)為主要載體所營造的教學(xué)環(huán)境所代替,如多媒體學(xué)習(xí)系統(tǒng)、資料庫等,這樣教師不僅有靈活選擇一些素材的余地,而且可以大膽創(chuàng)設(shè)一些教學(xué)環(huán)境,設(shè)計(jì)更加開放互動(dòng)的學(xué)習(xí)活動(dòng),參與式、活動(dòng)式、主體性教學(xué)得到實(shí)現(xiàn),師生關(guān)系得以改變,成為真正的合作者。
信息技術(shù)提供了理解、探索數(shù)學(xué)的平臺(tái),把數(shù)學(xué)變得容易理解,使得數(shù)學(xué)走向生活,走向現(xiàn)實(shí),更加情境化,使得數(shù)學(xué)教學(xué)更加生動(dòng)活潑,真正從書本中、課堂上、考試中走出來,回到數(shù)學(xué)教學(xué)的本體上來。利用技術(shù)之間的交互作用,創(chuàng)設(shè)逼真的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情境,用錄像、影碟以及計(jì)算機(jī)軟件的方式呈現(xiàn)數(shù)學(xué)問題,以視覺形式出現(xiàn)比以文本的形式出現(xiàn)使得數(shù)學(xué)材料更具有活動(dòng)性、可視性和空間立體感,而且易于與其他學(xué)科相結(jié)合,使得數(shù)學(xué)知識(shí)與其他知識(shí)融通起來,進(jìn)而使學(xué)生深刻體會(huì)數(shù)學(xué)的作用與價(jià)值,感悟數(shù)學(xué)的真諦,真正經(jīng)歷數(shù)學(xué)化的過程,共事學(xué)習(xí)收獲,從中真切地感受數(shù)學(xué)的優(yōu)美、力量、統(tǒng)一性。
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