小學(xué)教育專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)探索

劉懷玉

（湖南第一師范學(xué)院教育科學(xué)系，410205）

初中起點(diǎn)小學(xué)教育專業(yè)(以下簡(jiǎn)稱小學(xué)教育專業(yè))是為適應(yīng)教育改革、選拔培養(yǎng)優(yōu)秀小學(xué)教師的師范新專業(yè)[1]。數(shù)學(xué)是小學(xué)教育專業(yè)十分重要的專業(yè)課程。搞好小學(xué)教育專業(yè)的數(shù)學(xué)教學(xué)，是小學(xué)教育專業(yè)數(shù)學(xué)教師的一項(xiàng)重要任務(wù)。

現(xiàn)代教育技術(shù)是以計(jì)算機(jī)為核心的信息技術(shù)，通過(guò)運(yùn)用現(xiàn)代教育理論和現(xiàn)代信息技術(shù)，對(duì)教與學(xué)的過(guò)程和資源進(jìn)行設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、利用、評(píng)價(jià)和管理，實(shí)現(xiàn)教學(xué)理論與實(shí)踐現(xiàn)代化?，F(xiàn)代教育技術(shù)是現(xiàn)代教學(xué)設(shè)計(jì)、現(xiàn)代教學(xué)媒體和現(xiàn)代媒體教學(xué)法的綜合體現(xiàn)[2]。

教學(xué)中恰當(dāng)運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)，可以提高課程教學(xué)的效率[2]。相對(duì)小學(xué)教育專業(yè)其他課程來(lái)說(shuō)，數(shù)學(xué)課程比較抽象。如果僅采用傳統(tǒng)的“講授+板書”的模式教學(xué)，難以達(dá)到讓學(xué)生充分地理解和掌握數(shù)學(xué)知識(shí)的目的。若將現(xiàn)代教育技術(shù)用于數(shù)學(xué)教學(xué)，則會(huì)使數(shù)學(xué)教學(xué)效果更好[3]。小學(xué)教育專業(yè)數(shù)學(xué)教師應(yīng)如何采用現(xiàn)代教育技術(shù)來(lái)進(jìn)行教學(xué)，是一個(gè)值得研究的課題。數(shù)學(xué)教學(xué)中究竟應(yīng)選用哪些現(xiàn)代教育技術(shù)，其理論基礎(chǔ)是什么，小學(xué)教育專業(yè)數(shù)學(xué)老師應(yīng)掌握哪些技能，現(xiàn)代教育技術(shù)條件下小學(xué)教育專業(yè)學(xué)生如何學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)？這些都需要進(jìn)行研究，下面分別闡述。

一、數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)理論基礎(chǔ)

（一）建構(gòu)主義學(xué)習(xí)論

以皮亞杰為代表的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，知識(shí)是學(xué)習(xí)者在一定的情境下，借助學(xué)習(xí)過(guò)程中其他人的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過(guò)意義建構(gòu)的方式而獲得的[4]。建構(gòu)主義認(rèn)為情境、協(xié)作、會(huì)話和意義建構(gòu)是學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的四大要素。建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)情境和意義建構(gòu)，認(rèn)為世界是可觀的，對(duì)世界理解和對(duì)知識(shí)賦予意義是由個(gè)體決定的，個(gè)體根據(jù)自己的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)來(lái)建構(gòu)和解釋。學(xué)習(xí)是在一定的情景下發(fā)生的，知識(shí)只有在一定的情景下才有意義。學(xué)習(xí)不是被動(dòng)的接受信息，而是主動(dòng)的建構(gòu)知識(shí)的意義。數(shù)學(xué)中很多知識(shí)可以借助現(xiàn)代教育技術(shù)來(lái)進(jìn)行情境創(chuàng)設(shè)，從而幫助學(xué)生進(jìn)行意義建構(gòu)，加強(qiáng)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解，從而促進(jìn)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。

（二）經(jīng)驗(yàn)之塔教學(xué)理論

戴爾的“經(jīng)驗(yàn)之塔”把人們獲得知識(shí)與能力的各種經(jīng)驗(yàn)，依照它們的抽象程度分為三大類十個(gè)層次，形成金字塔式的結(jié)構(gòu)[5]，如圖1所示。金字塔的底部稱為“做的經(jīng)驗(yàn)”，包括直接經(jīng)歷的經(jīng)驗(yàn)、間接的經(jīng)驗(yàn)、演戲化的經(jīng)驗(yàn)。在這三個(gè)層次中，每個(gè)學(xué)習(xí)者都不是旁觀者，而是活塔的中部稱為“觀察的經(jīng)驗(yàn)”，包括觀摩演示、野外旅行、展覽會(huì)、電影電視、錄音廣播圖片等五個(gè)層次。這是學(xué)習(xí)者通過(guò)看、聽(tīng)實(shí)際事物或者實(shí)際事物的圖像與聲音而獲得的經(jīng)驗(yàn)。金字塔的頂部稱為“抽象的經(jīng)驗(yàn)”，包括視覺(jué)符號(hào)和言語(yǔ)符號(hào)。無(wú)論是視覺(jué)符號(hào)還是語(yǔ)言符號(hào)，都只是一個(gè)抽象的代號(hào)，同它所代表的事物或觀念已無(wú)任何類似的地方。戴爾認(rèn)為，人們學(xué)習(xí)知識(shí)一是由自己的直接經(jīng)驗(yàn)獲得，二是通過(guò)自己的間接經(jīng)驗(yàn)獲得。當(dāng)學(xué)習(xí)是由直接到間接、由具體到抽象時(shí)，獲得知識(shí)和技能就比較容易。

圖1 經(jīng)驗(yàn)之塔

在數(shù)學(xué)教學(xué)中運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)，能夠向?qū)W生提供“觀察的經(jīng)驗(yàn)”，和“做的經(jīng)驗(yàn)”機(jī)會(huì)。從而有助于學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中，將知識(shí)從直接上升到間接，從具體上升為抽象。

（三）案例教學(xué)法

案例教學(xué)法是通過(guò)對(duì)一個(gè)具體教育情境的描述，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這些特殊情境進(jìn)行討論教學(xué)的方法[6]。案例教學(xué)的內(nèi)容不是固定不變的教科書，而是特定教育情景中的典型事件；案例教學(xué)方式不是傳統(tǒng)的講授方式，而是在特定情景基礎(chǔ)之上的案例討論；案例教學(xué)中教師的角色也不象傳統(tǒng)教學(xué)中只負(fù)責(zé)將書本知識(shí)傳授給學(xué)生，而是案例討論的指導(dǎo)者與推動(dòng)者。學(xué)生是案例教學(xué)的積極參與者，通過(guò)參與、分析與思考，根據(jù)自己的親身體驗(yàn)和已有知識(shí)，得出有關(guān)結(jié)論。

數(shù)學(xué)教育中運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)，有助于教學(xué)案例具體化、形象化，便于案例教學(xué)過(guò)程中教師對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)、學(xué)生的觀察和探討。

二、小學(xué)教育專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)

以計(jì)算機(jī)為核心的現(xiàn)代教育技術(shù)有很多，由于小學(xué)教育專業(yè)的數(shù)學(xué)課程包含初等數(shù)學(xué)和高等數(shù)學(xué)，具有知識(shí)面寬的特點(diǎn)，可選擇幾種數(shù)學(xué)相關(guān)的現(xiàn)代教育技術(shù)軟件來(lái)輔助教學(xué)。

（一）幾何畫板軟件

幾何畫板是由美國(guó)Key Curriculum Press公司開(kāi)發(fā)，用于幾何、矢量和函數(shù)動(dòng)態(tài)作圖的工具軟件。幾何畫板提供了豐富方便的創(chuàng)造功能，使用戶可以隨心所欲地編制出自己需要的數(shù)學(xué)課件。軟件提供充分的手段幫助用戶實(shí)現(xiàn)教學(xué)思想，只要熟悉軟件的使用技巧即可自行設(shè)計(jì)和編寫數(shù)學(xué)應(yīng)用教學(xué)案例，通過(guò)應(yīng)用該軟件而體現(xiàn)出教學(xué)思想和過(guò)程。

（二）Excel軟件

Excel是由Microsoft公司開(kāi)發(fā)的辦公軟件office的組件之一。采用它可以進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)分析和輔助決策等，Excel廣泛地應(yīng)用于數(shù)學(xué)報(bào)表、財(cái)經(jīng)統(tǒng)計(jì)等領(lǐng)域。通過(guò)使用Excel，既可創(chuàng)建專業(yè)報(bào)表，也能對(duì)表格數(shù)據(jù)使用公式與函數(shù)進(jìn)行計(jì)算、查詢等操作，還可以將表中數(shù)據(jù)制作成滿意的圖表（柱圖、餅圖、折線圖等）——讓數(shù)據(jù)看上去很清晰、直觀。

（三）Flash軟件

Flash是由macromedia公司推出（后被Adobe公司收購(gòu)）的平面矢量動(dòng)畫標(biāo)準(zhǔn)軟件。Flash是一種將動(dòng)畫創(chuàng)作與應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)于一身的創(chuàng)作軟件。應(yīng)用Flash可創(chuàng)建數(shù)學(xué)情景動(dòng)畫。應(yīng)用其提供的AcitonScript能開(kāi)發(fā)高級(jí)交互式動(dòng)畫。Flash動(dòng)畫使用向量運(yùn)算的方式，生成的動(dòng)畫占用存儲(chǔ)空間較小。

（四）Matlab軟件

Matlab是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析、數(shù)值計(jì)算和算法開(kāi)發(fā)。為數(shù)學(xué)教學(xué)、科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)等眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。應(yīng)用Matlab可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)圖像、實(shí)現(xiàn)算法等。

（五）Powerpoint軟件

Powerpoint是Microsoft公司開(kāi)發(fā)的幻燈片式演示文稿軟件，通常簡(jiǎn)稱PPT，也是辦公軟件office系列組件之一，不僅可在計(jì)算機(jī)上演示幻燈片，也可將演示文稿打印出來(lái)，制作成膠片。其他軟件（幾何畫板、Flash、Excel和Matlab等）的輸出結(jié)果如圖形、動(dòng)畫、聲音等，都可以集成到PPT教學(xué)演示文稿中來(lái)。

三、現(xiàn)代教育技術(shù)環(huán)境下小學(xué)教育專業(yè)對(duì)數(shù)學(xué)教師的要求

（一）現(xiàn)代教育技術(shù)支持下的數(shù)學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)設(shè)計(jì)是以優(yōu)化教學(xué)過(guò)程為目的，以多種教育理論為指導(dǎo)，運(yùn)用系統(tǒng)方法分析教學(xué)問(wèn)題、確定教學(xué)目標(biāo)、建立解決問(wèn)題的策略方案、試行解決方案并評(píng)價(jià)修改方案的過(guò)程[2]?，F(xiàn)代教育技術(shù)條件下的小學(xué)教育專業(yè)數(shù)學(xué)教師，要以建構(gòu)主義、經(jīng)驗(yàn)之塔和案例教學(xué)法等理論為指導(dǎo)，根據(jù)教學(xué)大綱的要求，分析要解決的問(wèn)題，確定教學(xué)目標(biāo)層次、采用現(xiàn)代教育技術(shù)手段、建立解決問(wèn)題的途徑與步驟，并對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行檢驗(yàn)。其中現(xiàn)代教育手段包括選擇哪種數(shù)學(xué)軟件、借助該軟件創(chuàng)設(shè)具體的數(shù)學(xué)教學(xué)情境與案例，以及在情境中解決問(wèn)題的步驟。

（二）應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)輔助數(shù)學(xué)教學(xué)的技能

要利用現(xiàn)代教育技術(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)教學(xué)，小學(xué)教育專業(yè)數(shù)學(xué)教師首先要掌握Powerpoint的使用，使用powerpoint制作數(shù)學(xué)演示文稿課件，掌握powerpoint幻燈片切換、鏈接跳轉(zhuǎn)、對(duì)象動(dòng)畫設(shè)置、模板選用、母板設(shè)置、幻燈放映，以將其他圖片、視頻、動(dòng)畫文件和報(bào)表嵌入Powerpoint演示文稿的技能。

掌握幾何畫板制作數(shù)據(jù)課件的功能。利用幾何畫板能夠創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)案例情境，將抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)變?yōu)閯?dòng)態(tài)具體的視圖和動(dòng)畫。例如，要說(shuō)明正弦曲線是什么來(lái)由，可以在幾何畫板中創(chuàng)設(shè)一個(gè)單元圓，讓圓上一動(dòng)點(diǎn)沿單位圓運(yùn)動(dòng)，以動(dòng)點(diǎn)距離通過(guò)圓心水平線的線段長(zhǎng)度作為縱坐標(biāo)、以動(dòng)點(diǎn)所在半徑與起始半徑所成的角（弧度）值作橫坐標(biāo)，所畫圖形就是正弦曲線，繪制過(guò)程如圖2所示。通過(guò)形象的動(dòng)畫，讓學(xué)生深入理解正弦曲線的形成機(jī)理。

圖2 用幾何畫板創(chuàng)建的正弦曲線形成過(guò)程

小學(xué)教育數(shù)學(xué)教師要會(huì)利用Excel報(bào)表功能完成報(bào)表計(jì)算、根據(jù)報(bào)表生成形象的統(tǒng)計(jì)圖等。還要掌握Flash動(dòng)畫制作基本技術(shù)，會(huì)利用Flash來(lái)創(chuàng)建數(shù)學(xué)案例的情景。例如，關(guān)于小學(xué)數(shù)學(xué)中一個(gè)相遇問(wèn)題：A、B兩車同時(shí)從甲乙兩地出發(fā)，A車速度60米/秒，B車速度40米/秒，甲乙相距1000米，問(wèn)兩車何時(shí)相遇、相遇地距甲多遠(yuǎn)？采用Flash可以就這個(gè)問(wèn)題創(chuàng)建一個(gè)小動(dòng)畫（如圖3所示）,讓相遇問(wèn)題變成一個(gè)形象而生動(dòng)有趣的教學(xué)案例。還要學(xué)會(huì)Matlab的基本應(yīng)用，高等數(shù)學(xué)中許多抽象知識(shí)可利用Matlab來(lái)圖形化、形象化地描述。例如，參數(shù)方程x(t)=t3sin(3t)e-t,y(t)=t3cos(3t)et,z=t2，可用Matlab描繪出三維圖形曲線，如圖4所示，通過(guò)Matlab，參數(shù)方程形象化為三維曲線了，增強(qiáng)了學(xué)生的數(shù)學(xué)空間想象力和理解力。

圖3 兩車相向行駛動(dòng)畫

圖4 參數(shù)方程的三維曲線(火柴桿圖)

數(shù)學(xué)教師除了要掌握采用現(xiàn)代教育技術(shù)軟件制作數(shù)學(xué)課件以外，還要負(fù)責(zé)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)使用常用數(shù)學(xué)軟件來(lái)輔助學(xué)習(xí)。

四、現(xiàn)代教育技術(shù)環(huán)境下小學(xué)教育專業(yè)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)

根據(jù)建構(gòu)主義和經(jīng)驗(yàn)之塔理論，觀察經(jīng)驗(yàn)、做的經(jīng)驗(yàn)非常有助于學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)知識(shí)的意義建構(gòu)。小學(xué)教育專業(yè)學(xué)生除了在數(shù)學(xué)課堂上觀察老師采用現(xiàn)代教育技術(shù)演示的多媒體教學(xué)課件外，在條件許可時(shí)，還要學(xué)生自己親手用數(shù)學(xué)軟件在計(jì)算機(jī)上做實(shí)驗(yàn)。通過(guò)做的體驗(yàn)，更加有利于知識(shí)的意義建構(gòu)和掌握。

小學(xué)教育專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)以后要從事小學(xué)教育工作，要當(dāng)小學(xué)數(shù)學(xué)教師，所以應(yīng)該具備小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)有的現(xiàn)代教育技術(shù)基本技能。在數(shù)學(xué)老師的指導(dǎo)下，小學(xué)教育專業(yè)學(xué)生應(yīng)掌握幾種常用的數(shù)學(xué)軟件的使用，如幾何畫板、Excel、Flash的使用等。例如，會(huì)將Excel報(bào)表生成柱狀統(tǒng)計(jì)圖和餅狀圖等，如圖5所示。

圖5 Excel報(bào)表與統(tǒng)計(jì)圖

五、結(jié)語(yǔ)

技術(shù)手段應(yīng)當(dāng)為教學(xué)服務(wù)，數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中是否要使用現(xiàn)代教育技術(shù)、使用哪種現(xiàn)代教育技術(shù)，要根據(jù)具體的教學(xué)案例和教學(xué)設(shè)計(jì)目標(biāo)來(lái)確定。通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，在小學(xué)教育專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)中恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)，能使抽象知識(shí)更加具體、復(fù)雜問(wèn)題變得不復(fù)雜，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣更加濃厚，數(shù)學(xué)教學(xué)的效率也提高了。

[1]關(guān)于做好2012年初中起點(diǎn)本科層次農(nóng)村小學(xué)教師公費(fèi)定向培養(yǎng)計(jì)劃招生工作的通知[Z].湘教通[2012]326號(hào).

[2]南國(guó)農(nóng).信息化教育概論[M].北京:高等教育出版社,2004.

[3]姚麗娜.用現(xiàn)代教育技術(shù)優(yōu)化數(shù)學(xué)課堂教學(xué)[J].教育教學(xué)論壇,2011,(9).

[4]楊維東,賈楠.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論述評(píng)[J].理論導(dǎo)刊,2011,(5).

[5]焦麗珍.神奇的“經(jīng)驗(yàn)之塔”——《視聽(tīng)教學(xué)法之理論》[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2012,(6).

[6]劉娟娟.“小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)論”課程的教學(xué)研究[D].南京：南京師范師范大學(xué),2004.