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信息技术环境下自主合作探究学习模式与教学实践


信息技术环境下自主合作探究学习模式与教学实践反思 摘要: 信息技术环境下人们获取知识方法与途径的研究, 是当今世界共同关注的教育科 学前沿课题之一。为使学生真正成为学习的主人,激发学生学习兴趣,使学习成为一种自主 探索创造的过程,使信息技术环境下学生自主、探究、合作学习成为一种常态教学,我们通 过一年多的探索,结合教学实践,构建基于信息技术的数学自主﹒合作﹒探究式学习模式, 并提出了实施策略。 关键词:信息技术 学习模式 教学实践 现在的社会已进入信息划时代, 信息技术在数学中的作用越来越受到广大教育工作者的 关注,怎样使信息技术为数学服务,怎样使抽象的数学利用技术的手段变得直观易学,成为 广大教育工作者研究的课题, 本文将结合信息技术与初中数学课程整合的教学实践着力探讨 信息技术环境下自主学习、合作学习、探究学习的方式,初步设计各学习方式的流程作简要 阐述。 1、信息技术环境下的自主学习方式 自主学习概括地说,就是“自我导向、自我激励、自我监控”的学习。它是就学习的内 在品质而言的,相对的是“被动学习” 、 “机械学习”和“他主学习” ,是一种建立在自我意 识发展基础上的“能学” ;建立在具有内在学习动机基础上的“想学” ;建立在学生掌握了一 定的学习策略基础上的“会学” ;建立在意志努力基础上的“坚持学” 。根据国内外学者的研 究成果,我们可以将“自主学习”的特征概括为以下几个方面:学习者参与确定自己有意义 的学习目标的提出,自己制定学习进度,参与设计评价指标;学习者积极发展各种思考策略 和学习策略,在解决问题中学习;学习者在学习过程中有情感的投入,有内在动力的支持, 能从学习中获得积极的情感体验; 学习者在学习过程中对认知活动能够自我监控, 并作出相 应的调适。 基于对自主学习的认识, 我们初步设计了信息技术环境下的自主学习方式的流程: 下 面 以 勾 股 定 理 逆 定 理 的 学 习 过 程 为 例 来 加 以 说 明

(一) 设问激趣,引出问题 首先教师打开多媒体,让学生欣赏一幅壁画,教师介绍这是一幅古埃及底比斯壁画,它 描述了古埃及拉绳测量的情景,他们只用一根绳子就能确定直角,下面请大家也来试一试。 那么怎样用一根绳子围成一个直角三角形呢?学生发表各自的意见, 教师提出: 怎样判断你 所围成的三角形就是直角三角形呢 (二) 独立探索,自主发现 问题 1:画图:画出边长分别是下列各组数的三角形 ①3、4、3 ②3、4、5 ③3、4、6 ④6、8、10 判断以上三角形的形状,并叙述自己的发现,借助于几何画板检验自己的判断。 教师设计程序: 输入△ABC 的三边 a、 b、 c 的一些值, 使得, 测得∠ACB=90°;否则∠ACB≠90° (三) 提出猜想,深入探究,

由同学自主探究得到:如果三角形三边长满足 那么这个三角形为直角三角形 怎样推理论证呢?学生自主探索,借助于 Z-Z 平台进行学习 (四) 证明猜想,统一认识 怎样推理论证呢?学生自主探索,借助于 Z-Z 平台进行学习 (五) 演练反馈,总结提炼 通过几个实例,进一步掌握勾股定理的逆定理,通过总结提炼,深刻理解勾股定理的逆 定理在其他方面的应用。 2、信息技术环境下的合作学习方式 合作学习是针对教学条件下学习的组织形式而言的。 它是指学生在小组或团队中为了完 成共同的任务,有明确的责任分工的互助性学习。它有以下几个方面的要素:积极承担在完 成共同任务中个人的责任;积极的互相支持、配合,特别是面对面的促进性的互动;积极承 担在完成共同任务中个人的责任; 期望所有学生能进行有效的沟通, 建立并维护小组成员之 间的相互信任,有效地解决组内冲突;对于各人完成的任务进行小组加工;对共同活动的成 效进行评估,寻求提高其有效的途径。根据我们对合作学习的理解,在实际教学中确定了如 下学习流程:

下面就高次不等式的解法为例说明 (一).设问激趣,情景引入 问题:根据市场调查结果,预测某种家电产品从年初的 x 个月内月需求量 y(万件)近似

满足

, 在以后的月份中那些月份需求量超过 2(万件).

已知

,求 x.从而引出高次不等式的解法。

(二)分组讨论,探讨方法 将同学分成若干小组,讨论并解决下面问题:你能解下列不等式吗? (1)(x-4)(x-3)(x-2)<0 (2)(x-4)(x-3)(x-2)(x-1)<0 由同学利用图形计算器探索解法。 (三)交流协作,形成方法 通过学生相互的交流和研究形成下面的解法:序轴标根法 归 纳 : 一 般 地 解





不等式的做法;

(1)设不等式右边等于零,得方程的 n 个根

,将这 n 个根按从

小到大的顺序排在序轴上. (2)用一条曲线从上到下、从右到左穿过这 n 个根,曲线在序轴上方所对应的区间为 不等式 为不等式 (四)互辩互启,完善结论 请写出下列不等式的解集: (1) (x-4)(-x-3)(x-2)<0 的解集为 (2) (x-4)(x-3)2(x-2)<0 的解集为 (3) (x-4)(x-3)3(x-2)<0 的解集为 通过小组之间的交流,教师的适当点拨,完善序轴标根法。 (五)汇报成果,解决问题 在形成方法后,运用序轴标根法解决下面的问题 例:解下列不等式: 解,曲线在序轴下方所对应的区间 的解。

(1)

; (2)

; (3)



等价转化为高次方程在运用序轴标根法直接写出解集。 (六)讨论评价,总结反思, 通过运用,同学们进一步认识到序轴标根法在解决高次不等式与分式不等式中的作用, 也提高了同学们在建构知识相互合作所带来的效益,增加了同学们相互合作的乐趣。 3、信息技术环境下的探究学习方式 探究学习是指从确定研究主题,在教学中创设一种类似于学术(或科学)研究的情境, 通过学生自主、独立地发现问题、实验、操作、调查、搜集与处理信息、表达与交流等探索 活动,获得知识、技能、情感、态度的发展,特别是探索精神和创新能力的发展的学习方式 和学习过程。经历探究过程以获得理智和情感体验;建构知识;掌握解决问题的方法是探究 学习的三个目标,根据这一目标我们们在教学实践中尝试着按以下流程进行学习:

下面就平面图形的镶嵌为例说明探究学习法 (一)创设情境、明确问题: 利用多媒体播放美丽地板砖图案, 说一说家里地板砖是什么形状?砖与砖之间是否有空 隙,是否重叠? 思考: 这些图案由哪些平面图形构成?这些图形拼成一个平面图案有什么特征?由此引 入到要研究的课题:镶嵌。

(二)实验探索,提出假设 活动 1、动手实验探索用一种正多边形镶嵌的规律 具体做法是:首先全班分组活动,动手实验。拿出课前准备好的正三角形、正四边形、 正五边形、正六边形纸片,进行镶嵌。看那个小组拼的又快又好。然后展示他们的成果。 (三)教师引导,证明假设 同学在教师的引导下对假设进一步探究,并对得出的结论进行证明。通过这个环节,学 生不仅在知识上掌握探究问题的基本方法, 并且能够根据所学知识对一些问题进行了严格论 证,达到了学以致用,在探究问题的过程中学生也锻炼了自我、超越了自我。学生在学习中 的主体地位得到了充分的体现,在学习过程中兴奋的情绪也是时刻存在,学得非常的愉快。 (四) 深入探究,完善结论 活动 2:用两种正多边形镶嵌,哪些可以?为什么? 然后小组活动:哪两种正多边形能够镶嵌?看谁找的多? 活动 3:用你手中的学具尝试用三种正多边形进行平面镶嵌,那些可以?为什么? 教师根据同学们所得的一些结论进行点评外,鼓励学生进一步探索 (五) 运用结论,解决问题 1、现有一些正三角形,正方形,正六边形,正八边形地砖,选择其中两种镶嵌地面,则有( ) 种选法 A1 B2 C3 D4 2.小刚和爸爸到市场买地板砖,准备装修新居,该市场有五种型号的正多边形地砖,它们的 内角分别是 60 ° 90 ° 108 ° 120 ° 150 ° ,如果只选一种,这些地砖哪些适用?如果选用两种呢? (六) 评价交流,总结反思 通过同学们的进一步的交流, 相互对探究知识的总结, 正如德国哲学家叔本华的这番话 很好地道出了探究学习的重要价值: “记录在纸上的思想就如同某人留在沙上的脚印,我们 也许能看到他走过的路径, 但若想知道他在路上看见了什么东西, 就必须用我们自己的眼睛。 二.信息技术与自主合作探究学习模式相结合的反思 (一) 、信息技术与数学课程整合需正遵循下列基本原则 1、数学课程与信息技术的整合应体现数学学习的发现、探索教学过程的原则。它强调 利用信息技术对数学知识的发生发展过程给学生以展示, 强调对数学知识的探索; 强调对数 学知识应用;强调对数学知识的迁移。这种整合,是以数学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。 其目的是使学生的数学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。在解决问题的同时,让 学生做到个性学习与协作和谐统一,以达到数学学习的目标。 2、数学课程与信息技术的整合应体现“教师为主导,学生为主体”的教学理念原则。 任何教学改革,教师都是最初的创造者和最终的执行者,数学课程与信息技术的整合中,应 根据中学数学教学本身的特点, 利用信息技术的优势, 从数学课堂教学和数学实践教学中寻 找切入点,创设具有丰富性、挑战性和开放性的教学环境。教师所做的一切努力,都应是为 学生的发展提供更为宽广、有弹性且具有创意的学习空间,使以学生为中心、基于资源及交 流讨论的全新教学方法得以实现。 3、数学课程与信息技术的整合应体现知识学习和创新精神相结合的原则。计算机多媒 体技术支持学生通过不同的途径与方法研究相同的数学知识, 对已有的知识从多角度去思考 与再认识,从而产生新的认识。这便是数学创新思维的产生源头。 4、数学课程与信息技术的整合体现信息技术作为数学学习的基本工具的原则。信息技 术的教育已经不再局限于扮演以往的角色:教育素材的提供者,或是模拟教育者,或是练习

机器这样一个相对被动的角色。 在数学课程与信息技术的整合中, 应让学生把信息技术作为 获取数学知识所需信息、探索问题和解决问题的认知工具。对于学生来说,信息技术则是一 种终身受用的学习知识和提高技能的认知工具。 5、数学课程与信息技术的整合应体现现实学习服务于终身学习的原则。数学课程的最 终目的是让学生学会学习的方法和手段。因而数学的学习不应也不可能局限于数学知识本 身。 (二) 、通过信息技术与数学课程整合,要确定新的教学观念 随着信息技术的发展,学生数学知识的获取已不会也不可能单一的是学校课堂这一渠 道。而信息技术提供给数学的,从广义是来说,都是数学课程资源。正是基于这一现实,在 信息技术与数学课程整合中,教师必须树立新的教学观念。我们认为,这种全新的教学观念 至少应包含: 教师的教学方式应服务于学生的学习方式; 让所教的知识与学生的生活世界密 切联系;帮助学生发现知识的个人意义;激励学生完成富有挑战性的学习任务;引导学生创 设融洽和谐的学习氛围。在这些观念中,教师与学生的关系是主导与主体的关系,教师的教 学是以学生的发展作为根本目的和出发点的。 在这些观念下的数学教学, 更多的是师生互动 的教学。 (三)通过信息技术与数学课程的整合,要实现学习方式的根本转变 1、从“听数学”转变为“做数学” 。可以利用几何画板和 TI-92 让学生做“数学实验” , 利用新型的教学模式取代主要靠老师讲授、 板书的灌输式教学模式。 由于教学过程主要是让 学生自己做实验, 所以教师在备课时考虑的应该是如何组织学生进行协作学习和交流。 在以 往的数学教学中,教师往往只强调“定理证明”这一教学环节(逻辑思维过程) ,而不太考 虑学生直接的感性经验和直觉思维致使学生难以理解几何的概念与几何的逻辑。 信息技术可 以帮助学生在动态中去观察、 探索和发现对象之间的数量变化关系与结构关系, 因而能充当 数学实验中的有效工具,使学生通过计算机从“听数学”转变为“做数学” 。如为了让学生 较深刻地理解函数图象的变换,可以让学生利用 TI-92 画下列几组函数的图象,第一组由 y=x2 的图象与 y=(x-1)2,y=(x+1)2 的图象关系;第二组由 y=x2 的图象与 y=x2+1, y=x2-1 的图象看关系;第三组由 y=x2 的图象与 y=2x2,y=x2 图象的看关系;并有这些特殊的函数 的到一般的结论, 通过实验并不需要由老师像传统教学中那样滔滔不绝地讲解, 而学生对该 图象的变换的理解与掌握反而比传统教学要深刻得多。 2、倡导学生进行自主性学习和研究行学习。计算机对中学数学的研究性学习,有着十 分重要的促进作用。首先,为我们提供了大量的可用数学知识研究解决的数学课题,使研究 性学习在时间和空间上得以突破;其次,探索型教学平台整合进数学课堂后,使数学问题的 研究朝着开放与服务方面前进。 学生对生产生活实际的观察, 在一定的背景下自己提出问题, 设立自己的研究步骤,优化自己的研究方法,并利用计算机平台进行探索,这样的数学教学 才使真正意义上的数学教学和数学教学应追求的目标。 如学生对住房和购车分期付款的调查 研究, 在采集大量与之有关的数据的情况下, 学生可以充分利用计算机平台所提供的统计分 析软件,来帮助自己得出研究结论并提出合理化的建议。在这样的学习环境中,驾驭计算机 辅助教学平台的学习主体是学生。 平台的使用从教师手中转移到了学生, 这种学习是开发性 和开放性的,学习者从旁观者变成了参与者、开发者。又如,在研究电视发射台对城市的辐 射的范围研究性课题中,学生必须收集资料,建立数学模型,应用所学的数学知识解决问题 等方面,通过自主地和与人合作的方式,利用计算机为我们提供的分析工具,去完成研究。 从这一研究中,学生可更多地思考为什么要发射人造卫星,能覆盖全球各地区,共需多少颗 卫星等更深一层次的问题。 这对学生开拓知识面, 实现学科的综合与交叉无疑会起到重要的 作用。 这种研究性学习, 是充分建立在学生自主的基础上的, 是学生探索与合作精神的结果, 这为学生的终身学习,在方式与方法上进行了积累。

(四) 、通过信息技术与数学课程整合,培养了学生“信息素养” 信息素养,是素质教育的核心要素,其中,信息处理能力是重要的一种能力。基于网络 的中学数学课程教学,所选择的直接学习素材,既可以是数学问题,而且这些学习素材都附 带一定的情景或背景, 学生通过网络收集提取有关素材, 对相关素材进行分析、 研究和比对, 通过实验、观察、类比、联想、交流和讨论,最后归纳、综合,实现意义建构。教师的角色 和行为方式发生了重大变化,教师不再是主要的信息源,他是教学活动中的导航者,设计者 和帮助者。 学生成为教学活动的主体, 是知识的探索者。 自主学习成为学生学习的主要方法。 学生在学习过程中学会学习、学会组织、学会协作、学会思考和交流。


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