基于信息技术的数学探究式学习及教学模式研究

◎韩艳容

(陕西省西安市信德中学,陕西 西安 710077)

基于信息技术的数学探究式学习及教学模式研究

◎韩艳容

(陕西省西安市信德中学,陕西 西安 710077)

信息技术给数学教育模式和学习方式带来了重大变化，在数学探究式学习中借助信息技术的资源性、工具性、激发性和体验性等功能，不但能够引领学生积极深入地开展自主探究学习，而且能够使探究学习的品质和内涵得到提升.分析了信息技术环境下数学探究式学习的基本形式和流程，针对不同的探究内容和学习目标提出了有针对性的教学模式.

信息技术；数学；探究式学习；教学模式

随着新课程改革的实施，探究式学习作为新课程标准所提倡的学习方式，为课堂教学注入了新的活力，以多媒体、现代教学软件和网络技术为核心的信息技术在信息检索、信息加工等方面具有天然的优势，能够有效促进学生深入参与自主学习、主动探究、合作交流，使传统的以教师为中心的课堂教学结构发生根本性变革，实现教学模式和学生学习方式的有效转变，对培养学生的创新精神与实践能力具有重要的意义.

一、数学探究学习的内涵及特征

现代教学论的观点认为，数学教学不仅要使学生掌握数学知识的结论，还要让学生了解知识的发生发展过程，强调学生在具体的情境中通过观察、概括、归纳、类比等方法，主动思考和亲身参与到实践活动中体验知识的形成和应用过程，在主动探索和实践中解决问题并获取知识和提高创新思维能力.探究性学习具有问题性、开放性和批判性等特征，包括激发兴趣、鼓励探索、引导思维、提出问题、识别资源、收集数据、分析数据、整合信息、交流观点、评估成果等要素.

二、信息技术在数学探究学习中的作用

(一)信息技术的资源性功效

信息技术为数学教学和探究学习提供了丰富的背景资源，利用信息技术可以搜索、存储、构建数学学习资源库，搭建传递和交流信息资源的平台，学生可以利用的学习资源更加丰富，会更加积极地参与学习过程，教师可以灵活选择能够揭示数学问题本质的资源组织教学，设计更加开放互动的学习活动，有利于探究式学习的实现.

(二)信息技术的工具性功效

探究活动是探究学习中的核心环节，是学生利用各种探究手段和工具获取相关资料和数据研究解决问题的过程，信息技术能够为数学探究活动提供技术工具和环境氛围.在数学学习中利用信息技术可以形象直观地演示数学对象，动态地展现数学关系等基础性的数学活动，从而将精力集中在对主要问题的思考与分析、对数学模型的思考与选定、对数学规律的探索与反思和对数学本质的理解与把握上来，为数学探究学习提供环境氛围，提高数学学习的效率和效果.

(三)信息技术的激发性功效

数学探究式学习以问题解决为中心，强调学习者在深度参与下的自我感悟和发现，利用信息技术可以创设自然情境、问题情境、虚拟实验环境等不同类型的学习情境供学生观察和思考，在“情境创设—归纳猜想—检验应用”的过程中达成情感变化与认知构建的统一，丰富探究的内涵和提升探究的质量.

(四)信息技术的体验性功效

数学学习的过程不是一个被动的吸收过程，数学探究式学习在一定程度上是数学研究的复演和知识的重新构建过程，往往需要构造大量的具有共同属性的数学对象.让学生在主动参与的过程中去体验、感受、建构知识，并且能够应用数学知识解决实际问题，培养学生的创新精神和实践能力.

三、数学探究学习的形式

信息技术环境下数学探究式学习所发生的最根本的变化之一是教师作用与角色、学生学习环境和学习方式的变化，数学探究式学习中既强调学习者在学习过程中的主体认知地位，也不忽视教师的主导作用，学生在教师指导下自主探究、合作交流.根据学习内容、学生认知结构可采用“引导探究”“自主探究”与“协作探究”等探究形式.不同探究形式下教师、学生和信息技术之间的关系如图1所示.

图1 探究式学习的形式及关系

(一)引导探究

引导探究教学模式，是在教师的主导作用下，根据教材的知识结构和学生的思维特点进行学习思路的引导；针对学生求知过程中的疑点，启发学生去思考，激发其求知欲望和信心；帮助学生掌握知识规律，并在实践和探究中提高运用知识的能力.

(二)自主探究

指学生根据教师所提供的问题情境，寻找并提出探究课题；或学生借助网络资源利用搜索引擎网站或教学资源库，在教师的指导下自定探究课题，然后根据探究任务和探究需要，借助于网络所提供的丰富资源，独立地搜集信息和整理信息，制订探究计划和解决问题的行动方案，通过对信息的分析加工和处理自主地完成探究任务.

(三)协作探究

学生针对共同的探究课题组成学习共同体，通过分工合作、竞争帮助等形式在共同完成探究任务的过程中来实现群体之间的合作探究学习.信息技术尤其是网络通信技术的发展可以很好地支持协作探究学习，学生通过计算机网络可以突破地域和时间上的限制，通过同伴互教小组讨论等形式以同步或异步的方式互动交流、反馈反思以完善自己的认知结构.

四、数学探究式学习中融入信息技术的模式

“探究式学习”课堂教学模式的构建，必须以现代教育思想和新课程理念为指导，根据教学内容与教学目标的不同、学生的知识结构与认知能力不同，遵从适度性、梯度性、自主性、发展性等原则.针对不同的教学内容和目标要求，将现代教育技术和教学方法有效融合，构建具体的操作流程与教学策略，研究出能够体现学科特色的探究式教学模式具有重要意义.

(一)数学概念的探究式学习中信息技术的融入

数学概念形成是一个主动建构、不断探究的过程，在概念形成的多个环节如能适时恰当地利用信息技术，此过程中学生主动探究概念的数学本质，亲自动手去体验知识的产生过程，则能有效整合信息资源并创境设疑，发挥信息技术数据处理和可视化优势，不断调整认知结构，最终达到对数学概念的“意义建构”和对知识的深刻理解，收到事半功倍之效.数学概念学习的基本过程如图2所示：

图2 概念学习过程及信息技术应用

(二)在数学原理的探究式学习中信息技术的融入

数学原理是数学性质、定理、法则等的总称，他们是客观规律的一种真实反映，包括在生活实践或数学实验的基础上归纳推理和对抽象的数学对象演绎推理的结果.通过整合信息技术与探究活动可以对概念间的关系或一些并不明显的数学事实进行“再发现”，有利于学生数学思维的主动构建.这种基于信息技术的探究学习突破了由于数学的高度抽象性和静态化造成的思维困难，使学生在指数函数图像的变化过程中理解了其性质.

(三)应用性问题的探究式学习中信息技术的融入

应用性问题的研究式学习，就是通过分析和探究生产活动中的实际问题的数量关系和数学本质，建立用数学语言描述客观事物的特征及其内在联系的数学模型并求解而得到解决实际问题的结论或结果.信息技术在建立数学模型的各个基本步骤——模型的准备、假设、构成、求解、分析等方面都有很强的应用价值，在信息资源搜索、了解问题背景、探究对象特征、进行复杂计算和模拟仿真分析中发挥重要作用.

数学学习过程中，教师是主导，学生是主体，信息技术是手段，一个数学对象往往蕴含着多个要素，需要从多种角度、多个侧面进行分析研究，从而达到对数学对象的深刻理解、全面掌握和灵活运用.信息技术能够展示出同一数学对象不同方面的特征，学习者可以从多个维度、将不同方面的信息进行有效组合来分析思考数学对象，把握数学对象本质特征，促进数学思维发展，形成完善的数学认知结构.教师必须处处以学生为中心设计探究方案，充分挖掘信息技术的优势，使学生在探究的学习过程中逐步领悟真正的数学思想.

[1]吴华,赵叙,武艳.数学多媒体课件的设计与应用探究[J].电化教育研究,2009(6)：104-106.

[2]王光生,赵兴龙,付东方.信息技术环境下的数学探究学习[J].中国电化教育,2006(4)：48-51.