小学教育专业数学教学中应用现代教育技术探索

刘怀玉

（湖南第一师范学院教育科学系，410205）

初中起点小学教育专业(以下简称小学教育专业)是为适应教育改革、选拔培养优秀小学教师的师范新专业[1]。数学是小学教育专业十分重要的专业课程。搞好小学教育专业的数学教学，是小学教育专业数学教师的一项重要任务。

现代教育技术是以计算机为核心的信息技术，通过运用现代教育理论和现代信息技术，对教与学的过程和资源进行设计、开发、利用、评价和管理，实现教学理论与实践现代化。现代教育技术是现代教学设计、现代教学媒体和现代媒体教学法的综合体现[2]。

教学中恰当运用现代教育技术，可以提高课程教学的效率[2]。相对小学教育专业其他课程来说，数学课程比较抽象。如果仅采用传统的“讲授+板书”的模式教学，难以达到让学生充分地理解和掌握数学知识的目的。若将现代教育技术用于数学教学，则会使数学教学效果更好[3]。小学教育专业数学教师应如何采用现代教育技术来进行教学，是一个值得研究的课题。数学教学中究竟应选用哪些现代教育技术，其理论基础是什么，小学教育专业数学老师应掌握哪些技能，现代教育技术条件下小学教育专业学生如何学习数学？这些都需要进行研究，下面分别阐述。

一、数学教学中应用现代教育技术理论基础

（一）建构主义学习论

以皮亚杰为代表的建构主义学习理论认为，知识是学习者在一定的情境下，借助学习过程中其他人的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得的[4]。建构主义认为情境、协作、会话和意义建构是学习环节的四大要素。建构主义强调情境和意义建构，认为世界是可观的，对世界理解和对知识赋予意义是由个体决定的，个体根据自己的知识经验来建构和解释。学习是在一定的情景下发生的，知识只有在一定的情景下才有意义。学习不是被动的接受信息，而是主动的建构知识的意义。数学中很多知识可以借助现代教育技术来进行情境创设，从而帮助学生进行意义建构，加强对数学知识的理解，从而促进数学学习。

（二）经验之塔教学理论

戴尔的“经验之塔”把人们获得知识与能力的各种经验，依照它们的抽象程度分为三大类十个层次，形成金字塔式的结构[5]，如图1所示。金字塔的底部称为“做的经验”，包括直接经历的经验、间接的经验、演戏化的经验。在这三个层次中，每个学习者都不是旁观者，而是活塔的中部称为“观察的经验”，包括观摩演示、野外旅行、展览会、电影电视、录音广播图片等五个层次。这是学习者通过看、听实际事物或者实际事物的图像与声音而获得的经验。金字塔的顶部称为“抽象的经验”，包括视觉符号和言语符号。无论是视觉符号还是语言符号，都只是一个抽象的代号，同它所代表的事物或观念已无任何类似的地方。戴尔认为，人们学习知识一是由自己的直接经验获得，二是通过自己的间接经验获得。当学习是由直接到间接、由具体到抽象时，获得知识和技能就比较容易。

图1 经验之塔

在数学教学中运用现代教育技术，能够向学生提供“观察的经验”，和“做的经验”机会。从而有助于学生在数学学习过程中，将知识从直接上升到间接，从具体上升为抽象。

（三）案例教学法

案例教学法是通过对一个具体教育情境的描述，引导学生对这些特殊情境进行讨论教学的方法[6]。案例教学的内容不是固定不变的教科书，而是特定教育情景中的典型事件；案例教学方式不是传统的讲授方式，而是在特定情景基础之上的案例讨论；案例教学中教师的角色也不象传统教学中只负责将书本知识传授给学生，而是案例讨论的指导者与推动者。学生是案例教学的积极参与者，通过参与、分析与思考，根据自己的亲身体验和已有知识，得出有关结论。

数学教育中运用现代教育技术，有助于教学案例具体化、形象化，便于案例教学过程中教师对学生的引导、学生的观察和探讨。

二、小学教育专业数学教学中应用现代教育技术

以计算机为核心的现代教育技术有很多，由于小学教育专业的数学课程包含初等数学和高等数学，具有知识面宽的特点，可选择几种数学相关的现代教育技术软件来辅助教学。

（一）几何画板软件

几何画板是由美国Key Curriculum Press公司开发，用于几何、矢量和函数动态作图的工具软件。几何画板提供了丰富方便的创造功能，使用户可以随心所欲地编制出自己需要的数学课件。软件提供充分的手段帮助用户实现教学思想，只要熟悉软件的使用技巧即可自行设计和编写数学应用教学案例，通过应用该软件而体现出教学思想和过程。

（二）Excel软件

Excel是由Microsoft公司开发的办公软件office的组件之一。采用它可以进行各种数据处理、统计分析和辅助决策等，Excel广泛地应用于数学报表、财经统计等领域。通过使用Excel，既可创建专业报表，也能对表格数据使用公式与函数进行计算、查询等操作，还可以将表中数据制作成满意的图表（柱图、饼图、折线图等）——让数据看上去很清晰、直观。

（三）Flash软件

Flash是由macromedia公司推出（后被Adobe公司收购）的平面矢量动画标准软件。Flash是一种将动画创作与应用程序开发于一身的创作软件。应用Flash可创建数学情景动画。应用其提供的AcitonScript能开发高级交互式动画。Flash动画使用向量运算的方式，生成的动画占用存储空间较小。

（四）Matlab软件

Matlab是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于数据可视化、数据分析、数值计算和算法开发。为数学教学、科学研究、工程设计等众多科学领域提供了一种全面的解决方案，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。应用Matlab可以进行矩阵运算、绘制函数和数据图像、实现算法等。

（五）Powerpoint软件

Powerpoint是Microsoft公司开发的幻灯片式演示文稿软件，通常简称PPT，也是办公软件office系列组件之一，不仅可在计算机上演示幻灯片，也可将演示文稿打印出来，制作成胶片。其他软件（几何画板、Flash、Excel和Matlab等）的输出结果如图形、动画、声音等，都可以集成到PPT教学演示文稿中来。

三、现代教育技术环境下小学教育专业对数学教师的要求

（一）现代教育技术支持下的数学教学设计

教学设计是以优化教学过程为目的，以多种教育理论为指导，运用系统方法分析教学问题、确定教学目标、建立解决问题的策略方案、试行解决方案并评价修改方案的过程[2]。现代教育技术条件下的小学教育专业数学教师，要以建构主义、经验之塔和案例教学法等理论为指导，根据教学大纲的要求，分析要解决的问题，确定教学目标层次、采用现代教育技术手段、建立解决问题的途径与步骤，并对教学效果进行检验。其中现代教育手段包括选择哪种数学软件、借助该软件创设具体的数学教学情境与案例，以及在情境中解决问题的步骤。

（二）应用现代教育技术辅助数学教学的技能

要利用现代教育技术进行数学教学，小学教育专业数学教师首先要掌握Powerpoint的使用，使用powerpoint制作数学演示文稿课件，掌握powerpoint幻灯片切换、链接跳转、对象动画设置、模板选用、母板设置、幻灯放映，以将其他图片、视频、动画文件和报表嵌入Powerpoint演示文稿的技能。

掌握几何画板制作数据课件的功能。利用几何画板能够创设数学案例情境，将抽象的数学知识变为动态具体的视图和动画。例如，要说明正弦曲线是什么来由，可以在几何画板中创设一个单元圆，让圆上一动点沿单位圆运动，以动点距离通过圆心水平线的线段长度作为纵坐标、以动点所在半径与起始半径所成的角（弧度）值作横坐标，所画图形就是正弦曲线，绘制过程如图2所示。通过形象的动画，让学生深入理解正弦曲线的形成机理。

图2 用几何画板创建的正弦曲线形成过程

小学教育数学教师要会利用Excel报表功能完成报表计算、根据报表生成形象的统计图等。还要掌握Flash动画制作基本技术，会利用Flash来创建数学案例的情景。例如，关于小学数学中一个相遇问题：A、B两车同时从甲乙两地出发，A车速度60米/秒，B车速度40米/秒，甲乙相距1000米，问两车何时相遇、相遇地距甲多远？采用Flash可以就这个问题创建一个小动画（如图3所示）,让相遇问题变成一个形象而生动有趣的教学案例。还要学会Matlab的基本应用，高等数学中许多抽象知识可利用Matlab来图形化、形象化地描述。例如，参数方程x(t)=t3sin(3t)e-t,y(t)=t3cos(3t)et,z=t2，可用Matlab描绘出三维图形曲线，如图4所示，通过Matlab，参数方程形象化为三维曲线了，增强了学生的数学空间想象力和理解力。

图3 两车相向行驶动画

图4 参数方程的三维曲线(火柴杆图)

数学教师除了要掌握采用现代教育技术软件制作数学课件以外，还要负责指导学生学会使用常用数学软件来辅助学习。

四、现代教育技术环境下小学教育专业学生的数学学习

根据建构主义和经验之塔理论，观察经验、做的经验非常有助于学生学习过程中对知识的意义建构。小学教育专业学生除了在数学课堂上观察老师采用现代教育技术演示的多媒体教学课件外，在条件许可时，还要学生自己亲手用数学软件在计算机上做实验。通过做的体验，更加有利于知识的意义建构和掌握。

小学教育专业的学生毕业以后要从事小学教育工作，要当小学数学教师，所以应该具备小学数学教师应有的现代教育技术基本技能。在数学老师的指导下，小学教育专业学生应掌握几种常用的数学软件的使用，如几何画板、Excel、Flash的使用等。例如，会将Excel报表生成柱状统计图和饼状图等，如图5所示。

图5 Excel报表与统计图

五、结语

技术手段应当为教学服务，数学教学过程中是否要使用现代教育技术、使用哪种现代教育技术，要根据具体的教学案例和教学设计目标来确定。通过实践检验，在小学教育专业数学教学中恰当地应用现代教育技术，能使抽象知识更加具体、复杂问题变得不复杂，学生学习的兴趣更加浓厚，数学教学的效率也提高了。

[1]关于做好2012年初中起点本科层次农村小学教师公费定向培养计划招生工作的通知[Z].湘教通[2012]326号.

[2]南国农.信息化教育概论[M].北京:高等教育出版社,2004.

[3]姚丽娜.用现代教育技术优化数学课堂教学[J].教育教学论坛,2011,(9).

[4]杨维东,贾楠.建构主义学习理论述评[J].理论导刊,2011,(5).

[5]焦丽珍.神奇的“经验之塔”——《视听教学法之理论》[J].现代教育技术,2012,(6).

[6]刘娟娟.“小学数学教学论”课程的教学研究[D].南京：南京师范师范大学,2004.