地方高校信息技术与数学课程整合探讨

胡洪萍，周光亚

(1．西安文理学院数学与计算机工程学院，西安 710065;2．四川工程职业技术学院基础部，四川德阳 618000)

【教育教学研究】

地方高校信息技术与数学课程整合探讨

胡洪萍1，周光亚2

(1．西安文理学院数学与计算机工程学院，西安 710065;2．四川工程职业技术学院基础部，四川德阳 618000)

从信息技术与课程整合(IITC)的概念、教育信息化概况、中小学数学课程标准中的IITC、高等院校数学课程中的IITC等方面阐述信息技术与数学课程整合的意义。并在调查研究和实验探索基础上，提出几个关于地方本科高校数学课程IITC的观点:高等院校应成为国家教育信息化战略中的骨干和引领者;大学数学教育应正确认识和处理数学与技术的关系;信息技术应与数学课程有机整合;应正确认识IITC的移动化，并加大其研发和推广力度。

信息技术;ICT;课程整合;IITC;地方高校;数学课程

一、什么是信息技术与课程整合

信息技术(Information Technology简称IT)指与计算机和网络相关的技术。将信息技术与通信技术(Communication Technology，简称CT)相融合，又形成一个新的概念和技术领域——信息通信技术(Information Communication Technology，简称ICT)。本文中的信息技术一般特指ICT。

1998年，全国中小学计算机研究中心在国内首次提出信息技术与课程整合的概念。2000年10月，时任教育部部长陈至立在全国中小学信息技术教育工作会议上提出要努力推进信息技术与其他学科教学的整合，从而从政府的角度提出了“课程整合”的概念，并由此引发了从政府到民间的全国性课程整合热。

北师大何克抗教授给出了“课程整合”的一个定义:信息技术与学科课程的整合，就是通过将信息技术有效地融合于各学科的教学过程，来营造一种新型的教学环境，实现一种既能发挥教师的主导作用，又能充分体现学生主体地位的以“自主、探究、合作”为特征的教与学方式，把学生的主动性、积极性、创造性较充分地发挥出来，使传统的以教师为中心的课堂教学结构发生根本变革，从而使学生的创新与实践能力的培养真正落到实处。［1］

信息技术与课程整合(Integration Information Technology Curriculum，简称IITC)至少应包括两个方面:一是课程教学中要引入ICT，包括多媒体、超文本、人工智能、网络通信和知识库等计算机技术;二是课程要借助ICT实现变革，包括教育观念的转变，课程体系、教学内容和要求、教学结构、教学方法和手段以及教学评价的全面改革。IITC的更高级的发展阶段，就是教育信息化。它是指在教育领域(教育管理、教育教学和教育科研)全面深入地运用现代信息技术来促进教育改革与发展的过程。其技术特点是数字化、网络化、智能化和多媒体化，基本特征是开放、共享、交互、协作。教育信息化是国家信息化的重要组成部分。

二、近年来教育信息化情况概览

作为信息化发源地的美国一直以来都非常重视信息技术在推动教育变革过程中所起的作用，其教育技术的发展也一直走在世界前列。在最近16年里，美国联邦教育部先后4次颁布了国家教育技术规划，用以指导国家未来教育信息化的发展。最新的国家教育技术规划——《变革美国教育:以技术推动学习》［2］于2010年颁布。美国联邦教育部还于2011年8月发布了其资助项目的研究成果——《教育信息化的国际经验:最终报告》。该报告聚焦了美国、英国、法国、澳大利亚、新加坡、日本、韩国、中国香港等21个国家和地区的教育信息化活动。21个国家和地区无一例外地明确了教育信息化的指导方针。其目标大多包括:提升基础设施建设，确保数字化技术使用的公平性，提高学生、教师、管理人员的信息技术水平，扩展数据学习资源，进一步强化ICT在教学中的应用，从而提高学生的创造力、问题处理能力以及合作技能。有17个国家都在课程标准中对学生的ICT技能提出了要求，其目标都是将ICT融入到课程当中。

联合国教科文组织在其《世界教育信息化发展报告(2011～2012)》中指出，在全球范围内，高等教育信息化的程度不断提高。无论是在校园，还是在公开课、远程教学中，信息化都日渐成为高校教学的重要手段。在高校中，信息化在课程资源开发、内容传送与共享、师生国际流动、校际交流、讲座与演示、学术研究、行政支持、学生录取等各方面得到充分的运用。信息化并没有完全替代传统的课堂教学，但它却是对不同的学生进行针对性教学的法宝，也是积累教学经验的利器。［3］

2010年2月，我国国务院发布了《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010～2020)》(简称《纲要》)。《纲要》明确指出:信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视。要把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略，超前部署教育信息网络。要强化信息技术应用，提高教师应用信息技术水平，更新教学观念，改进教学方法，提高教学效果，鼓励学生利用信息手段主动学习、自主学习，增强运用信息技术分析解决问题能力，加快全民信息技术普及和应用。［4］教育部于2011年8月成立了教育信息化领导小组，以贯彻落实《纲要》，加快我国教育信息化进程，并于2012年3月组织编制印发了《教育信息化十年发展规划(2011～2020年)》(简称《规划》)，推进落实《纲要》关于教育信息化的总体部署，明确了全国教育信息化事业今后十年的行动纲领和路线图，研究提出了“十二五”期间的核心目标与标志工程——“三通两平台”，即宽带网络校校通、优质资源班班通、网络学习空间人人通，建设教育资源公共服务平台和教育管理公共服务平台。［5］

移动技术与教学环境相互融合是许多国家关注的新重点。至今，全世界已经有超过7．5亿个教育类应用可供安装在移动设备上。在美国，iPad刚问世没多久，就纷纷登录中小学。学生可用它来定制专属课程，提高学习兴趣和效率。家长、教师利用它对学生进行辅导、监督，并进行相互交流。在韩国，正在推行用平板电脑替代传统教科书。［6］继美国、韩国、日本、新加坡等国家之后，我国从2011年开始在北京、上海、深圳等地的部分中小学的部分班级试验使用电子书包，致力于推进教育信息化，提高家庭和学校配合的效率。

三、中小学数学课程标准中的IITC

美国数学课程标准倡导ICT应用理念。美国国家数学教师全国委员会(NCTM)在1989年发布的《学校数学课程与评价标准》中规定:应该一贯而适当地使用多种计算技术。NCTM认为“计算器和计算机对数学教学能起到巨大的作用，能代替机械性的计算工作，节省学生的时间和精力，使学生能把时间和精力转移到学习更加重要的内容上来，使学习变得更有趣、更容易、更广阔、更加丰富多彩”。在NCTM 2000年制定的《学校数学的原则和标准》中，突出了ICT在数学课程中的重要地位，强调ICT与数学教学过程相结合，并规定了技术原则。同时该标准也指出，“技术不能代替数学教师，也不能作为基本的理解和直觉的替代品。教师必须谨慎地决定在什么时候以及如何使用技术，他们应该保证技术能够加强学生的数学思维”。［7］

一项发表于2012年的对包括中国在内的14个国家的小学、初中数学课程标准(以下简称课标)进行的国际比较研究的成果显示，各国课标中均列有ICT应用的内容。ICT种类包括计算器(图形计算器或函数计算器)、计算机、文字处理软件、动态几何软件、电子表格、CAS(计算机代数系统)、数字技术、信息通讯技术等。［8］各国课标中提及ICT的最早学段为小学(5～7岁)。使用ICT的知识领域包括数与代数、图形与几何、统计与概率。其中澳大利亚、英国、法国等在ICT使用比重、种类、内容领域等方面总体上比较先进，而美国的教育技术设备早已相当普及，相关技术标准也比较完善。计算机和计算器等信息技术设备对于美国的教师和学生来说已经如黑板、粉笔、笔记本一样平常了。也许正因如此，美国的课标并未对ICT作过多的强调。中国课标中关于ICT的提及量和使用种类方面都相对较多，但其分布呈现出“两头多中间少”的现象，即在“前言”和后面的“实施建议”中较多，而在具体学段的课程内容中提及较少，属于“总揽全局式”。

四、高等院校数学课程中的IITC

作为首先发明和使用计算机和网络的国家，美国高校的数学课程中ICT应用很普遍，水平也很高。如密苏里大学圣·路易斯学院(the University of Missouri)的大学代数课的基于技术支持的个人指导和一对一交互式学习交流模式，斯勒理工学院等大学整合数学和科学—学习模块库的建立，很多大学采用的STEM(Science，technology，engineering and mathematics)课堂教学策略［9］等等，都是很好的例子。

美国的大学数学教材中ICT(他们称技术)含量及融入程度是很高的。如在《托马斯微积分》(第10版)中，设计了36个Mathematica和Maple教学单元、6个Java小型可视化应用软件;结合技术，教材每一节都包含研究数值模式的习题或生成并解释图形以理解数学及其与现实世界的关系的习题，并利用光盘和因特网为教师和学生提供更多的支持。美国微积分教材在讲概念时通常要在图像、数值、符号和语言四个方面同时展现给学生，以使其从整合的表征中获取更多的信息，这就是所谓微积分教学“四原则”，其中图像和数值信息常依赖于技术。

在我国高校的数学课程中，IITC的水平是相对较低的。为了解相关情况，我们进行了两项调查:

一是在高等教育出版社网站2014年在售的本科和高职高专数学教材(非数学专业，包括高等数学、微积分、线性代数、概率与数理统计)中热门程度最高的教材中各取80册，列出编有数学软件内容的教材册数及其分布情况，统计结果见表1。

表1高教社2014年部分在售数学教材数学软件编写信息统计

从表1可见，编有数学软件内容的本科数学教材比率远低于高职高专教材，前者仅占28．75%，后者为61．25%。而且影响面越广的教材，其中技术的含量越低，甚至为零。

二是选择了国内35所本科院校，就本校可用于课堂教学的机房计算机台数与在校生人数之比、学生课后免费上机的机房计算机台数与在校生人数之比、配有计算机多媒体教学设备的教室数占教室总数的比重、教学科研区域内(教室、实验室、电子阅览室、教研室等)宽带覆盖率和WiFi覆盖率、学生宿舍内宽带覆盖率和WiFi覆盖率、在校生中拥有智能手机的人数比重、本校使用数学软件的情况、数学教师中将数学软件用于备课、编写教学资料和科研等用途的人数占数学教师总数、数学教师中将数学软件用于数学课程教学的人数占数学教师总数、使用计算机数学软件的品种、数学教师中在数学课程教学中使用计算机网络或多媒体的人数占数学教师总数、使用手机数学软件的人数占数学教师总数、数学教材建设中与信息技术相关情况、数学课程网站建设情况、数学教师对信息技术应用于数学课程的认识、对于智能手机和平板电脑等移动通讯设备(简称MCD)用于数学课程的认识等20个有关IITC的问题进行了调查研究。

调查数据表明，整体上各校机房硬件条件尚有待提高，但多媒体教学条件很好;校园内宽带网络和WiFi覆盖率都很高;学生中智能手机普及率极高。这些数据表明IITC的硬件基础条件还是不错的。但各校IITC的整体水平并不高:尽管有43%的学校称将数学软件用于数学教学，但仅有不到10%的本科教材和25%的高职高专教材将其编入各章节，而且一般也是相对独立的;没有任何一所学校自主开发数学软件;极少有教师使用手机数学软件;26%的学校未建有数学课程网站;46%的学校的数学课程网站主要用于提供课程教学资源;17%的学校的数学课程网站主要用于教学互动交流;11%的学校的数学课程网站主要用于远程教学。

五、关于地方本科高校数学课程IITC的整合运用

1．高等院校应成为国家教育信息化战略中的骨干和引领者

各国由政府主导的教育信息化战略部署似乎都比较集中于基础教育或职业教育，但显然并非高等教育可以置身局外。《规划》中就有专章(第六章)阐述高等教育信息化。高等院校在硬件条件、人才和技术水平等各方面都具有巨大的优势，理应走在教育信息化的前列，通过教育信息化促进高校办出特色，争创一流，扩大优质资源覆盖面，并为其他种类和层次教育的信息化提供示范和指导。地方本科高校中很多正在向应用型本科转型发展，ICT在面向应用的教学和科研中将有更多的用武之地。应一方面充分发挥自身教学科研人才和技术等资源的优势，一方面借鉴国内外的相关改革发展经验，形成有自身特色的高水平IITC。

2．大学数学教育应正确认识和处理数学与技术的关系

国内大学数学教育一向注重数学理论的系统性和严谨性，同时也长期受应试教育观念和体制的影响，因此对于在数学课程中引入技术一直存在争议。如有人因技术对提高考研升学率无用而对其缺乏兴趣;有人认为技术会降低学生的数学能力。我们认为，如果技术对考研无用，这应该不是技术，而是考研的观念和体制有问题，有待转变或改进。我们应当摆脱应试教育的束缚，回归数学教育的本质。而数学能力的培养与技术本身并不矛盾，适当的技术引入可以进一步提高学生的数学能力。如借助图形、数值计算等技术手段更加深刻地理解数学概念;利用技术进行试验、猜想、验证最后论证这类探究性学习培养创新思维能力;设计、试验、调试、优化程序化的问题解决策略或方案提高实际的分析和解决问题的能力，等等。恰恰这些正是在国内应试教育体制下，学生最缺乏又十分重要的东西。当然，这些都需要教师潜心研究，精心设计，不可简单地用技术代替传统的数学知识和方法。因此问题不是要不要引入技术，而是如何正确或适当地引入技术。

3．信息技术应与数学课程有机整合

调查表明，ICT在国内高校数学课程中的应用水平普遍较低，大都是将技术与数学课程截然分开，或者仅仅将技术附加在数学课程之上的。《规划》提出要推动信息技术与高等教育深度融合，创新人才培养模式。这意味着信息技术不单是增加辅助教学手段，而是将全面影响数学教育教学本身。在其影响下，教学内容将重新构建。如增加像数学规划、插值与拟合、代数、几何、微积分、线性代数、概率统计中更为贴近实际的计算，二维和三维图形的深入分析等实际需要而过去却无力讨论的内容。内容呈现方式也将改变，如以教学“四原则”方式呈现数学概念或问题解决方案。教学要求将被重新审视，如“计算能力”将被理解为笔算+机算的解决实际问题的计算能力。数学学习方式也将更加多元化，“做中教，做中学”的教学方式将进入数学课堂，并带来更多的探究性学习活动。教学结构将由以教师为中心的凯洛夫的“五段教学型”(激发动机→复习旧课→讲授新课→运用巩固→检查效果)向以学生为中心的“主体参与型”转变。立体化的教学资源和便捷的通信平台，将提高学生学习的自主性，学习交流将突破时间和空间的限制。

IITC无疑比计算机辅助教学意义更大，要求更高，同时难度也更大。它是一项系统工程，需要转变观念，统一认识，潜心研究，精心设计。需要一大批顶级专家做大量基础性工作，如编写一批与IITC相适应的高水平教材，开发相关应用软件或教学资源，特别是网络数字教学资源，同时要在教育教学及其评价体制层面给予充分的支持和积极的配合。

4．应正确认识IITC的移动化，并加大其研发和推广力度

第二项调查的数据显示，大多数学校的计算机硬件条件还难以支持在计算机上实现IITC的普及和常态化。而智能手机在学生中的普及率几乎能达到100%，可以试验通过移动技术来实现IITC。事实上，服务向移动技术方向转移已是一种全球性的发展趋势，并已有十分丰富的教育类移动资源。随着移动技术的飞速发展，可以预见IITC的移动化将有不可估量的巨大发展空间。高等院校理应在这个过程中发挥重要的作用，利用自身优势，研发出高水平的特别是符合我国教育教学实际的IITC移动化的应用软件和教育教学资源，并大力推广应用。当然这个过程也可能面临一些问题。如调查显示，绝大多数学校担心智能手机可能分散学生的注意力，学生难以自控。但我们认为，正确的态度应该是疏导而不是堵截或回避，应该引导学生用好这一先进的现代化工具，而不是因噎废食。

［1］何克抗．信息技术与课程深层次整合的理论与方法［J］．电化教育研究，2005，(5):7－15．

［2］本刊编辑部．美国教育信息化发展报告［J］．世界教育信息，2012，(11):51－57．

［3］本刊编辑部．教育信息化:联合国教科文组织的使命与行动［J］．世界教育信息，2012，(11):5－13．

［4］中华人民共和国国务院．国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)［EB/OL］．中国政府网，2010－07－29．

［5］中华人民共和国教育部．教育信息化十年发展规划(2011—2020年)［EB/OL］．中国政府网，2012－03－30．

［6］本刊编辑部．教育信息化国际经验概述——基于美国联邦教育部《技术应用于教育的国际经验:最终报告》［J］．世界教育信息，2012，(11):12－20．

［7］吴华，武艳，马冬艳．国外信息技术与数学课程整合的研究及启示［J］．辽宁师范大学学报:社会科学版，2008，(3):73－76．

［8］郭衎，曹一鸣．数学课程中信息技术运用的国际比较研究——基于中国等十四国小学初中数学课程标准的研究［J］．中国电化教育，2012，(7):108－113．

［9］沈陆娟．倡导运用技术成功学习数学——美国大学数学教学的设计及其启示［J］．甘肃联合大学学报:自然科学版，2011，(5):89－93．

［10］胡洪萍，周光亚．大学数学教学应对基础教育新课程改革的对策探究［J］．西安文理学院学报:社会科学版，2014，(4):79－82．

［责任编辑 王银娥］

Curriculum Integration of Information Technology and M athematics in Local Universities

HU Hong-ping1，ZHOU Guang-ya2
(1．School ofMathematics and Computer Engineering，Xi'an University，Xi'an 710065，China; 2．Sichuan Engineering Technology Institute，Deyang 618000，Sichuan，China)

This paper elaborates curriculum integration meaning of information technology and mathematics，from the information technology and curriculum integration(IITC)concept，educational information profiles，IITC of mathematics curriculum standards in primary and secondary school，IITC of higher institutions in themathematics curriculum．It puts forward that the universities should become a backbone and leader of national strategy for education information．It should correctly understand and handle the relationship between mathematics and technology，integrate their curriculum，and strengthen its research and development，then promote it in universitymathematics education．

information technology;ICT;curriculum integration;IITC;Local universities;mathematics curriculum

G203

A

1008－777X(2015)02－0105－05

2014－12－29

陕西省教育科学“十二五”规划课题(SGH13200)

胡洪萍(1960—)，女，四川成都人，西安文理学院数学与计算机工程学院教授，主要从事泛函分析与数学教育研究;周光亚(1957—)，男，四川成都人，四川工程职业技术学院基础部副教授，主要从事数学教育研究。