现代教育技术环境下中学数学研究性学习教学策略的探索

冯战利

摘  要：随着深入推进课程改革，中学数学“研究性学习”与研究型课程已被列入教学计划，首次成为基础教育课程体系的组成部分。中学数学教学从“知识传授”模式转变到以学生为中心的“研究性学习”模式，中学数学“研究性学习”与教育技术融合成为一个新课题。通过教育技术的支持，“研究性学习”是学生在教师的指导下，从社会、自然和生活中选择课题进行研究，在研究过程中主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。

关键词：研究性学习  教育技术

传统中学数学教学过程中，教学内容以线性方式呈现，不符合大脑思维特点;教学手段简单，学习方法陈旧，通常是黑板加粉笔，教师讲学生听。但是数学知识既不是教出来的，也不是学出来的，而是研究出来的。随着课程改革的深入推进，中学数学教学从“知识传授”模式转变到以学生为中心的“研究性学习”方式，是一个重大的改革与进步。如果不引进现代教育技术，那么先进的教学模式和方法将难以真正实现。要全面提高学生数学水平，培养学生的创新精神和实践能力，就要真心实意按照国家要求，主动积极地把研究性学习贯彻到我们数学课堂教学中去，真正使学生学习主动性、创造意识和生命活力得到全面拓展，让数学课堂教学充满智慧挑战，只有这样，学生的创新精神和实践能力才能从根本上得到提高。

一、中学数学学科的“研究性学习”

在新一轮课程改革中，中学数学“研究性学习”与研究型课程已被列入教学计划，首次成为基础教育课程体系的组成部分。数学是中学的一门基础学科，是中学教育改革的龙头学科，数学学科“研究性学习”是一个探索中的新课题。“研究性学习”是指学生在教师的指导下，从社会、自然和生活中选择课题进行研究，在研究过程中主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。研究型课程是支持这种学习方式的相应的课程載体。

我国在义务教育阶段，将“研究型课程”称为“探究型课程”。通常是在教师指导下，以学生个体或小组为单位，通过设立课题、提出问题、收集材料、处理信息、实验比较、解决问题的方式开展学习活动。教学活动时间一般为几节课或几天，目前也有在一节课内进行研究性课程教学活动的尝试。

数学是中学的一门基础课程，在数学学科中开展“研究性学习”是提高学生数学素质的一条途径。中学数学学科“研究性学习”的培养目标不是让学生产生对社会与世界有重大影响的创造发明，而是培养学生具有对自身发展有价值的创造意识和创新精神。在数学教学中进行“研究性学习”应当是学生不断地积累经验、改变经验、重组经验，不断地更新自我、充实自我的过程。

中学数学学科的“研究性学习”涉及其他学科知识，包括人文知识与信息学知识等，但以数学为主线。学生在“研究性学习”过程中，面对收集到的大量的数据及其他信息，必须及时加以处理，为了较快地完成各个工作步骤，需要频繁地使用信息技术手段。因此，在数学学科的“研究性学习”中有机地将数学学科教育与信息技术教育整合，恰当地运用媒体技术，可以极大地提高学习效率。

二、数学学科的“研究性学习”与教育技术的融合

教育技术通常被称为现代教育技术。教育技术由多个部分组成，包括课程内容、教学设计、学习理论、媒体技术等。媒体技术指教学媒体的使用、开发、设计与制作技术。媒体技术理论是教育技术理论框架中较接近实践的重要内容，但并不是教育技术理论的唯一内容，媒体技术是数学教学过程中必不可少的重要部分。近年来，网络技术与多媒体教育技术飞速发展，为数学教学模式的创新发挥了极大的作用。

中学数学学科的“研究性学习”一般都以“课题为中心”或“问题为中心”的模式进行教学活动，运用任何一种模式进行教学，都离不开教育技术。

（一）充分发挥网络作用，支持课题研究

“以课题为中心”的研究性学习的学习周期较长。学生首先要在教师指导下从已有数学知识及熟悉的社会生活中选择研究课题，例如：多面体欧拉定理的发现、购房贷款决策问题、日常生活中的余弦定理、数学与环境保护、谈谈“养老金”问题、超市价格策略、网络通信费的统计方法等。选择研究课题后，必须明确主题及工作对象，然后制订研究的项目计划，实施课题计划，得出研究结果，进行评价与反思，学生在整个学习过程中，用自己的思想与方法去解决问题，并从中学到知识与技能。

在数学研究过程中，为了帮助学生了解那些不太熟悉的课题背景，利用网络信息优势，注意发挥网络的数学资源作用，能更好地调动学生的学习积极性，发挥学生的自主作用，达到研究性学习的教学目标。

校园网或互联网都是十分重要的教学媒体。由于网络具有开放性与互动性，使得教学活动既可在现实世界，也可在虚拟世界里与学生互动。网络拥有的大量信息成为新的“知识来源”，网络背景下的研究型课程的实施，也使得研究型课程更具有了时代特色和科技特色。研究型课程中的网络应用，主要集中于网络资源的开发和信息资料的查询、收集、整理。网络背景下研究型课程的实施，特别是学生在课题研究过程中的合作、交流、相互指导，不仅是对学生学习方式、学习习惯的培养，更是对指导教师教学理念、教学模式、教学方法改革的促进。在基于网络的研究性学习过程中，还可以掌握一些与数学学科有关的网站地址，这对于教师的指导工作大有好处。

（二）在“以问题为中心”的研究性学习中采用教育技术探索“问题”

“以问题为中心”的研究性学习是一种关注体验的学习，一般是以“探究”的方式，先给学生提一个问题，启发学生联系与此问题相关的旧知识，进而再提出一系列相关的问题，学生围绕问题进行研究，解决问题，并对结论做出评价。“问题”是整个研究学习过程的驱动力，有时也要求学生清楚地定义问题，提出假设，阐述解决问题的方案。在学习过程中，还会出现问题没有答案的情况。

研究性学习是一种探索式学习，只有将探索式学习与传统的接受式学习结合，才能使学生获得较完整的数学知识及对世界的体验，否则研究性学习将成无源之水、无本之木。在“问题为中心的学习”中，对数学知识的讲解、演示是引导学生思维与探索问题解决途径的必不可少的一个环节。采用多媒体课件能将枯燥的数学推理与计算改由动画、图片、音乐来表述，充分吸引学生的注意力，使学生提高对信息的吸收率。同时，也创造了一个愉悦的数学学习环境，在学习过程中，采用教育技术能更快地使学生进入“问题”的探索环境，较快地找到解决问题的途径，提高教学效率。

例如，在中学数学的“二次函数性质”探索学习过程中，利用Authorware多媒体软件编辑平台制作函数图像的课件，效果十分出色。学生自主操作课件，对各种不同系数状态下一元二次方程的图像进行观察、比较、归纳，最后经小组讨论得出函数性质的初步结论，并将结论进一步扩展，联系日常生活生产的实例加以应用，从而使数学素质得以提升。

（三）依靠数学实验软件来培养学生的创新能力

目前，能够提供数学实验的教育软件比较少，但是“几何画板”及“立体几何画板”这两个数学实验软件能提供较好的实验环境。

“几何画板”是Windows环境下的一个动态的数学工具软件。它提供了画点、画线（线段、射线、直线）、画圆（正圆）的工具，以及旋转、平移、缩放、反射等图形变换功能，可以对图形对象进行求坐标、算距离等测量与计算，研究诸如运动与变换这样的非欧几何问题，能够绘制各种平面图形、动画和运动、立体透视图形，构造动态数学模型和数据图表，并能在几何图形中插入图片与声音等多媒体信息。几何画板又不同于其他绘图工具，能动态地保持给定的几何关系，便于学生自行动手在变化的图形中发现恒定不变的几何规律，从而打破了千百年来数学学习就是一支笔一张纸的纯理论局面，成为提倡数学实验，培养学生创新能力的有效工具。

例如，在传统的数学教学中，“直角三角形”概念从小学一直讲到中学，通常是教师画直角三角形，学生看，然后记忆其特点。性质也好，判定也好，一概如此，在几何画板上就不是这样了，“什么叫直角三角形？”教师示范后，学生自己画，大的、小的、旋转角度的，各种变式图形都会出现，只是其中必有一个角是直角。动态操作给学生比较、探索和抽象思维创造了一个活动空间和条件。

布鲁纳曾说过：“任何知识都能够以合适的方式教给任何年龄的学生。”面向21世纪，在充分考虑社会、科学进步和学科发展的基础上，建立一个“以学习者为中心”的课程体系，让学生充分利用现有的教育技术，从生活基础中熟悉的事实现象出发，观察、探索，发现规律，是我们教育工作者所面临的重要任务。

三、现代信息技术在高中研究性学习教学中的应用

研究性学习指的是在学习中，通过探索、研究、体验，激发学生的学习主动性，提高学生的实践能力，让学生善于发现问题，乐于解决问题。在高中数学教学中，采用研究性学习教学策略，培养学生的团队精神，提高学生的科学意识，不仅有利于学生储存已学知识，更有利于学生掌握新知识、理解学习重点。研究性学习与普通的学习方法既有相似，又有差异。当下是一个信息化时代，采用计算机进行数学教学，已成为现代化教学的发展趋势。研究性学习教学有别于意义层面上的教学，是一种更为深刻的、广泛的教学模式，两者结合，可以进一步提高教学效率，呈现多样化的教学模式。本文基于此，对现代信息技术在高中数学研究性学习教学中的应用进行探究。

（一）丰富学生的学习内容，增长学生见识

在高中数学教学中，课题研究逐渐深入，情境问题越来越多，教师的课前准备工作必须充分，需要掌握各种信息，做好教学准备，才能丰富学生知识、扩展学生知识面。对于学生来说，大量的新信息、新知识仍然十分陌生，学习难度较大，须借助各种学习策略，快速找出解决问题的关键点，了解与问题有关的知识。网络涵盖的信息量大，没有空间、时间等限制，应用于研究性学习中，可快速获取相关信息，为学生提供学习资料。[1]但由于网络信息量较大较复杂，学生在找资料的过程中，指定信息容易被其他不相关的信息淹没，难以在短时间内找出关键资料。教师应设立网站链接或导航，以便学生查阅资料。

（二）为师生提供交流平台，增加师生互动

采用现代信息技术进行研究性学习教学，其中一个目的是培养学生的合作意识，让学生学会分享，增加师生之间的交流。在进行研究性学习教学时，应为教师与学生提供一个平等交流的平台，创设良好的教育环境，进行合作学习，使学生与教师一同探讨学习想法，充分发挥学生的团队精神。网络是一个无障碍交流平台，可为师生提供交流空间，通过微信、QQ、电子邮件等形式，教师之间可以畅所欲言，研究课题内容，讨论学习方法，学生遇到难题时，可通过网络向教师讨教，教师也可以针对学生的问题进行重点讲解，或让学生与其他学生一同讨论，找出问题解决方法，共同学习，共同进步。

（三）进行学习评价，促进学生进步

高中数学研究性学习教学，不仅重视学生学习的过程，更重视对学生学习成果的评价，让学生在获取知识的过程中，进行相互评价和自我评价，及时了解自己的学习成果，针对自己的不足加以改進，更有利于学生进步。在研究性学习过程中，当学生获得情感上的体验或研究灵感时，应做好记录，并与他人交流，获得相应的评价和反馈。学生可以将自己对研究学习的体会、个人观点等发布到校园网上，展示自己的学习成果，同时收获中肯的评价，通过学生评价、教师评价和自我评价督促自己，不断进步。