基于任务驱动法的信息技术融入数学课堂研究

张灵

[摘  要] 信息技术融入数学课堂是课程改革的热点话题，文章以“一次函数的图形和性质”教学为例，在理论分析基础上，提出基于任务驱动教学法，借助 BYOD（bring your own device）模式的支持，实现信息技术真正融入数学课堂教学.

[关键词] 任务驱动法;信息技术;数学课堂教学;BYOD模式

引言

当代社会，信息技术已经在方方面面影响了人们的生活，包括在学校教育领域. 信息技术与学科教学的融合成为近年来数学课程改革关注的热点，许多的中学数学教师正积极应用信息技术于课堂教学中.但是令人遗憾的是，在实际的数学课堂教学中，信息技术的使用常常停留在辅助教学的层面，只是改进教学手段、方法的工具，营造信息化的教学环境，而传统的以“教师为中心”的教学结构在课堂中依然占主要地位. 一方面，在传统的教学模式中，教师常进行“填鸭式”教学，数学知识的讲授枯燥乏味，学生需要在短时间内接受和消化大量信息，教学效率较低[1];另一方面，信息技术的使用通常都是“教师在做，学生在看”，变成了一个“花架子”. 在这样的课堂教学中，信息技术仅仅是可有可无、锦上添花的东西，对于学生创新能力、学习能力的培养成效不显. 为扩大信息技术对课堂教学的影响，实现信息技术真正融入课堂的目的，需要对传统的课堂教学结构进行变革.

N.S.Prabh在20世纪80年代提出任务驱动法，在20世纪90年代得到迅速发展. 任务驱动教学法是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学方法，这种教学方法是以任务为主线、以教师为主导、以学生为主体的一种新型教学方法. 它包括实施任务、分析任务、完成任务、总结评价等环节，真正实现了师生、生生之间的多维和谐互动[2]. 在任务的驱动和教师的引导下，给学生提供了更多的实践机会，让学生在实践中，体验、探索，深入了解数学知识，提高学习效果，培养学生的主动参与意识和综合能力[1]. 因此，基于任务驱动法的探究式课堂教学模式，是‘主导—主体’相结合”的教学结构，区别于传统的课堂教学结构. 在此基础上，可尝试对信息技术融入课堂进行深入研究.

在实施任务驱动法的基础上，为了让学生能够真正在数学软件中亲历实践、探索的过程，可引入自带设备 BYOD（bring your own device）模式，这是一种人们在学习和工作环境中使用自己携带的笔记本电脑、平板电脑、智能手机或其他移动设备的做法. 早在 2009 年，英特尔公司率先提倡使用BYOD政策，统计后发现一年时间就为公司节省了500万工作时，公告发布后引起了教育界的极大关注，随后越来越多的美国中学、高校也纷纷效仿鼓励学生携带自己的设备进入学校和课堂学习. 学生可以在课堂中随时随地地进行数学的实验、探究活动[3].

因此，在BYOD模式的支持下，学生能够在信息化的环境中进行自主探究，基于任务驱动教学法，变革传统教学结构，以实现“‘主导—主体’相结合”的教学结构. 本文便以“一次函数的图像和性质”教学为例，探讨基于任务驱动法，实现信息技术真正融入数学课堂的可行性.

前期分析

1. 任务驱动法操作流程

在任务驱动法中，任务的设计与完成是教学过程的核心. 首先，教师需要理解教材，对教学内容本身进行深入分析，确定教学目标，依据教学目标，提出本节课的主要任务，师生讨论交流，对任务进行细化;其次小组合作，确定探究方案，学生根据方案进行自主探究，完成任务;最后师生共同进行总结评价.

任务驱动法的各个环节之间需紧密联系，循序渐进，教师进行恰当的引导和组织，调动学生的求知欲和积极性，推动学生进行自主探究活动. 任务驱动法的步骤如图1所示[2]：

2. 教学分析

研究函数的图像和性质，体现了数与形的结合，是初中阶段教学的一个重点内容. 通常在教学“一次函数的图像与性质”时，采用“列表—描点—连线”三个步骤，通过“五点法”画出几个一次函数的图像，进而对一次函数的图像和性质进行研究. 但是几个点不能代表无数个点，学生对于图像的生成难以理解，若干个一次函数的图像不能代表所有，这样的教学缺乏深入探究，结论的得出并不十分站得住脚. 若借助信息技术，学生的探究便可从静到动，描出尽可能多的点，从不变量到可变量，观察图像变化，更形象直观，具有说服力，也更易于理解和内化. 同时，在任务的驱动下，教师积极引导，学生参与其中，全身心投入，应用信息技术进行探究活动，完成任务，获得成功体验.

3. 实施条件

在课堂上实施任务驱动法，还需要学生掌握一定的基础知识，能够进行独立思考、分析问题. 而学生在之前的学习中，对于什么是函数的图像，如何观察图像，函数的性质包括哪些方面，以及图像和性质的关系等，都有一定了解，这是本节课开展的知识基础.

BYOD模式的支持，以及深入数学学科的各类信息技术软件——几何画板、超级画板、GeoGebra等——为教学的实施提供了物质基础，同时还需要学生已经较为熟练掌握了这些基本数学软件的操作方法.

具体实现

教学内容：一次函数的图像和性质.

教学目标：

（1）知识与技能：认识一次函数的图像形状;了解一次函数与正比例函数的关系;掌握一次函数的性质，理解参数k的意义.

（2）过程与方法：在绘制一次函数图像的过程中，经历从若干点到越来越多的点的变化，加深了对图像的认识;借助对性质的探究，直观感受k值对函数图像的影响，体会数形结合的思想，培养学生的直观想象和数学抽象素养.

（3）情感、态度与价值观：在完成任务过程中，激发学生的好奇心和求知欲，借助任务的完成获得成功体验，形成积极合作、探究的意识.

教学重点：掌握一次函数的图像和性质.

教學难点：一次函数性质的探究.

教学方法：任务驱动法.

1. 任务的设计与展示

教师：前面的学习中，我们学习了正比例函数的图像和性质，并且知道了正比例函数是特殊的一次函数，正比例函数的图像是一条过原点的直线，那么一次函数的图像是怎样的呢？会是一条直线吗？又有什么样的性质呢？今天我们就一起来探究一次函数的图像与性质.

教师提出主任务：研究一次函数的图像和性质. 借助师生交流，以及教师的适当引导，将主任务细化，提出子任务：（1）探究一次函数的图像形状;（2）探究一次函数与正比例函数的关系;（3）探究一次函数解析式中系数k，b的意义.

设计意图  引出本节课的学习目标，对任务进行细化，在这个过程中，学生明确了研究的目标是什么，又分为哪几个小目标，这样便于学生开展协作探究.

2. 任务的完成与分析

学生分小组进行讨论，为完成本节课的任务，设计探究方案. 分小组进行设计之后，各小组派代表在班级介绍说明自己的探究方案和设计依据，师生共同對各组提出的方案进行讨论，教师在这里需要发挥引导作用，引导学生对各组方案设计提出意见和建议，最终在班级确立完成研究任务的方案. 包括以下探究步骤：步骤一，借助几何画板追踪绘制点的功能，追踪得到一次函数y=2x+1的图像;步骤二，任意写出3～5个一次函数的解析式，并用几何画板绘制出它们的图像;步骤三，设置k，b为可变量，观察函数图像的变化. 学生分组进行自主探究，教师巡视，并进行适当指导.

步骤一：借助几何画板追踪绘制点的功能，追踪得到一次函数y=2x+1的图像.

在几何画板的坐标系中，学生先在横坐标上取一个点A，并度量其横坐标m的值，将其值代入函数解析式中，计算2m+1的结果，以（m，2m+1）为坐标绘制点P，追踪点P的轨迹如图2所示[4].

点评  借助几何画板的支持，学生在探究过程中，通过追踪点的轨迹，观察并想象点动成线的动态过程，感受图像的形成：随着点的数目的增加，无数个满足解析y=2x+1的点可以构成一条直线，得出一次函数y=2x+1的图像形状，有助于培养学生直观想象的能力.

步骤二：任意写出3～5个一次函数的解析式，并用几何画板绘制它们的图像.

如图3，学生利用几何画板绘图——绘制新函数的功能，画出若干个自己写出的一次函数的图像，并进行观察、记录. ？摇

点评  学生观察若干个一次函数的图像，形成强烈的直观感受，发现不同的一次函数解析式，所得出的函数图像依然是直线，进一步验证步骤一的猜想，又能发现不同的解析式，在坐标系中图像的位置不一样，可以为接下来探究一次函数图像的规律做铺垫.

步骤三：设置k，b为可变量，观察函数图像的变化.

学生在几何画板中，将k，b的值设置为变量，绘制y=kx+b的图像，如图4所示，当分别拖动k，b的大小，一次函数的图像位置也随之变化，观察随着k，b的值的变化，图像位置的变化情况，做好记录，进行组内讨论交流、归纳总结.

点评  这里借助几何画板，实现了k，b值的连续变化，在变化过程中，学生可以观察到函数图像的形状和变化规律，能够直观感知k，b的值的大小对一次函数图像位置的影响，并进行记录，在讨论、交流的基础上，总结规律. 这样的化静为动，加深了学生对一次函数图像和性质的理解，更加简洁易懂，形象生动，也让学生印象深刻.

设计意图  本环节，在任务驱动下，学生分组对任务进行分析，并通过自主合作探究完成任务. 在整个过程中，学生真正作为课堂的主体在“学”，而教师作为学生“学”的引导者，体现了学生的主体地位和教师指导的重要意义.

3. 任务评价与总结

各小组派代表展示自己小组的探究成果，描述所得到的结论，以及分享在完成任务的过程中小组遇到的难点是如何克服的. 师生分享评价，教师鼓励大家积极讨论、深入思考，最后在教师的引导下，总结本节课通过学生的探究得到的一次函数的图像和性质：首先，一次函数的图像是一条直线;其次，在一次函数中，当k>0时，y随x的增大而增大;当k<0时，y随x的增大而减小;当b>0时，函数图像与y轴的交点在正半轴;当b<0时，函数图像与y轴的交点在负半轴;当b=0时，函数图像经过原点，此时函数为正比例函数.

设计意图  学生展示探究成果，在分享和讨论中得到本节课的结论，完成了本节课提出的学习任务. 在本环节，学生的探究活动得到积极回应，情感获得共鸣.

感悟

在上面的教学实例中，课堂放手给学生进行合作探究，教师发挥着重要的引导作用，实现了课堂中“‘主导—主体’相结合”的教学结构. 就学生而言，一方面，在任务的驱动下，借助信息化的探究过程，一次函数的图像和性质的本质在学生心中得到了充分揭示;另一方面，在信息化探究活动中，学生从动态变化角度对一次函数的图像观察思考，在合作交流中分析问题、得出结果，学生的直观想象、数学抽象等数学素养得到发展. 此外，经历任务的设计与展示、完成与分析、评价与总结环节，在自主探究式学习中，学生积累探究经验，提高了自身探究能力和学习能力. 就教师而言，在信息技术的支持下，数学知识变得更加生动、形象，易于探究和理解，不需要教师费过多口舌，做过多苍白解释，教师真正成为学生探究活动的引导者，起到点拨指导、总揽全局的作用. 但是，也对教师提出了更高的要求，要求教师真正理解所教概念的内涵、外延，了解它的“由来和发展”，同时要了解学生，换位思考，掌握学生的困难和兴趣所在.

实例分析表明，基于任务驱动法，且在BYOD模式的支持下，信息技术能与学生的“学”和教师的“教”相融合，整个课堂在讨论、交流、探索的氛围中开展，富有生机和活力，学生不仅在信息化的环境中获得知识和经验，而且在应用信息技术进行实践活动、协作和交往中，发展能力，提升素养. 从理论上看，在整个信息化的探究式教学模式中，学生的学习力、数学素养都得到培养，信息技术真正融入了数学课堂教学. 但理论的分析是不够的，基于任务驱动法，信息技术融入数学课堂教学的研究，还需要今后更多的实例和实践的探索.

参考文献：

[1]刘兰香. 任务驱动教学法在初中数学教学中的应用策略[J]. 中学数学教学参考，2016（21）.

[2]张爱菊，张浩奇. 基于“任务”驱动的数学教学设计[J]. 教学与管理，2012（13）.

[3]林子植，刘剡，胡典顺. 融入数学实验的一种混合数学教学模式构建[J]. 教学与管理， 2019（33）.

[4]王益龙. 运用信息技术开展数学探究教学——以“一次函数的图像及性质”教学为例[J]. 中学数学，2016（02）.