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現(xiàn)代教育技術(shù)與空間解析幾何教學(xué)整合的研究
論文關(guān)鍵詞:教學(xué)整合;空間解析幾何;現(xiàn)代教育技術(shù)
論文摘要:現(xiàn)代教育技術(shù)與空間解析幾何的整合就是將現(xiàn)代教育技術(shù)自然地融入空間解析幾何教學(xué)中，使教學(xué)“活”起來(lái)，從而有效促進(jìn)教師教和學(xué)生學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量。這不僅將使空間解析幾何增加綜合性、創(chuàng)新性、決策性的內(nèi)容，還將使教學(xué)過(guò)程實(shí)現(xiàn)多要素、多環(huán)節(jié)的系統(tǒng)化、綜合化和最優(yōu)化。
現(xiàn)代教育技術(shù)就是運(yùn)用現(xiàn)代教育理論和現(xiàn)代信息技術(shù)，通過(guò)對(duì)教與學(xué)過(guò)程中資源的設(shè)讓開(kāi)發(fā)、利用、評(píng)價(jià)和治理，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)最優(yōu)化為目標(biāo)的理論和實(shí)踐。面向素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的基礎(chǔ)教育改革，必須以現(xiàn)代教育技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代教育技術(shù)與空間解析幾何課程的整合，培養(yǎng)創(chuàng)新型人術(shù)所謂空間解析幾何與現(xiàn)代教育技術(shù)整合，就是將現(xiàn)代教育技術(shù)有效地融合于空間解析幾何的教學(xué)過(guò)程，營(yíng)造一種新型的教學(xué)環(huán)境，把現(xiàn)代教育技術(shù)當(dāng)做學(xué)生獲取信息、探索問(wèn)題、解決問(wèn)題和構(gòu)建知識(shí)的工具，進(jìn)而將現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用于空間解析幾何的教學(xué)中。
一、現(xiàn)代教育技術(shù)與空間解析幾何整合的教學(xué)模式
1.傳統(tǒng)教學(xué)模式的利與弊
傳統(tǒng)空間解析幾何教學(xué)偏重于知識(shí)的講授，教師可根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)調(diào)整講解速度，這樣可使學(xué)生跟著教師的思路，一步一步靠近真理，彰顯了教師的親和力和感染力。但是由于空間解析幾何的課程特點(diǎn)(利用代數(shù)方法解決幾何問(wèn)題，經(jīng)常討論曲面、曲線等圖形的形成過(guò)程和各種圖形之間的關(guān)系)，這樣的教學(xué)方式不能動(dòng)態(tài)地演示各種復(fù)雜圖形的形成原理，從而無(wú)法給學(xué)生直觀、形象的刺激，不能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和持久的注意。
2.整合的教學(xué)模式
現(xiàn)代教育技術(shù)與空間解析幾何的整合，不是簡(jiǎn)單地將現(xiàn)代教育技術(shù)作為一種教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)手段疊加，而是通過(guò)現(xiàn)代教育技術(shù)的介人，使幸間解析幾何教學(xué)中的各要素之間更和諧。達(dá)到優(yōu)化教學(xué)過(guò)程、教學(xué)資源、教學(xué)效果和教學(xué)效益，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的突破與發(fā)展，最終形成以下教學(xué)模式。
(1)教學(xué)內(nèi)容問(wèn)題化。根據(jù)空間解析幾何學(xué)科性質(zhì)和具體的教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，將教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為各種形式的有價(jià)值的問(wèn)題，并利用現(xiàn)代教育技術(shù)呈現(xiàn)出來(lái)，作為課內(nèi)外探究性學(xué)習(xí)的起點(diǎn)。
(2)教學(xué)過(guò)程探究化。學(xué)生主動(dòng)獲取教師放置在網(wǎng)絡(luò)上的相關(guān)資料，在課堂教學(xué)中圍繞相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行自我探究。
(3)教學(xué)活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化。在教學(xué)活動(dòng)中，改變過(guò)去教學(xué)內(nèi)容只來(lái)自教材的單一狀況，培養(yǎng)學(xué)生從網(wǎng)絡(luò)資源中獲取素材，自我改造、重組、創(chuàng)造教學(xué)內(nèi)容的能力。
(4)教學(xué)結(jié)果創(chuàng)新化。網(wǎng)絡(luò)只是環(huán)境，探究只是手段，教學(xué)模式改革的目的在于墻養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。通過(guò)上述改革，使學(xué)生的主體地位得以真正確立，學(xué)習(xí)的自主性、能動(dòng)性、合作性得以發(fā)揮。
二、現(xiàn)代教育技術(shù)與空間解析幾何整合的要求
在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師不僅是教學(xué)的組織者，也是學(xué)習(xí)信息的占有者。在現(xiàn)代教育技術(shù)條件下，教師和書本不再是學(xué)生獲取知識(shí)的唯一主要信息源，教師傳遞信息的部分職能被現(xiàn)代媒體所代替，教師成了教學(xué)信息的提供者、傳播者和教學(xué)媒體、教學(xué)模式、教學(xué)方法的設(shè)計(jì)者和創(chuàng)造者。這就相應(yīng)地提出了現(xiàn)代教育技術(shù)與空間解析幾何整合的要求。
1.課程本身關(guān)于運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)的要求
空間解析幾何的基本思想是用代數(shù)的方法來(lái)研究幾何問(wèn)題，將集合結(jié)構(gòu)有系統(tǒng)地代數(shù)化、數(shù)量化，而現(xiàn)代教育技術(shù)主要體現(xiàn)在函數(shù)圖像、幾何圖形和變換過(guò)程探討和研究上。在《解析幾何》教材第二章(軌跡與方程)和第四章(柱面、錐面、旋轉(zhuǎn)曲面與二次曲面)的教學(xué)中使用現(xiàn)代教育技術(shù)能直觀展示空間圖形的形成原理、圖形的形成過(guò)程;第五章(二次曲線的一般理論)教學(xué)中采用現(xiàn)代教育技術(shù)能有效地反映出二次曲線的漸進(jìn)方向、中自及二次曲線與直線的位置關(guān)系;第三章(平面與空間直線)教學(xué)中使用幾何畫板，通過(guò)不斷改變直線的方向向量參數(shù)和平面的方位向量(法向量)參數(shù)，能夠直觀地演示出直線和平面的位置關(guān)系。
2.現(xiàn)代教育技術(shù)與空間解析幾何整合對(duì)教師的要求
信息時(shí)代的數(shù)學(xué)教師必須具有更高的綜合素質(zhì)。一方面，對(duì)教材、教法、學(xué)生的把握不但顯得更加重要，而且同時(shí)被賦予了新的內(nèi)容，如收集、開(kāi)發(fā)、組織各類教學(xué)資源，設(shè)讓建立和完善學(xué)習(xí)環(huán)境與情境。另一方面，教師要有現(xiàn)代教育的嶄新觀念，然后才能使教學(xué)手段與教學(xué)實(shí)踐全面優(yōu)化。所以，從創(chuàng)新教育的高度認(rèn)識(shí)現(xiàn)代教育技術(shù)與空間解析幾何的教學(xué)是對(duì)教師必然的要求。
3.現(xiàn)代教育技術(shù)與空間解析幾何整合對(duì)教學(xué)資源的要求
現(xiàn)在很多學(xué)校利用現(xiàn)代教育技術(shù)開(kāi)展空間解析幾何教學(xué)，現(xiàn)代教育資源短缺是最突出的困難，這就要求學(xué)校要拓寬建設(shè)思路，除了購(gòu)置教材外，還要通過(guò)電視轉(zhuǎn)錄、網(wǎng)上下載、租賃等辦法收集教學(xué)資源。資料種類要多樣化，如電子教材、VCD、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件等。教師要根據(jù)空間解析幾何課程特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)及各種數(shù)學(xué)軟件，自己制作切合實(shí)際的教學(xué)課件。
三、現(xiàn)代教育技術(shù)在空間解析幾何資源整合中的作用
1.現(xiàn)代教育技術(shù)的運(yùn)用有利于突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)
合理利用現(xiàn)代教育技術(shù)的直觀、生動(dòng)、動(dòng)靜結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)，可以加強(qiáng)學(xué)生的感知，幫助學(xué)生發(fā)展思維能力和想象能力，有利于解決教師用語(yǔ)言難以講清的重點(diǎn)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)過(guò)程。學(xué)生歷來(lái)對(duì)空間解析幾何感到抽象難學(xué)，一是圖形、方程復(fù)雜，圖文對(duì)照不起來(lái);二是弄不清空間圖形復(fù)雜的位置關(guān)系;三是理解不了空間圖形形成原理及其性質(zhì)�，F(xiàn)代教育技術(shù)對(duì)化解這些難點(diǎn)有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。例如利用三維幾何畫板現(xiàn)場(chǎng)制作可旋轉(zhuǎn)的空間球面、橢球面、旋轉(zhuǎn)曲面，讓學(xué)生觀察空間圖形，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和直觀思維能力。
2.現(xiàn)代教育技術(shù)的運(yùn)用有利于改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式
現(xiàn)代教育技術(shù)在空間解析幾何教學(xué)中的應(yīng)用增加了學(xué)生動(dòng)手操作、反復(fù)觀察的機(jī)會(huì)，有利于學(xué)生形成猜想、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、探究結(jié)果。例如在雙曲拋物面 (其中a. b為任意的正整數(shù))的學(xué)習(xí)中，教師可以利用幾何畫板強(qiáng)大的畫圖功能，引導(dǎo)學(xué)生在軟件中畫出上述方程所表示的曲面，并觀察其對(duì)稱性和其他性質(zhì)，再對(duì)a, b任意取值，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)a, b變化過(guò)程中雙曲拋物面的圖形變化情況。這樣學(xué)生參與熱情高漲，學(xué)習(xí)方法由被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿髦R(shí)，大大增加了學(xué)生通過(guò)主動(dòng)學(xué)習(xí)、積極思考構(gòu)建概念、解決問(wèn)題的可能性，學(xué)習(xí)效果顯著。
基于此，華東師范大學(xué)課程與教學(xué)研究所吳剛認(rèn)為:“基于信息技術(shù)的教育改革就是揭示內(nèi)含于信息技術(shù)中的新觀念并使其彰顯為課程改革的基本理念。”雖然在現(xiàn)代教育技術(shù)與空間解析幾何課程整合的實(shí)踐中還將不斷受到觀念的沖擊、技術(shù)的阻礙、資源的束縛，但其整合的結(jié)果必將促使空間解析幾何教學(xué)手段、方法、模式的變革。
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