“利用现代信息技术,培养学生自主探究能力”在中学数学教学中的实施策略及途径
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摘要：利用现代信息技术，让学生自主学习、合作探究，能够激发学生的内在潜能，有助于培养学生的创新精神和实践能力。信息化教学这种高效率的现代化教学手段，也为我们提供了一个亟须不断研究、开发的课题。积极探索现代信息技术环境下的教学模式和特点，让信息技术成为学生自主学习、探究认知和情感激励的工具，是时代赋予我们的责任和义务。
关键词：信息技术；探究；自主；数学教学
今天现代信息技术正以惊人的速度改变着我们的工作方式、学习方式、思维方式、交往方式乃至生活方式，不可避免地对教育也产生了前所未有的影响，使我们的教育发生着翻天覆地的变化，也为我们培养学生的探究能力、创新思维提供了更为广阔的途径和方法。利用现代信息技术环境，培养学生的自主探究能力，构建科学的教学新模式成为当务之急。结合这几年的教学实践，就“利用现代信息技术，培养学生自主探究能力”谈谈自己的认识和体会。
一、提高思想认识，更新教学观念
信息化教学是基于建构主义学习理论及其相应的学习方法的一种教学模式。在这种教学模式中，学生成为学习的主体，教师成为引导者，教材是学生主动建构意义的对象，而媒体则是一种认知工具。这种教学模式打破了传统教学模式的局限，拓宽了教学时空，学生可以利用多媒体网络的适时性、交互性、广阔性，根据自己的知识水平、爱好选择适当的学习内容，通过自己的认识将所学的信息重新编排，形成自己的观点。并在这一过程中掌握学习方法，砥砺自己的思维，培养探索创新的精神。同时还可以利用网络提供的明显优于教师的丰富信息资源进行自学，以实现“自主学习”。
因此，我们要改革传统的教学模式，积极参加教育技术和信息化教学设计的培训，更新教育理念，掌握信息化教学设计的方法，努力在工作中应用信息化教学设计的理念和方法来改进传统教学。确立以学生为中心，加强信息化环境下的教育教学研究，及时跟踪现代教育技术的发展，应用先进的信息技术改进自己的教学方式和学生的学习方法。
二、了解信息环境下教学的基本特征
（1）开放性。这是现代信息技术环境下教学活动的基本特征。它包括学习过程的开放、学习内容的开放。其中学习的内容不再局限于教材，更不局限于教师，渠道可以更多，范围可以更广，学生利用网络使得知识的来源更加广泛。但是这种开放不是无限制的开放，是相对于传统、封闭而言的开放。
（2）自主性。信息化教学主张把学习的主动权交给学生，让学生在自主探究中实现知识的建构。我们一方面要鼓励学生自主地操作、尝试、交流、讨论、质疑、解惑，把问的权利交给学生，尽可能多地给予学生自主探究的时间和空间，彻底改变过去那种灌输注入式的教学模式。另一方面我们也要对学生的自主学习给予引导和评价，对学生的学习过程要检查、跟踪，不能放任不管。
（3）创新性。学生的创新能力来自创新思维。创新思维的培养和训练在网络环境下进行是现代教学活动的一项重要的组成部分。因此我们要充分利用网络信息技术的优势，引导学生善于质疑、积极思维、大胆联想，勇于验证。多方面和多层面地对学生进行创新思维的培养和训练，使网络环境下进行的数学教学活动提高到一个新的层次。
（4）适时性。传统的课堂教学由于受时间和空间的限制，使老师不可能时时照顾到不同层次的学生，而网络在数学教学中的应用，则可使教师得心应手地因材施教。
（5）交互性。多媒体网络教学平台的出现，打破了时间和空间的局限，建立了一种新型的教学环境，教学程序、教学组织形式都开始向多元化方向发展。多媒体技术中的交互性，使传统意义上的师生二元交流，借助计算机和网络已变成了教师、学生和计算机的三元交流。在以计算机和网络为主的现代信息社会，师生通过计算机获得的交流机会比面对面要多得多，效果也要好得多。
三、激发学生自主学习、探究的欲望
教师要善于从学生已有的知识经验出发，向学生呈现一个既感到熟悉，又困惑不解的问题情境，激起学生强烈的好奇心，本能地产生一种想知道“为什么？怎么回事”的冲动，将学生置于一种“心求通而未得”的境地，使其产生自主探索、思考、讨论、解决问题的心理趋向。这样教师由信息的传播者、控制者变成了学生获取知识的促进者、指导者和领航者。
四、发掘学生的探索潜能
每个学生都具有探索潜能，都想体验成功。心理学研究表明：儿童有一种与生俱来的心理需要，即希望自己是一个探索者和发现者。作为人，儿童具有潜在的发现能力，他们本身的思维和行为方式也具有教师和研究人员的特征，在他们身上重复人类的发现活动和探索过程是可能的。学生不是一张白纸，即使是一年级的儿童，他们也有着一定的生活体验和知识积累，有着一定的解决问题的策略。在学生自主探索的过程中，教师只能引导，不能包办代替，更不能用一把尺子衡量所有的学生。要让学生在学习过程中学会学习，在探索过程中学会探索。
五、充分运用网络进行探究性学习
因特网是世界上最大的知识库、资源库，它拥有最丰富的信息资源，这些知识和资源都是由符合人类联想思维特点的超文本结构组织起来的，比较适合学生进行基于自主发现、自主探索的探究性学习。这种探究性的学习有利于21世纪新型人才能力素质的培养。让学生在因特网这样的信息海洋中遨游、探索，并对所获得的信息进行分析、评价、优选和加工，然后根据自身需要加以充分的利用，在这个过程中学生将得到关于信息技能方面的最好的学习与锻炼。
（一）课前预习
现代社会不仅要求人们具有丰富的知识，更重要的是具有迅速获取新知识和不断更新自己知识技能的能力。什么是自学能力呢？我认为中学生的自学能力是指学生能独立获取书本知识的能力，它是一种复杂的、多层次的综合能力，包括：独立阅读能力、比较能力、抽象和概括能力、解决问题能力。在中学阶段培养学生的自学能力，我认为要从阅读教材入手，因为教材是教师教学的主要依据，是学生获得知识和提高能力的纲领性文件。但是教材内容简单精练，一般学生难以把握重点难点，而网上相关的知识材料、教学课件、课外拓展、过关演练应有尽有，如果教师能在学生预习的时候对上述资源的利用加以点拨，答疑解惑，学生的自学效果将会事半功倍。如果能让学生将自己的预习所得用电子文稿、读书笔记或小报等形式进行个性化的展示与交流，学生得到的就不仅仅是知识、情感和成功的体验，更重要的是综合素质的锻炼。
在引导学生进行课前预习的时候应注意以下几点：
（1）科学计划，合理安排。课前预习，自主学习需要有一个切合实际、比较科学的计划，包括时间的安排，内容的选择，学习方法的确定。老师在备课时要事先设计出预习或自学提纲，根据不同班级、不同学生的实际情况制定出不同的预习方案。教师要更多地关注学生在预习过程中自学能力的培养，把关注点移向学生学习的方法与过程以及情感、态度、价值观的体验上，不能太看重结果。
（2）关注预习中提出的问题，保护学生的创新火花。每一次预习都要引导学生不仅弄懂学习的内容，更重要的是积极思考，从中发现问题，提出问题。有时候发现一个问题比解决问题更重要。尽力让学生做到以下几点：①提出你的问题；②简述你的学习过程；③讲出你的收获和感想。让学生表达自己的认识、结论，特别是肯定和保护学生可能是创新的火花。
（3）及时反馈，建立良好的评价机制。教学活动是更新教学观念、开创教学新局面的一个重要支撑点。活动是转变学习方式的关键。对每一次预习活动教师都要做出及时的评价和总结。不能只有活动，没有评价，要爱护学生的学习热情和积极性。
（二）网络教学
网络教学，是在网络环境下，学生自主学习和探究性学习的一种新型的课堂教学模式。这种教学模式是利用网上丰富的信息资源和网络的互动性，为学生创设一种学习情境，提供一个学习平台。学生在教师的帮助下，借助于计算机软件，通过人机之间、生生之间、师生之间的相互协作进行探究性学习，从而获取知识、解决问题，提高学习技能。网络教学具有广泛的交互性、适时性、开放性，有助于学习者建构知识结构。常见的教学模式有以下几种：
1.网络型多媒体课
这种课就是教师先把上课内容或拓展材料制作成网页格式的多媒体课件，上课时由学生自己根据老师的要求上网浏览课件，学习相关内容。这种课实质上是原来多媒体课的一种改进，但它比原来的多媒体课更具开放性和自主性，它的优势在于：①利用了网络的超文本格式及网络的互动性；②在一定程度上体现了学生的主体性地位，学生的学习具有一定的自主性和选择性；③一节课没有学完或解决的问题，可以另找时间继续学习探究，不受课堂的限制，拓宽了学生的学习时空。
2.网络型实验课
这种课是指学生在老师的指导下，通过操作相关的教学软件进行实验，经过探索、观察、归纳、总结，最终得出有关结论，解决相关问题的实验课。这种课不是利用Internet上的资源，而是利用局域网，借助于教学软件为学生的自主学习、动手实践提供一种环境，创造一种情境。给学生提供一个动手的机会、实验的平台，变“听数学”为“做数学”，变被动学习为主动学习。让那些正处于由具体运算阶段向形式运算阶段过渡的，在智力上还不具备构造形式数学证明所必需的智力结构的初中生，能运用事物或模型，在虚拟环境中去画、去量、去算、去拼接。从而使他们能把抽象概念与具体事实以及他们的经验联系起来。有时学生在思考问题，探索结论的过程中常会突发奇想，但往往由于无法得到及时的验证而放弃了这些可能是创新的火花。如果我们能有意识地增大信息技术的作用，给学生提供一个理想的“虚拟实验室”，让学生以研究者的身份去学习、去验证，那么有很多问题就会迎刃而解。
对于这种网络型实验课，在进行教学设计时应注意以下几个环节：
（1）根据教学内容，确定教学类型。网络型实验课的教学内容应该是学科中的核心知识，对提高学生的理解能力和创造性思维能力具有重要的价值；内容的难度适合于学生所处的年龄特点和能力水平。
对于获取学科知识和技能来说，网络型实验课的形式有形成实验、探究实验、设计实验等，在教学设计中应区别对待。
（2）根据学生的个性特征，确定教学组织形式。教学组织形式是根据网络型实验课的内容和类型来设计的，主要有以下几种形式：①集体探究实验；②分层探究实验；③分工探究实验； ④小组合作探究实验；⑤个别探究实验。
在教学方法上，充分注意学生的差异性，加强课堂调控，使教学活动始终处于学生的“最近发展区”。在教学内容上，强调可接受性和发展性，使每一个学生通过自己的努力，在自己原有的基础上都有所获，都有提高，努力实现“个性化”“个别化”与“集体化”的最优组合，使教学活动充满创新性。
（三）课后拓展
我们不仅要在课堂上给学生自主学习、自主探索的时间和空间，让学生主动参与教学过程，而且不能忽视课后这个学习阶段。新教材中每一章的开篇和结尾都有大量的现实问题和研究性题目，为学生创设了丰富的学习情境，我们可以充分利用网上丰富的信息资源，组织引导学生进行网络型研究学习。这种网络型研究学习先由老师（或学生自己）选择一个课题，拟一个提纲，然后把学生分成若干个学习小组，学生以小组为单位分工协作，通过Internet搜寻相关的资料，并把找到的资料归类、整理、消化，从而解决问题，最后展示学习成果。这种网络型研究学习，其时间不再是45分钟，通常是一周、一个月，甚至一学期。所以这种学习不适合进行常规的课堂教学，而只能作为常规课堂教学的一种有益补充，用于培养学生的创新能力和自我学习能力。
网络型研究学习一般有两种形式。一种是专题学习，一种是社会调查。
专题学习：是在教师的指导下，根据所学的课本内容完成的课外专题学习活动，学习中试着运用所学的知识去解释生活中的数学现象。如：日历中的秘密，神奇的一笔画，勾股定理知多少，相似与分形艺术，数学中的美，等等。并把学习的结果和过程以专题网站、网页的形式或用演示文稿的形式在多媒体报告厅展示。
社会调查：是在教师的引导下，从学生自身兴趣出发，从自然、社会和家庭生活中选择一个课题，运用统计的方法，通过对信息的收集、类比、分析、归纳、综合、概括，逐步解决教师提出的（或自己发现的）问题的一种研究性学习。如：废旧电池的危害，网游与近视，由家庭处理塑料袋看国民的环保意识等。
实施网络型研究学习的一般过程：
（1）确定课题。新教材中每一章的开篇和结尾都有大量的现实问题和研究性题目，我们可以根据自己感兴趣的人和事，确定其中的关键词，围绕这个关键词进行发散性联想，联想出与这个关键词相关联的一系列事物，再从这些事物中提出问题，在众多的问题中选择出一个有研究价值的“问题”，进而确定为研究课题。如：经典爱情故事注定是悲剧吗？太平天国能够避免失败的命运吗？地球面临哪些灾难？怎样的统计才能做到客观公正？
（2）制定计划。研究性学习的实施计划，是实施研究性学习的前提。它为研究性学习提供有效的实施框架，帮助我们掌握、控制整个学习过程。计划的基本结构如下：①课题的目的与意义：揭示课题的价值和课题的研究方向、重点。②课题组成员的分工：如果是小组形式的研究，各人的分工要明确，以便使研究顺畅高效。③研究性学习的方法、途径：确定分哪几个过程、做哪些工作。方法与途径务必明确。④研究性学习的实施步骤、进度安排。⑤成果的形式：可以是调查报告、实验报告、研究论文或发明创造实物、网页等，其表达方式为文字、图片、实物、音像资料等。此外成果的检测、评价手段等也应明确。
（3）确定搜集整理资料的网址和方法，查找资料。
（4）整理信息资料，统计分析。对于搜集中得到的零乱、分散的资料信息要加以整理，形成形象、直观、有条理的资料，以利于进一步的分析研究。对于数据资料，可以列成表格或制成有关的统计图。制作统计图表，用以统计某个问题的每个选项被选的比例。对有效问卷分别进行归类分析，以便于相互比较进行分析。统计图表的形式有柱形图、折线图、扇形图等。
（5）整理研究成果，撰写研究报告。研究报告不仅要反映研究的过程，还必须明确研究的要素（时间、对象、范围、内容、方法等），其着重点应反映研究方法的科学性、范围覆盖性和对象的代表性，突出表现结果的准确性。通过研究者透彻的分析找出规律，使人们正确认识事物的本来面目，为决策者提供有价值的建议。
（6）展示成果，指导学生撰写小论文。对于所取得的结果，可以通过研究报告、实验报告、小论文或网页、PPT等表达方式进行展示。研究性课题学习是学生探究问题的一个重要组成部分，它主要由学生自主完成，具有实践性。指导学生撰写小论文是师生交流合作，开展研究性学习的一种很好的方式，是新《中学数学课程标准》的评价体系中对学生进行多元化评价的一种尝试。指导学生撰写小论文能否成功开展，一个重要的环节就是对小论文写作的层次要求和对象特点的把握，不同学段的学生要从探索难度、学习形式、教师指导和学习资源的利用等方面进行充分、准确的安排，要与学生的学习相适应。撰写小论文的能力不是靠一两天的指导或突击训练就可以形成的，它必须渗透到平时教与学的过程中。
实践证明：充分运用信息技术，让学生自主学习、合作探究式学习，能够唤醒学生沉睡的潜能，激活学生尘封的记忆，开启学生幽闭的心智，放飞学生禁锢的情愫。信息化教学是一种高效率的现代化教学手段，也是一个亟须不断研究、开发的课题。所以我们要积极探索信息化教学的特点和模式，让信息技术成为学生自主学习、探究认知和情感激励的工具，培养学生的创新精神和实践能力，为21世纪输送更多的具有良好的信息素养的创新型人才而努力。
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（作者单位：湖南省娄底市第六中学）