首页 -> 2008年第5期
网络任务驱动式的数学实验教学研究
作者：张 静
一、如何开展新课程中任务驱动式教学
“任务驱动”教学法已经形成了“以任务为主线、教师为主导、学生为主体”的基本特征。学生的学习活动必须与任务或问题相结合，让学生带着真实的任务学习，为每一位学生的思考、探索、发现和创新提供了开放的空间，使课堂氛围真正活跃起来。
１．学习环境的创设
建构主义学习理论认为，学习环境中的情境必须有利于学生对所学内容的意义建构。以学生感兴趣的事物如节日、社会热点新闻、人文地理等创设情境，激发学生自主学习的欲望。学习环境的创设可分为“硬环境”和“软环境”两部分。在“硬环境”上，首先要把计算机房做成一个小型的局域网，教师机上要安装网络教室管理软件，便于教师控制和管理学生，更重要的是把“广播教学”变为学生展现自己的“舞台”。在“软环境”上，教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者。情境创设可以说是教学设计最重要的内容之一。因此在教学中，应当紧紧围绕教学目标采用全新的教学设计思想，要为“技术”找个“载体”，为学生创设一个“练兵”的机会，促成学生对知识真正有意义的建构。
２．教师角色的转变
新型的教育思想——建构主义学习理论中提到：“知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定情境即社会文化背景下，借助他人（包括教师、学习伙伴）的帮助下，利用必要的学习资料，通过意义获得的”。这进一步明确了教师的位置。
角色转变的含义：一是从讲授、灌输，转变为组织、引导；二是从讲台上讲解转变为走到学生中间与学生交流、讨论，共同学习。
在新课程标准下的教学模式，教师必须明确自己所担当的角色，认识到学生的知识不是靠教师的灌输被动接受的，而是在教师的指导下，由学生主动建构起来的。在整个教学过程中，教师不是可有可无、无事可做，而是比传统教学中的作用更加重要、更加不可缺少。教师要充分了解学生，在学生遇到困难时，教师应该为学生搭起支架；在学生学习不够主动时，给学生提出问题，引导学生去探究；在学生完成基本任务后，调动学生的创作欲望，进一步完善任务创作，在完成任务后及时做好评价。
二、数学实验教学的模式分析
长期以来，人们普遍认为：数学为理论性课程，数学只能是纸上谈兵；数学教学为圆规加直尺的教学，学习数学只能是冥思苦想。于是，与数学打交道的工作者迫切需要一个像物理、化学、生物那样的实验室，数学教师可将学生带到数学实验室，借助现代化的工具，让学生自己动手，使在课堂上难以接受的理论和难以解决的问题得到形象、直观、快捷的发现和解决，进而使学生去探索，发现新的规律与结论。
数学实验教学模式，通常由教师提出明确的问题情境，让学生在计算机提供的数学技术的支持下做教学实验，利用小组合作学习或者组织全班讨论，开展研究性学习活动；实验过程中，依靠实验工具，让学生主动参与发现、探究、解决问题，从中获得数学研究、解决实际问题的过程体验、情感体验，产生成就感，进而开发学生的创新潜能。
利用计算机网络进行数学实验教学，不仅是开展数学研究性学习的一种有效方式，而且也为计算机教学的开展提升了层次。数学教学采取何种模式，从某种程度上取决于数学教育的目的，而这又与教学的现状、社会对数学的需求密切相关。知识经济时代对创新人才的需求与数学教育中忽视学生创造性能力培养的矛盾日益凸显。在教学中倡导研究性学习，引进数学实验，以及由此引发的教学模式的变革，与当前社会对数学教育的需求是一致的。
三、网络任务驱动式的数学实验教学
数学是人的记数活动和空间形式关系的反身抽象，数量关系和空间形式是人的记数活动和空间度量活动的产物，因而数学离不开人的活动。数学的研究对象是数量关系和空间形式，数学本身是随社会生产实践的进步而发展起来的，反之又推动社会的发展和进步，从这个意义上说，没有实践活动就没有数学，即数学教学需要实验。新课程要求：在数学教学中，要坚持理论联系实际，增强学生用数学的意识。应使学生通过背景材料，并运用已有知识，进行观察、实验、比较、猜想、分析、综合、抽象和归纳，将实际问题抽象为数学问题，建立起数学模型，从而解决问题并拓宽自己的知识。要引导学生去接触自然，了解社会，鼓励他们积极参加形式多样的课外实践活动。数学实验教学，是培养学生创新精神，提高学生实践能力，提高数学课堂教学效率的有效途径；是建立平等、和谐、民主、合作的师生关系的有利条件；是培养学生综合素质，全面推进新课程改革的重要手段。网络条件下，我们在新课改的道路上应该大力提倡、推广和普及数学实验教学，把新课标的新思想、新理念应用到教育教学中去，积极推进新课程改革。随着校园网的建设，充分开发网络资源，发挥信息技术与数学技术的优势，我们可以通过计算机给课堂教学增加容量、铺平坡度，从而激发学生学习兴趣，提高课堂效率，为全面实施素质教育提供了现代化的教学手段。
１．开设数学实验课的可行性
计算机辅助教学手段已为广大教师普遍接受，有３０％以上的数学教师能独立开发多媒体教学软件，５０％以上的教师能熟练操作计算机和多媒体教学软件。这就为计算机用于数学实验教学创造了条件，比如我国普及的《几何画板》软件和美国德克萨斯州开发的“ＴＩ—９２”型掌上数学电脑的运用，为实验教学提供了有效、快捷、经济实惠的物质准备。如果有专用实验室那将是锦上添花，装配一间标准的数学实验室，需设备：计算机３台；数据投影仪１部；实物投影仪１部；学生用“ＴＩ—８３型”掌上数学电脑５０部、教师用“ＴＩ—９２”型掌上数学电脑１部（含各种探头）。这对于学校而言不算是一个较沉重的负担。即使因学校经费紧张暂不建实验室，只要学校有带硬盘并装有《几何画板》等软件的电脑室，另辅助以各种数学教具和学具，数学实验课照样可以上得有声有色。
在教学过程中，教师根据具体情况组织适当的活动和实验；数学活动形式可根据具体情况而定，最好是以２～４人为一组的小组形式进行，也可以是个人探索，或全班进行。这里教师的主导作用仍然是必要的，教师给学生提出实验要求，学生按照教师的要求，在计算机（器）上完成相应的实验，搜集、整理研究问题的相关数据，进行分析、研究，对实验的结果作出清楚的描述。这一环节对创设情境和提出猜想两大环节起承上启下的作用。例如，利用软件“几何画板”（或“ＭＡＴＨ－ＣＡＤ”等其他软件）在课本中习题“一条长度为２的线段ＡＢ，端点在坐标轴上运动。从坐标原点向ＡＢ引垂线，垂足为Ｍ，求垂足Ｍ的轨迹”时，首先在屏幕上给出动态演示，接着一步一步地启发学生导出动点Ｍ轨迹的极坐标方程Ｐ＝ｓｉｎ２θ，并在屏幕上显示出它代表的四叶玫瑰线，然后启发引导学生猜猜看极坐标方程Ｐ＝ｓｉｎｎθ表示的曲线是什么形状？学生利用计算机又可以自由地做实验，键入不同的ｎ值，各种美丽的花瓣便出现在屏幕上。这时学生们兴奋极了，实验出现了原来未预料到的结果。但是当ｎ＝０．１，０．５，１．５，３．７…时，屏幕出现了并非花瓣的曲线──产生了认知冲突，激发了学生的好奇心和求知欲，这是传统的方式所无法达到的效果。
２．当前开设数学实验是师生的迫切要求
掌握知识并形成能力一般要经历学习、实践、归纳、运用等几个阶段。学习过程是以学生为主体的知识发生过程；实践过程是知识再创造、再发现的过程，是由学生根据自己已有数学经验进行“建模”的认识结构的过程，同时也是对知识的验证过程。而实际教学活动中往往省略了这一步，随着知识涉及的领域的不断开阔和深入，由于学生的已有经验的明显缺乏，他们的经验积累速度显得跟不上知识的传授速度，因此学生就会感到数学越学越难，直接影响到学生的学习积极性和教师的教学情绪。大家希望在教学过程为学生学习创造一个愉快而和谐的实验环境，让学生在实验中学数学，而不只是做数学题。通过实验使学生亲身体验感性认识和理性认识的联系和作用，积累新经验并充实其认知结构。
四、结束语
新课程倡导利用学生已有的生活经验，利用学生熟悉的事例学习数学、理解数学、掌握数学；倡导利用学生所学知识分析和解决简单的实际问题，其目的都在于培养学生用数学知识解决实际问题的自觉意识，通过数学学习提高自身素质，并能够自觉地运用所学的数学内容改善生存环境、提高生活质量和工作水平。与倡导联系实际相比，我们进行网络任务驱动式的数学实验教学研究富有深远意义。
（责任编辑孙海燕）