• 信息技术在基础教育中的整合(高中方向)

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    • 信息技术对基础教育的影响

     

     

    • 基础教育的基本特征

    1.基础性:基础教育在国家、民族以及在现代化进程中都起着基础性的作用。

    2.全民性:基础教育面对社会全体民众,面向全体青少年儿童,向所有的人开放。

    3.全面性:基础教育应该促进个人的全面发展,在德智体美劳这五方面无一遗漏。

    4.过程的循序渐进性:基础教育必须根据知识的逻辑顺序和学生身心发展的客观规律循序渐进。

    5.制度的规定性:基础教育的制度既包括宏观的从中央到地方的管理体制、管理机构、办学体制、投资体制、学制系统等,又包括学校内部管理体制与机制等。

    6.公益性:《中华人民共和国教育法》第五十三条规定:“国家建立以财政拨款为主、其他多种渠道筹措教育经费为辅的体制”。

     

     

    • 基础教育的信息技术应用现状

    政府主导的信息技术在教育中的应用主要有三个不同的项目。第一类是利用信息技术向落后地区提供必要的信息化教学资源、教师培训资源。该类项目以“农村中小学现代远程教育工程”“教学点数字教育资源全覆盖”项目为代表,利用信息技术“多快好省”地向落后地区输送数字资源,与“农村寄宿制学校建设工程”具有一致性,基于“弱势补偿”原理向相对落后地区、相对薄弱学校的受教育者在教育资源配置上予以额外补偿。第二类项目是利用信息技术向全国提供共性的资源,通过机制创新提升均衡发展水平。该类项目以“国家基础教育资源网”“全国教师教育网络联盟计划”“国家教育资源公共服务平台”为代表,基于信息技术在信息共享、资源共享方面的优势向全国配置教育资源。与上述两类相比,第三类项目做出了更大的突破,该类项目力图通过信息技术构建全新的教育形态,形成线上、线下有机结合的全时空教育。该类项目以“网络学习空间人人通”为代表,利用信息技术构建学生、教师、管理者、家长、机构等多类空间,利用网络空间(教师空间、学生空间、机构空间等)实现信息技术与教育教学过程的融合,从而推动教育的优质化发展、均衡发展。

    在各地的实践中,广东省的做法具有一定的代表性。2008年,广东省开展了“千校扶千校”计划,“在珠三角和大中城市组织1000所义务教育优质学校,采用‘一对一’的形式,在学校管理、教育教学、教师业务能力等多方面对口帮扶1000所农村学校”;2010年,开展了“以信息化促进义务教育均衡发展实验区”建设工作,“探索以信息化促进县域范围内义务教育均衡发展和整体提升的新思路”,抓住了“校际均衡”这一核心要点,建立了有效的机制和方法。

    随着泛在学习环境、网络学习空间人人通建设的深入、MOOC(Massive Open Online Course,大规模在线开放课程)方法的成熟及有效应用,教育信息化提高义务教育均衡发展的方法越来越受到人们的重视。

     

     

    • 信息技术对基础教育的影响展望

    在这部分内容中,主要研究的是与基础教育相关的信息技术的展望。

    云计算

    它被认为1年内会被使用。

    云计算的定义在《国际教育信息化发展 2013地平线报告-基础教育版》中指出:云计算是指通过互联网的专门资源中心,以便于扩展、按需供给的方式让用户获得所需服务和工具的服务模式[1]。根据其定义,可以看出云计算资源支持协作、文件存储、虚拟化和灵活访问等功能。

    在过去几年中,云计算技术在课堂上最常见的用途之一是整合基于云的各类工具,如谷歌教育应用套件与中小学课程的整合。基于Web的应用程序可在任何浏览器中运行,并可在一个无关设备的空间里存储项目材料、作业和任务。[2]在《教育信息化十年发展规划》中,也提到“国家教育云基础平台建设”[3]。如今,许多学校的学生都可获取基于云的应用程序和服务,还有更多学校正在采用云端工具辅助教学。目前一些学校正在把他们的重要基础业务,如电子邮件和备份,外包给云供应商。

    但是,在基础教育中引入一门新技术必然会有不少阻力。很显然云计算在学校的应用也遇到了各种各样的壁垒,尤其是云计算不能充分保证敏感数据的安全性。[4]

     

    自带设备

    它也被认为在1年内将会采用。

    自带设备的定义在《国际教育信息化发展 2014地平线报告  基础教育版》中指出:自带设备(BYOD)也被称为自带技术(BYOT),是指人们把自己的笔记本电脑、平板电脑、智能手机或其他移动设备带到学习或工作环境的做法。[5]。其实,这部分内容在《国际教育信息化发展 2013地平线报告  基础教育版》中对应的是“移动学习”部分。2014年之所以采用了“自带设备”这样一个术语,而没有延续“移动学习”这个术语,是因为前者具有比后者更加广阔的范围。2013年“移动学习”中,移动设备一般都市由学校提供,比如说平板电脑,而2014年“自带设备”中,强调了“自带”。

    其在教育领域的发展原因有以下几点:[6]

    • 使用者多。2012年,全球移动市场超过65亿注册账户;
    • 移动应用程序的多样性;
    • 移动设备也是杂志和电子书的一个重要组成部分;
    • 移动设备最具吸引力的是它们非常自然地鼓励用户进行探索;

    现在,BYOD在企业领域的应用已为其在教育背景下的应用提供了典范,而且这样的实践已在全球学校范围内获得广泛认可。对学校而言,BYOD重要的不是设备,而是用户加载到设备上的个性化内容。其之所以对中小学教育产生了深远的影响,是因为它为以学生为中心的学习模式创造了条件。事实证明,在课堂上使用个人设备(无论是笔记本电脑、平板电脑还是智能手机),能够促进“一对一”环境下的无缝学习。[7]

     

    学习分析

    它被认为在2-3年内将会采用。

    “学习分析”指的是教育领域应用“大数据”的方式。学习分析的基本原理在于对学习行为进行数据分析来改变教学方式,以满足个体学习者的实时需求。[8]

    学习分析在各中小学校中已开始逐渐发展。其发挥作用的过程大概如下:许多主要的机构利用成熟的网络追踪工具精确地捕捉到学生在学习网络课程时的行为,不仅可以记录简单的变量,如一个主题所花费的时间,还可以记录越来越多的细节信息。这些信息为培养批判性思维方式、解决综合问题以及由于时间推移对概念的记忆程度等问题提供依据。

    其对基础教育的影响有以下几点:[9]

    • 学习分析的预测功能将会转变教与学的性质,有助于解决人们越来越多的对上大学和就业整体状况担忧的问题。
    • 基础教育学校开展试点工作,在混合式课堂中开始使用在线评估工具,教师们在使用这些新型数据方面已获得一定经验。

    其运用到基础教育中存在的两个问题为:[10]

    • 数据分析工具的复杂化。随着具体行为数据的不断扩大,学生信息数据库也日益庞大,这也使教育数据的分析变得越来越复杂。许多统计人员和研究人员正在开发新型的分析工具,以便应对更为复杂的问题。
    • 数据来源多途径。当数据来自多个不同网站时,这项技术在跟踪个别学生的学习进度时变得愈加困难,更不用说跟踪整个班级了。

     

    开放内容

    它被认为在2-3年内将会采用。

    开放内容运动发展的变化反映出世界许多地区的学者正在以特定视角重新定义教育。开放内容和开放教育的理念是,信息不是教育者之间唯一有用和可分配的商品。[11]现在的MOOCs就是开放内容最好的响应。

    其对基础教育的影响为:[12]

    提升了一系列与不同学习领域相关的关键技能——发现、评估和应用新信息的能力;

    许多学校因为启动了解决高成本和精装教材不足的项目,电子教科书由此成为应用最广泛的开放教育资源;

     

    游戏和游戏化

    它被认为在2-3年内将会采用。

    那些在校外广受欢迎的游戏在教育领域内通常被视为新视角。

    在过去几年中,游戏和以游戏为基础的学习方式已出现在新媒体联盟的地平线系列基础教育报告中。此项技术虽已初露端倪,但其进入主流应用还需两到三年的时间。游戏化作为新理念使相关思想和配套技术的应用范围更加广泛。这种理念将游戏元素和机制,包括任务、经验点、领导团队、里程碑事件以及奖章等整合到非游戏环境中。[12]

    游戏化学习最大的好处就是学习者在实践中可以用情感激励的方式激发学习者参与到学习主题中。[13]

     

    3D打印

    它被认为在4-5年内将会采用。

    工业界人人皆知,“3D打印”是一种三维数字形式立体构造物理对象的快速成型技术。

    3D打印对于教学和学习的一项重要价值体现在, 它能够更加真实地呈现特定事物,并让学生获得深刻感知体验,对于那些学校没有的标本或物体更是如此。尽管3D打印在基础教育中广泛应用尚需四至五年时间,但是要推断其未来可能开展的实际应用并不难。[14]

     

    虚拟和远程实验室

    它被认为在4-5年内将会采用。

    虚拟和远程实验室是指通过网络,学习者无论身在何处都能访问并使用物理科学实验室的设备和组件。[15] 虚拟和远程实验室并不是一种新兴技术,尽管它们是许多改善STEM教育必要的条件——特别是针对那些无法负担高昂技术和设备的学校更是如此。

    虚拟和远程实验室反映了目前基础教育迈向更为真实的在线教育的趋势。尽管这一技术4至5年内才会进入学校的主流应用,但它具有许多显而易见的优势。虚拟和远程实验室十分灵活,无论校内校外,学生都可按照需要多次重复实验。

    目前,大多数远程和虚拟实验室要么是由高知名度、资金充足,获得像美国国家科学基金大量资助的机构建立的,要么是非盈利组织努力的结果。

     

    物联网和可穿戴设备

    它被认为在4-5年内将会采用。

    物联网指是指通过互联网信息技术在物质领域与信息领域实现物物相连的网络。可穿戴技术指的是能够被用户以配饰的形式(例如珠宝首饰、墨镜、背包乃至诸如鞋子或夹克等类型的真实服装)所佩戴的设备。[16]可穿戴技术的优势在于非常便利的将那些可以追踪睡眠、运动、定位、社交媒体的工具整合起来。

    物联网技术在非正式学习环境中已逐渐开始使用。但是具有联网功能的电器在消费品行业正逐渐走红,但在基础教育领域,能够为教学提供具体而详实帮助的应用产品却很难找到,尽管它们具有不言而喻的应用前景。

    当下,消费领域新型可穿戴设备的数量日益增长,远远超过了这项技术在基础教育领域中的应用步伐。虽然可穿戴技术在学校课堂中没有太多正式应用的记录,但研究人员和科学家们已经开始更新这些设备的下一代产品。

     

    相关技术在我国基础教育的使用情况

    上述很多的内容都是参考国际的地平线报告进行阐述的。而我国的基础教育离国际水平还是存在一定的距离的。针对上面几点,论述下其在我国的发展情况:

    1.云计算

    现在国内的很多中小学都开始借助于国内IT行业几家大公司的云服务,如阿里等。这项技术在国际上的情况和我国目前的情况还是比较接近的。

    2.开放学习内容

    在我国,这个方面主要集中在高等教育,而非基础教育。就目前的形式看,国内几个比较有名的大学都开始搭建自己的在线课程平台,主要做的还是高等教育的课程。中小学这块还是非常少。

    3.学习分析

    在国内,由于技术的原因,还没有得到充分的应用。另外,由于没有足够大的学习数据量的支撑,无法很好的完成学习行为等的分析。

    4.虚拟技和远程实验室

    在国内,主要是几家科技巨头在捣鼓这些技术,等到其运用到教育中,还有很漫长的路要走。

    5.3D打印

    随着创客教育在中小学中的流行,3D打印现在已经开始逐渐走入中小学课堂,让学生在动手制作自己的工艺品中学习,是STEM教育的精髓所在。

    6.物联网与可穿戴设备

    可以说2015年可穿戴设备非常的火热,其也开始逐渐走进教育领域,北京的某些做中小学数字校园的公司也开始研究这块。比如说开发出了学生戴的智能手环,可以帮助考勤等。

     

     

     

     

     

     

    • 信息技术与课程整合

    目标:利用信息技术来营造一种新型的教学环境,该环境应能支持实现情境创设、启发思考、信息获取、资源共享、多重交互、自主探究、协作学习等多方面要求的教学方式与学习方式——也就是实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的以“自主、探究、合作”为特征的教与学方式。

    定义:所谓信息技术与学科课程的整合,就是通过将信息技术有效地融合于各学科的教学过程来营造一种新型教学环境,实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的以“自主、探究、合作”为特征的教与学方式,从而把学生的主动性、积极性、创造性较充分地发挥出来,使传统的以教师为中心的课堂教学结构发生根本性变革,从而使学生的创新精神与实践能力的培养真正落到实处。由这一定义可见,它包含三个基本属性:营造(或建构)新型的教学环境,实现新的教与学方式,变革传统的教学结构。应当指出,这三个属性并非平行并列的关系,而是逐步递进的关系。

    美国教育技术CEO论坛第三年度(2000年)报告还为此开出了“处方”——提出了进行有效整合的步骤方法如下:

    步骤1,确定教育目标,并将数字化内容与该目标联系起来。

    步骤2,确定课程整合应当达到的、可以被测量与评价的结果和标准。

    步骤3,依据步骤2所确定的标准进行测量与评价,然后按评价结果对整合的方式作出相应的调整,以便更有效地达到目标。

    避免极端建构主义的影响。有效整合的方法必须在对整合的内涵有科学认识的基础上才有可能形成。

     

    要运用先进的教育理论(特别是建构主义理论)为指导;要紧紧围绕“新型教学结构”的创建来进行整合;要注意运用“学教并重”的教学设计理论来进行信息技术与课程整合的教学设计;要重视各学科的教学资源建设,这是实现课程整合的必要前提;要注意结合各学科的特点建构易于实现学科课程整合的新型教学模式;实现跨越式发展。

    在中国的发展历程:信息技术的学科观——信息技术工具观——信息技术混合观——信息技术整合观。信息技术是教学手段,是学习工具,信息技术与课程整合必须是全面的整合。(郭绍清)

    伴随而来的三个信息化进程:第一阶段: 计算机辅助教学( CAI: ComputerAssista nt Instruction)阶段—— 计算机教育与信息技术教育;第二阶段: 网络教学( e-Learning )阶段—— 校园网与互联网(校校通工程) ;第三阶段: 混合教学( Blending Learning )阶段—— 信息通信技术与学科课程教学整合。(丁兴富)

    七种条件下的整合形式:绝对主导( 体) 整合课的对策——向“教师主导- 学生主体”转变;关注形式的对策——关注教与学的效果;整合偏离学科教学的对策——围绕教学主题有效拓展;整合资源瓶颈的对策:校本资源的积累与建设;“把整合课上成公开示范课”的对策:向常态课转变;关注个别学生的对策:关注更广泛的学生群体;课时数限制的对策:适当打破教学常规促进单元整合。(吴娟)

    实现教育信息化评估的制度化与透明化,构建基于内外互动的教育技术应用支持服务体系。(张进宝)

    课程标准:基础教育课程标准的研制首先需要考虑课程的载体问题,除了常规的“PC 机+ 移动终端+ 网络+ 外设”外,以“教学机器人”为载体的相关内容将成为信息技术课程的重要生长点;其次,要准确把握信息技术的本质特征,在迅速发展的信息技术潮流中抓住其一般性、社会性和开放性本质,同时要廓清小学、初中、高中三个阶段的课程定位,有针对性地设计内容体系。(李艺)

    • 信息技术对学习方式的影响

    在学校学习中,教师可利用增强现实技术呈现各种真实的学习场景,使学生能够身临其境地体验学习对象,增强学生的学习兴趣和动机。教师根据系统记录的学生预习结果,重点讲解学生较难理解的知识点; 利用系统提供的丰富学习资源,设计各种学习活动。教师通过集成化的课堂控制系统,灵活地控制学习终端,实时推送相关学习资源; 教师可根据学习者特征,快速分组,方便组织课堂协作学习。学生可以利用系统提供的便捷交互工具,与同伴和教师进行互动。学生还可以利用内置的投票器与教师即时互动,教师第一时间获得学生的反馈信息,根据反馈信息及时调节教学。智慧学习环境能够提供智能化的教学设计支持,以辅助教师进行课堂教学设计; 能对学生的作业和试卷进行自动批改和自动分析。智慧学习环境提供了如QQ、MSN 等同步通信工具和微博、虚拟学习社区等异步通讯工具等便于师生和生生联系的社交网络工具。

    在家庭学习中,学生可以在家利用电子教材进行课前预习和完成教师布置的作业。预习时重点已经被标记出来,预习后可尝试完成教师布置的作业; 系统自动给出作业结果的反馈,对疑难问题给出提示和解答,按照主要知识点和次要知识点,给出知识点之间关系的结构图。系统能记录学生的作业完成情况,教师可以根据统计,进行有针对性的教学和对学生进行个性化指导。智慧学习系统提供1对1的辅导功能,方便学生需要学习指导的时候“呼叫”老师。家长可通过电子教材提供的学习记录了解学生在学校的学习情况,家长的电子签字通过电子教材便利地传输到学校管理系统。

    在社会学习中,智慧学习环境能够感知学习者所处的地点,根据地点和学习者的学习风格,主动推送与学习者所处环境相关的学习资源,实现自适应的泛在学习; 在某些情况下,能根据学习者的位置进行分组,处于同一地点的学习者组成一组,满足学生真实情境的协作学习需要; 能为学习者提供最合适的学习路径和最合适的学习方法。

    对于成人及校外学习者,智慧学习环境能把正式学习和非正式学习有机融合,满足人类日益增长的终身学习的内在需求,适应学习者学校学习、家庭学习和社会学习的需要,从而真正实现“无缝学习”( Seamless Learning) 的理念。

    • 信息技术对教学方式的影响和教学模型综述

    教学理念上主张教学的多样性、灵活性和应变性,提倡结论的多样性和获得结论的思维方式与认知过程的多样性;尊重人的个性、兴趣和需要;重视教学过程,与实践联系更紧密。(陆宏燕)

    • 信息技术对教学评价的影响

    形成性的评价记录

    教师采取电子卡片形式,为班里的学生建立学习档案,有具体的项目,对学生在课堂活动中的重要表现及时记录。以正面鼓励为主,也对一些违规行为如实记录。例如,某节课学生是否认真听课,积极动手操作,提出有见解性的问题,有创意的想法,与同学怎样合作,等等。在一学期的教学活动中,采用随机填写,督促学生不断完善自己的学习行为,教师也不断反思修改形成性评价,使其规范化和完善化。

    为使操作方便,形成性评价一般采用等级评定或评分方式,重点行为可描述记录。学生可以在课下到讲台看到评价记录,与教师交流,取得提高和进步。

    实践能力综合考查

    实践能力是学习信息技术课的最终目的,也是体现有效教学评价的重要方面。考查题目要体现学科特色,内容要让学生有兴趣,操作难度深浅适度,还能培养学生协作学习、创新学习等各种能力,所以也需要独具匠心地设计一下。例如,考查五年级学生从网上获取、存储信息的能力,设计分类下载信息,以“做环境小卫士”为题,在完成资料搜索后,在Word 文档中用图文并茂的形式写出一篇文章。

     结合Blog 建立“电子档案”

    对于每个学习阶段, 评价的重点就是学生在这一个阶段都学到了什么。在这部分评价中,学生需要在每一阶段内容的学习过程中完成一定数量和质量的作品。笔者的做法是在WIN2000 服务器上为每个班级建立相应类型的文件夹, 然后在每个班级文件夹中, 建立与学生学号、姓名对应的文件夹, 通过设置“安全”和“共享”,每次上课时,学生把作品保存到一个自己专用的文件夹中,学生的作品只能由这个文件夹所属的同学浏览和修改。然后在某个阶段或期末学习完成后, 进行统一评价。

    Blog 是近年来迅速兴起的一种操作简易、方便快捷的网上空间。每班学生之间通过Blog 链接,建立起学生Blog 群,从而形成了一个网上交流平台。Blog 给每位学生提供了展现自我的空间, 以可视化的形式记录了学生学习的过程。笔者让学生在每个阶段的学习完成后, 结合完成的作品写一些自己的收获和体会,以及其他同学、教师对自己作品的评价等等。

     信息技术对教学评价具有实时性、简便性、持续性

    实时性:教师使用终端/基站推送问题,可以即时获得学生的答案,调整自己的教学步调。

    简便性:通过建立共享题库的方法,教师只需调用优质题目,减少了出题找题的工作负担。还可以通过大数据的挖掘,获知哪些题目是适合新手的,哪些题目是综合性强的。

    持续性:在K12中教师不能指导学生12年的连续学习,而使用电子档案的方式就可以知道学生的学习历程,帮助教师更好地把握学生的学习情况。

    • 信息技术在高中主干课程中的整合

    一.信息技术与生物课整合

    1.1 以教师使用信息技术为主的演示型整合课

    该类型是在班级授课形式的课堂教学中,由教师在课堂上通过计算机和多媒体展示台向学生展示教学内容,是一种面对全体学生的计算机辅助教学模式。在该类型中将信息技术作为一种演示工具。该类型适用于教材中难于理解难以呈现的现象和过程有关的教学内容。如有丝分裂、减数分裂的过程、遗传的基本规律等。

    其基本的教学程序如下:

    案例:植物的激素调节

    在该案例的设计中,使用的是 PowerPoint 制作的幻灯片,它将文字图片、视频、动画等多种媒体形式集中在一起,可以方便的呈现,这使得教学信息形式丰富多彩,有利于学生的理解和提高学习兴趣。而且,相对于传统的讲授模式可以省去许多板书的时间,这样就能使教师在有限的教学时间内可以进行更多的教学活动。

     

    1.2以学生使用信息技术为主的自主学习型的网络课

    1.2.1基于网络教室和校园网的网络自主学习模式的模式简介

    该类型是在网络教室中开展的,基于校园网,以学生的学为中心,以情境创设为前提,以问题驱动为导向,引出学习主题,实时查阅信息资料,进行逻辑推理,完成对问题的理解、知识的应用和意义的建构。

    其基本的教学程序如下:

    1.2.2基于 Internet 的网络自主和协作学习的模式简介

    这种教学模式属于全开放性的教学模式,它强调情境和协作,重视直观操作,提倡

    学生学习的主动性,突出了学生学习的主体地位。

    其基本的教学程序如下:

    案例一:细胞专题复习

     

    教学程序

    教师行为

    学生活动

    设计意图

    导入

    打开网络课件主页,显示细胞部分的四部分内

    请回忆一下细胞膜的结构和功能,细胞质内主要的细胞器,细胞核的结构特点,以及细胞增

    殖的过程。

     

    观察、思考

    回答

     

    创设情景

    点明主题

    主动参与

    请大家对自己有问题的的部分借助相关网页资料,来进行针对性的学习和复习。

    其间老师启发引导,协助鼓励。利用丰富的图片和视频资料,逐一强调细胞膜的结构和功能,尤其是细胞膜上物质的四种运输方式、细胞质中两种双层膜的细胞器形态和功能,四种单层膜的细胞器和两种无膜结构的细胞器,细胞核内染色质和染色体的概念,细胞核的重要功能,以及细胞增殖过程各个时期细胞内发生的主要变化,主要是染色体、染色

    质和 DNA 分子的个数变化。

    最后将有关部分习题让同学们完成,进一步巩

    固知识。

    协助学生,总结知识难点,强化相关知识。

     

    学生自主参与。

    学生在老师的引导下,积极复习并回答,中间会提出自己的问题。

    了解相关部分的重要内容。

    体会利用网络课件自主复习的兴趣,并培养自主复习的能力。

    引发指导

    借助课件,针对学生提到的观点进行必要的补

    充说明。

     

    汇总、形成自己

    的知识。

     

    主动探求完善 开发主体主动发展

    由细胞膜的结构功能联系我们现在的污水处理事业,还有现在所使用的餐洗剂及一些重金属离子对生物的影响,可以通过细胞分裂时染色体的变化来看出。

    了解污水处理的过程

    及染色体畸变的知识。

     

    引发思考,同时

    激发探索欲望。

     

    案例二:生物多样性及其保护

    二.信息技术与物理课整合

    2.1信息技术与物理实验教学整合

    突破常规物理实验的局限,对实验现象进行模拟,演示实验仪器的正确使用及实验步骤的实行,充分发挥信息技术的特长。

    其操作程序大概如下:

    教学案例:研究凸透镜的成像规律

    做该实验时,先用常规仪器按传统方法进行演示,由于器材限制,蜡烛在光屏所形成的的像随着物距的变化而变化这一现象不是很明显,致使学生对凸透镜成像的特点不甚了解,并产生迷惑,此时改用多媒体技术进行该实验,整个过程流畅、直观、明了。

    2.2信息技术与新授课物理教学整合

    高中阶段物理新课要给学生提供必要的科学研究机会,让学生通过自己的思维、动手实验、查阅文献等,体验探究过程的曲折和乐趣,发展科学探究的能力。

    其主要模式如下:

    案例:高中物理“原子核式结构的发现”

    2.3信息技术与物理复习课教学整合

    利用计算机能够快速展示复习课要涉及的知识内容,在短时间内重复出现彼此相关的物理现象、公式、图表、图线,以启动学生的记忆和理解。

    其教学模式为:

    教学案例:几何光学

    几何光学的中心内容是反射和折射成像,需要画大量的成像图,占用了很多课上时间,从而使课堂容量少。若将几何光学的复习设计成课件、网页、动画等等,将起到很好的效果。

    三.信息技术与化学课整合

    3.1 应用信息技术可以解决化学实验难题

    实验是化学中的重中之重,但是高中化学实验中存在着很多的有毒、有污染的实验,无法在普通的教室中进行。若采用恰当的信息技术手段进行模拟,将取到很好的效果。

    案例:

    3.2 应用信息技术可以解决化学中的抽象问题

    化学概念与原理抽象度很高,物质的微观结构既看不见,又摸不着,单靠语言和文字的描述很难在学生的大脑中留下深刻的印象。应用信息技术不仅能引起学生浓厚的学习兴趣,同时还能培养学生的空间想象能力。

    教学案例:

    3.3应用信息技术创设教学情境

    在化学教学中,利用计算机多媒体辅助教学系统能较便利地展现感性材料,创设最佳情境,把学生带入到一个崭新的、轻松愉悦的氛围中去复习阶段往往涉及较多的内容,学生很难将这些知识条理化,教师讲起来感到费时费力。

    教学案例:

    利用信息技术改变数学教学方式

    教学方式从“讲授式”转变为“引导式”和“启发式”,教学过程具有开放性,学生的学习方式则从“听讲式”和“接受式”转变成了“探索式”和“研究式。

    案例:基本初等函数

     

    一、教学目的:

    1、知识目标:理解指数函数的概念,掌握指数函数的图像和性质。

    2、能力目标:通过引导学生观察当指数函数的底数a变化时函数图像的变化,培养学生的观察能力和归纳总结能力;通过练习题的设计培养学生实际应用函数的能力。

    3、发展目标:激发学生学习数学的兴趣和求知欲;培养学生初步掌握数形结合的数学思想方法;培养思维的变通性和严密性;培养学生的探索精神和创新个性。

    二、教学重点:指数函数的图像、性质。

    教学难点:指数函数的图像性质与底数a的关系

    三、教学思路:教师运用现代信息技术,创设教学情境来引出指数函数的实例,形成概念,进而利用计算机绘制指数函数的图像,通过绘制出大量的指数函数的图像,引导学生观察实验和小组讨论得到指数函数的性质,并通过例题的学习和练习题的设计培养学生实际应用函数的能力。

    四、教学过程

    1.创设情境,形成概念。

    师:前面几节课,我们一起学习了指数的有关概念和幂的运算性质。这些知识都是为我们学习指数函数打基础。

    现在大家来看下面的问题:

    某种细胞分裂时,由1个分裂成2个,2个分裂成4个……(课件演示细胞分裂的动画)

    问:1个这样的细胞分裂x次后,得到的细胞个数y与x的函数关系式是什么?

    学生通过观察动画演示,很容易得到结论:y=2x

    教师指出这个函数便是我们将要研究的指数函数,其中自变量x作为指数,而底数2是一个大于0且不等于1的常量。

    指数函数定义:

    一般地,函数y=ax(a>0且a不等于1)叫做指数函数,其中X是自变量,函数定义域是R。(大屏幕给出定义)

    2.实验演示,探索性质。

    师:现在研究指数函数y=ax(a>o且a不等于1)的图像和性质,用图形计算器(或几何画板)作出函数y=ax(a>o且a不等于1)的图像:

    (l)先看a>1的情形:给出a=2,a=3,a=4.计算机可自动生成相应的函数图像。

    (2)再来研究0<a<1的情形:分别输入a=1/2, a=1/3, a=1/4。计算机自动生成相应函数的图像。

    在演示上述图像(图4.1)的生成过程时,教师引导学生注意观察当底数a的取值范围不同时函数图像的不同特征,为强调这一点,教师特别演示课件:当a连续变化(0,+co)时,函数y=ax图像的变化情况。

    学生通过观察和讨论,总结出函数y=ax(a>1)和y=ax(O<a<1)的图像和性质,如下表(表4.1)所示:

    学生观察y=ax的图像,由于信息技术的应用,再多再复杂的图像都可以轻易地画出。在这个过程中,学生可以非常清楚地看到底数a是如何影响并决定着函数y=ax的性质的。由于函数的图像随着a向1逼近而自然地聚集,学生可以清楚地看到a=1这条分界线,总结函数的定义域、值域、单调性、特殊点(O,1)等更是一目了然。在此基础上,再通过a的连续动态变化来演示函数图像的变化情况,从而让学生更直观、清楚地看到指数函数y=ax的性质,并体会从量变到质变的事物发展规律,顺利地实现在函数的解析式表示与图像表示之间的相互转换,并使参数a与函数y=ax的图像以及解析式之间建立起联系,突破由于数学的高度抽象性而带来的思维困难,极大地改善了学生的数学思维环境。图像的直观可以引导学生把思考重点放在a=1和特殊点(O,l)上,从而顺利概括出函数性质。这是一个使学生体验“数学研究”真谛的过程。

    3.动手实践,解决问题

    例1:某种放射性物质不断变化为其他物质,每经过1年剩留的这种物质是原来的84%,画出这种物质的剩留量随时间变化的图像,并从图像上求出经过多少年,剩留量是原来的一半(结果保留l个有效数字)。

    分析:通过恰当假设,将剩留量y表示成所经过年数x的函数,并可列表、描点、作图(如图4.2),根据图像求得所要求的X值。

    解:设这种物质量初始的质量是1,经过X年,剩留量是y。

    经过1年,剩留量y=lx84%=0.84'

    经过2年,剩留量y=lx84%=0.842,一般地,经过X年,剩留量y=0.84,。

    用描点法画出指数函数y=0.84x的图像。从图上看出y=0.5只需x=4

    答:约经过4年,剩留量是原来的一半。

    例2:说明函数y=2x+1,与y=2x的图像的关系,并画出它们的示意图

    实验:把学生分成两组,一组利用计算机作出函数图像,观察讨论,找到函数y= y=2x+1与y=2x的图像的关系;另一组学生利用传统的做法分析比较(引导学生回顾初中接触的二次函数平移问题)。

    两组学生用不同的方法分别解决了问题:将指数函数y=2'的图像向左平行移动一个单位长度,就得到函数y= y=2x+1,的图像。

    4.巩固练习:按复利计算利息的一种储蓄,本金为a元,每期利率为r,设本利和为y,存期为x,写出本利和y随存期x变化的函数关系,如果存入本金1000元,每期利率2.25%,试计算5期后的本利和是多少?

    关于问题的解决方法是学生分析列出函数解析式后,利用几何画板或图形计算器做函数图像,由图像观察可得出所求本利和,也可以直接根据函数解析式用计算器解决问题。

    5.课堂总结:

    (l)指数函数的图象性质

    (2)知识的简单应用

    6.作业

    教学目标很好的落实了“新课标”的精神。知识、能力目标具体,可操作性强。

     

     

     

     

    这里细胞分裂的动画演示使学生对指数函数的特例y=2x留下了深刻的印象,这一情境有助于形成指数函数的概念。大屏幕上演示函数图像的生成过程,引导学生观察。为了强调做函数图像的方法和步骤,教师在演示时把函数y=2和(1/2)x的图像(图4.1)的生成过程:列表、描点、连线的几个步骤详细地展示出来,使学生可以清楚地观察到作函数图像的方法和步骤)。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    在指数函数性质的学习中,过去通常是在教师的要求下,学生用“描点法”作出有限的几个特殊函数的图像,有时甚至是教师自己先做好图像而不让学生动手,然后就让学生观察这几个图像来讨论指数函数y=ax的性质。

    学生对于为什么要画这几个函数的图像,为什么这几个数图像具有代表性,为什么要

    把底数a的取值范围分为0<a<1和a>1两部分,等等,都是不得而知的,所以对结论的正确性也不一定完全相信,学习过程比较被动。但在本节课的教学中,教师利用信息技术强大的作图功能,引导学生随

    意的取a=2,3,4,…,并在同一个坐标系内画出y二ax的图像,然后再取a=1/2,a=1/3,a=1/4,仍在同一个坐标系内画出。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    课件演示:

    (l)指数函数图

    像的应用;

    (2)数形结合思

    想的体现

    • 参考文献

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    [5][7][10] [12][13][16]《国际教育信息化发展 2014地平线报告  基础教育版》 2014

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    [18]国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)

    [19]信息技术提升义务教育均衡发展水平的现状问题与对策 高铁刚

    [20] 马希霞. 信息技术与高中生物课程整合的研究与实践 [D][D]. 贵州师范大学, 2006.

    [21] 朱联星. 信息技术与高中物理教学的整合 [D][D]. 福建师范大学, 2005.

    [22] 李振顺. 谈信息技术与高中化学课程整合[J]. 延边教育学院学报, 2009, 23(3): 124-127.

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    [24] 夏勇. 改进信息技术教学评价  提高课堂教学有效性[J].中国教育信息化,2008(24).

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