《现代教育信息技术与高中教学的有效整合》结题报告

现代教育信息技术与高中教学的有效整合 结题报告 甘南一中 课题研究小组 执笔人 高宗刚 吴越峰 一、 课题的背景：传统教学模式下的学生对中国现代社会发展的推动不力 正如大家所见，经济的全球化趋势已是不争的事实，一个国家的发展同世界 的发展已经有着不可割舍的关系，谁在这场竞争中处于有利地位，谁就会在未 来的国际交往中占据主动。 中国创新能力的落后已经极大的影响着中国的发展，这些都会对中国未来 的发展产生极大的障碍作用。 中国的高层的领导、教育专家、科学人士敏锐的注意到这一现象，并认 识到我们的传统教学模式有其不利于人才创新能力发展的弊端，因此下决心在 基础教育阶段进行一场改革，“改变课程内容 “难、繁、偏、旧”和过于注重 书本知识的现状，加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系， 关注学生的学习兴趣和经验，精选终身学习必备的基础知识和技能”。我们 的课题正是在这一背景下提出的。 二、课题的提出：信息技术发展使教学过程的改革成为可能 截止 2009 年.8 月我校已经完成了一线教师人手一台台式电脑、所有教室 装备多媒体投影演示设备、每台电脑都可以接入千兆校园网的硬件建设,研究如 何提高设备使用效率,优化教学过程，使教育信息化的硬件投入尽快转化为提高 教学水平的生产力已经摆在学校科研工作的首要议程上了。 当信息技术被逐步应用到教育领域，恰逢我国正全面推进素质教育深化教 育改革，当我国决定在基础教育领域启动新一轮的课程改革的时候，网络技术 在经过了几年的徘徊后正进入高速发展和快速普及阶段，这使得信息技术在教 育领域的应用不仅是教学方式与手段的改变，更是担负起促进教育改革的重任 如今，伴随着信息设备的日益平民化，学校硬件设备不断完善，多媒体教 室、网络教室、校园网相继建成，Internet 接入校园，同时多媒体技术、网络技 术的不断发展，各种教学软件逐渐丰富，功能逐渐完善，我们意识到，利用信 息技术或许能解决传统教学手段不好解决的新课改提出的目标。正是基于这样 的想法，我们提出了现代教育信息技术与高中教学的有效整合 课题，希 望找到适合现代社会的新的教学模式。 2 三、课题的界定 信息技术：主要是指以计算机为基础的数字化技术，包括计算机多媒体技术 和网络技术。 数字化：使用采用数字电路设计的设备，同时其中的信息也是数字的。 数字化技术可以使得设备更可靠，兼容性强，信息标准统一使得信息传递快捷、 方便。 多媒体技术：指把文字、音频、视频、图形、图像、动画等多媒体信息通 过计算机进行数字化采集、获取、压缩/解压缩、编辑、存储等加工处理，再以 单独或合成形式表现出来的一体化技术。多媒体技术可以讲文字、声音、图像、 动画与视频等多种信息有机地结合在一起呈现出来，可使真实现代虚拟化。 网络技术：是指采取一定的通信协议,将分布在不同地点上的多个独立计 算机系统,通过互联通道(即通信线路)联接在一起,从而实现数据和服务共享的计 算机技术。教学中主要使用局域网技术和互联网技术。网络化的优点是资源共 享、时空不限、多向互动和便于合作。 课程教学：针对某一科目学习开展的全部的师与生的活动，包括课堂教学 和围绕展开的科目的准备和实践活动。 应用信息技术进行改革课程教学数学的研究，是指在数学科目的课程教学中， 利用多媒体技术和网络技术改变传统的教与学的方式，并观察这种改变对学生 能力影响的研究。 四、课题研究的现状：信息技术并未改变传统的教学结构 进入九十年代，CAI（computer-assisted instruction 计算机辅助教学）逐渐 被中国教师所认识，用于辅助教师课堂教学的“课件 ”开始大量涌现，大量优秀 的“课件”设计出来供学生学习之用，九十年代后期二十一世纪初期，在充分认 识到信息技术的强大作用基础上，越来越多的教师开始利用信息技术创建一种 学习环境、一种全新的教学方式来促进的学生的学习。 在我们申请本课题的时候，在许多中小学 CAI 已经纳入日常的教学工作 之中，用课件上课已经不是新鲜事，CAL 也有一些学校的教师尝试，但存在一 些问题，主要是学生的自由度过大，教学的目标实现不好问题。在信息技术与 学科整合上，在数学学科上探索未见显著成功的例子，信息技术应用于课程教 学主要方式是在改变呈现方式，将不直观的变形等用直观的方式展现出来，或 者利用计算机出简单的数学题供学生练习。几何画板已经被大家所认识，但它 的主要应用还是在作为教师制作课件的工具。 3 五、课题研究的理论基础：建构主义、人本主义、奥苏贝尔的有关理论。 我们研究用到的理论主要有： 建构主义学习理论与教学理论，人本主义，奥苏贝尔的学与教理论。 建构主义学习理论认为知识是不能传递的，学生是信息加工的主体，是 知识意义的主动建构者，知识只能由学习者在一定的情境下通过协作、讨论、 交流、互相帮助（包括教师提供的指导与帮助），并借助必要的信息资源建构 起来。 人本主义者马斯洛认为，需要有缺失需要和生长需要两类，生长需要可产生成 长性动机，为人类所特有，是一种超越了生存满足之后，发自内心的渴求发展 和实现自身潜能的需要。满足了这种需要个体才能进入心理的自由状态，体现 六、课题研究的目标 1）通过课题研究确切地了解现代信息技术运用在教学过程中所发挥的积极 作用。 2）通过课题研究总结出这些运用对传统教学模式中课堂教学内容、 教师 教学方式、 学生学习方式、课堂教学评价等产生了那些变革。 3）通过课题研究归纳出几种较适合于我校校情的运用现代信息技术教学变 革方式。 大情景式课堂教学模式（教师用信息技术）： 多媒体教学，以教师讲解为主。 探索式课堂教学模式（学生用信息技术）： 基于网络，以学生自主探索学习为主. 课程整合式（融信息技术于课程建设中）： 综合课（美术、劳动技术、信息技术的整合） 七、课题研究的内容 将信息技术应用于课程教学的全部过程，探索在新形式下，如何改革传统的教 与学的方式，找到信息技术与数学课程整合的方式，从而发展学生创新意识、 实践能力和学习能力。 具体研究：教学与信息技术是否可以结合？ 两者结合会给学生带来什么样的影响？ 在可以结合的前提下，教学与信息技术的结合是否有一些规律性的原则，更 一般的，是否有一种可以推广的模式？ 4 将信息技术引入数学课程教学中，能否发展学生创新意识、提高学生的 实践能力和学习能力？ 八、课题研究的对象与方法 1.研究对象：甘南一中高一(1),(5),(6),(7),(8)，高二(1),(3),(4),(5),(7)班级 限于学校的实际情况，分组上我们采用自然分组（班），未采用随机分组， 同年级的实验组（班）和对照组（班）初始是按照能力成绩均衡分班的，可以 进行实验研究。 2.研究方法：文献检索法、准实验法、行动研究法 3.有关因素 相关因素：教师的信息技术素养，多媒体技术应用程度，网络技术应用程度 干扰因素：学生的信息技术基础，班主任工作 4.自变量与因变量： 自变量：多媒体技术与网络技术 因变量：学生的数学能力（成绩） 5.操作方法：对实验班采用一系列的多媒体教学课，网络教学课并辅之以相关 活动，对照班采用正常教学。 6.研究结果的统计采用全样本分析统计。 九、课题研究过程 （一) 建设信息化学习的物质环境 在硬件上，学校继续加大投入，构建、完善校园网络，所有教室安装了多媒 体教学设施，教学一线教师人人配备电脑，新建、改建了计算机网络教 室，校园网成了教师教学设计的平台：参与新课程实施实验的教师人人能 熟练掌握上网检索、查阅和下载信息的技术；人人能运用网络进行教学设计， 组织课堂教学；人人能利用网络进行无纸化的电子备课。校园网成为学生展开 学习的舞台：使每个学生都能通过网络在课堂内和课余时间与同学、教师开展 交互式学习，让学生学会交流；使部分学生能跨越课堂、跨越课本、跨越教师 在网上进行自主性学习，实现自我学习、自我管理；使部分学生能利用网络开 展研究性学习，培养学生的科研意识、创新精神。完成的设施建设主要有：校 园网建设（累计接通 200 个信息点）；普通教室多媒体教学设施（共 33 套）； 教师电脑（共 150 台）；专用网络教室建设（2 个，均配 56 台学生机）；多媒 体课件制作室 1 个；各处室部门办公台式电脑（共 23 台）。 (二) 同步组织理论研究学习，培训、提高教师队伍的现代教育技术应用能力 5 目前我校一线教师研究人人会应用计算机等工具进行信息收集、处理。部分学 科通过合理安排学生应用信息技术，学生也达到了较之以往更高的学习水平。 (三) 、进行信息资源的深度开发和整合 这两年我们建立了各学科多种类型的资源库，整理了许多典型课例录像、 课件、学件光盘，论文等。在软件上，除了投入资金添置的各类教学素材光盘 软件外（添置的各类教学、素材光盘（上百张），我们积极协同各学科组建 信息化教学资源库，各学科教师在制作课件时，我们给予了大力支持，通常与 教师一起设计、制作，有的反复修改直至满意，保证了在课堂中有良好的教学 效果。累计制作课件 100 多个，每学期有数量众多的课件在各类评比中获奖。 (四 )、以活动来推动课题研究的逐步深入与教师的广泛参与 通过活动既促进了课题研究的不断深入，又能及时地将阶段成果进行推广，还 可以与通过与兄弟学校教师的交流探讨，更好地指导下一阶段的研究工作。例 如 2013 年 5 月全校展开广泛应用信息技术的对外公开课活动。这些活动获得了 与会者的一致肯定，也提了不少有益的建议。 （五）、探索课程整合方式（融信息技术于课程建设），形成校本课程文本、 配套支撑网站。 本课程的设计思想是以计算机主要作为学生获取信息的途径、学生操作设 计的工具。如劳技课程中要求学生制作“十字绣” ，学生可以通过电脑网上查阅 十字绣的各种种类，欣赏一下各种“十字绣” 的形状和美感，然后自己在电脑上 自行设计十字绣（信息技术与劳动技术、美术的整合），并用自己的双手将自 己设计的十字绣针绣出来（劳动技术），也可以用自己的画笔去描绘出一幅十 字绣展品（美术）。这样，通过教学内容的整合和教学方式的变革，可以使学 生将生活中的艺术通过形、色、声等各种手法表现出来，既有感性认识，又有 理性想象和思考。 经过长时间的实践，我们发现我们的信息技术、劳技、美术的整合取得了 很好的效果，它以较少的物质、精力消耗创造出更多的精神财富，更有利于培 养学生的创造力、动手能力和凝聚力。 6 学生 1：经过我们不懈的努力，但是我并不害怕，我继续按步骤一步一步 做下去！我认为一个人要坚持才能成功！因为我的格言就是坚持就是胜利！ ！ 学生 2：平时，我们总把一些艺术珍品当废品给扔了。但是通过综合课，我 们懂得了：原来，生活中有许多值得利用的东西。我们通过我们的双手，把很 多生活中许多没用的东西变成了有价值的作品。 譬如说：我们做的 photoshop 作品，把摄影技术发挥得淋漓尽致。一张张图 片经过我们的双手，都成了一件件有灵魂的东西。其中注入了我们的精力和思 想，让我们懂得了电脑技术，也锻炼了我们的动手能力。 学生 3：我们的小作品，把美术劳动技术微机结合在了一起，充分锻炼了 我们的综合能力。几片枯枝烂叶也能变成一只漂亮的蝴蝶，这都得要归功于我 们多采的心灵，灵活的双手。 （六）课题研究探索的过程 1.从多媒体课开始 优点是提高了课堂教学的容量，缺点是对课堂教学没有实质上的改变，学 生的兴趣很快的消失。接下来，我们主要在课件的制作上采取技术手段吸引学 生的注意力到教师的讲解的要点上，一定程度上提高了课堂教学的效率。但面 对学校其它教师的“ 电灌”置疑，我们开始思考如何体现计算机的优势，我们考 虑利用动画，色彩等来表示原来教师在课堂教学中不便表示的内容，技术上主 要采用几何画板结合 powerpoint 软件，如高世平老师的直线与圆的位置关系 这一改变，得到了其它教师的认可，学生反映也感觉理解起来容易了，教学难 点的门槛降低了，学生的认识提高到新高度有了坡度。 这一阶段我们的实验主要在改变教学的呈现方式上下功夫。 优点：提高了课堂教学的效率，降低了学生学习难点的门槛 缺点：师生交互少，学生无自主的探究，被动的接受教师的观点与课本上的 知识要点。 根据建构主义理论，学习者不是空着脑袋走进教室的，在以往的生活、学 习和交往活动中，他们逐步形成了自己对各种现象的理解和看法，而且，他们 具有利用现有知识经验进行推论的智力潜能；相应地，学习不简单是知识由外 到内的转移和传递，而是学习者主动地建构自己的知识经验的过程，即通过新 经验与原有知识经验的相互作用，来充实、丰富和改造自己的知识经验。 7 那么我们该如何使学生在旧经验基础上，通过教学形成自己的新经验呢？我们 开始了网络教学的探索。 2.在网络课中迷失 通过多媒体的应用我们发现了计算机引入教学的重要，但我们要做的是对 教与学进行更大的改革，是时，国家开始新一轮课改的工作已经全面铺开，课 题组的实验教师多数接受了新课改的通适培训，在观念上有了转变，现代教育 理论在慢慢地被实验教师所接受，在这样的前提下，我们开始了网络课教学的 实践探索。教师提前备课，查找到远大于授课内容的材料，制成网页，上课在 网络教室进行，学生通过浏览教师的网页找到教师布置的任务。为了弥补材料 的局限，又加入搜索引擎网页，后期又加入了讨论板。根据不同课的特点，只 是学生机上学生操作的软件有所不同，在几何课上学生用几何画板找规律。如： 李静老师的网络课用二分法求方程的近似解充分体现了几何画板的力量。 优点：充分体现了学生的主体地位，对学生进行了个性化教学。 缺点：主要是教学目标实现上的困难。 课堂效率极低学生易偏离教学目标教师学生普遍缺乏成就感学生很快 厌倦教学内容。 3.在网络与多媒体间找到平衡 为了克服网络课上我们遇到的问题，我们认为，不能机械的将教育理论搬到课 堂教学中去，我们总结第一阶段实验的经验，总结传统教学的优势，再力图找 到网络教学的优势，我们考虑是否可以将能体现传统教学优势的多媒体课和体 现现代教学特点的网络课结合起来。 以下是多媒体课与网络课优缺点比较 课 型 比 较 项 目 多媒体 网络 教学目标完成情况 好 差 课程目标完成情况 一般 好 发展学生个性情况 差 好 培养创新意识情况 一般 与教学设计相关 培养实践能力情况 差 好 8 培养自学能力情况 与教学设计有关 较好 培养合作能力情况 与教学设计有关 一般 课堂效率 高 低 学生满意度 一般 一般 教师满意度 较高 低 教师备课工作量 重 很重 硬件投入 少 多 与信息技术关联程度 低 高 经过分析，我们开始了实验。我们的做法是：首先制定一节课要完成的目 标，然后确定教师应完成的基本任务，再设计学生的活动，最后设计教师的活 动，让教师的活动始终围绕学生的活动，教师的活动是学生活动的铺垫、导引、 升华，同时我们也注意到，要提高课堂教学的效率必须对学生的活动有所限制， 还必须进行合理的组织。如：李静老师的用二分法求方程的近似解一节课。 十数次结合的实验尝试讲解，我们发现这正是我们要找的一种在当前的硬件环 境下、在当前教师具有的观念下、在当前学生具有的意识下，信息技术改革课 程教学较理想的形式。 优点：在教师的教和学生的学间取得了平衡。 缺点：适应当前的教学环境，需要完善。 4.多角度改革传统教学 在有了比较理想的课堂教学形式上，我们希图对学生施加更全面的影响， 以发展学生的素质，培养学生的创新意识和实践能力。我们认为，课程教学课 堂教学，课堂教学只是课程教学的一部分，要实现课标，还要对学生进行多角 度的影响。 我们的做法是，首先开展一系列的活动，如针对几何的特点，开展设计活 动，“我心中的 形科幻画创作大赛”，开展学生拼图设计比赛等。 第二，在学校的网站上开辟学生论坛，学生在课堂外的时间，若有了新的 想法可以通过家庭上网电脑发表看法。 第三，利用 E-mail 对学生学习进行个别辅导，解答学生的问题。并拟聘 请科学家或某一领域的专家对学生进行讲座或网上交流，限于结题时间，资金， 技术等多方面的原因，这部分工作没能完成。 优点：提高了学生的素质，发展了学生的创新能力和实践能力。 缺点：资金代价、时间代价较高。 十、研究的结果 我们对实验的数据进行了分析，通过期中期末的考试成绩分析我们可以看 出，实验班的学生能力评测卷的成绩提高显著，反应了实验班学生能力的水平 9 较高，思维发展较快，学习兴趣浓厚，表明实验引入信息技术对学生能力的提 高确实起到了作用。 十一、研究的成果 1.探索出多媒体与网络结合的课堂教学形式 在我们的研究中，我们将两者结合起来应用于课堂教学之中。首先，我们 分析一节课要完成的目标，然后根据需要，分成教师要完成的任务和学生要开 展的活动，教师的任务可以制成 Powerpoint 幻灯片、 Autorware 课件或者网页 的形式，通过多媒体系统展示给学生，学生的活动在各自计算机上完成，主要 是借助网页、几何画板、绘图软件开展一系列的活动。具体的，教师主要应用 多媒体来创设情境，说明必须的概念，提出问题，反馈学生活动成果等，也可 用来演示教师的操作或绘制过程。创设情境一般是实际生活中情境问题，用 flash 动画强化问题。展示学生的成果，借助局域网环境下的电子教室软件来完 成。学生机则安装为活动设计的课件，学生通过课件设置的链接访问网络资源 自主学习，利用绘图软件、几何画板进行图形设计或探索规律，必要时可利用 网络来讨论。 多媒体与网络的结合不是简单的混合，而是要达到两者的融合，在外在表现 上，教师机出示的界面和学生出示的界面在风格上统一，在满足学生机课件用 于活动的前提下，学生机的界面最好只是教师机课件界面内容的减缩。 要强调的是，我们在将信息技术引入课堂教学中，并没有完全抛弃黑板， 相反，在信息技术与课堂教学整合中，适时的使用黑板恰恰是一节课中精彩之 处，通过板书显示的变化过程，提高了学习效率，给学生留下了深刻的印象。 最后，学生用的课件要尽量的简单，只保留必需的内容和少数的链接，这样才 能目的明确，提高学习的效率，并且不会迷失在网络的无关信息中。 2.探索信息技术应用于高中教学课程中的模式 新的课程标准中讲到，“ 学生的学习内容应当是现实的、有意义的、富有 挑战性的，这些内容要有利于学生主动地进行观察、实验、猜测、验证、推理 与交流等活动。” 例如高中数学学科里由几何图形想像出实物的形状，进行几 何体与其三视图、展开图之间的转化；能根据条件做出立体模型或画出图形； 能从较复杂的图形中分解出基本的图形，能运用图形形象地描述问题，利用直 观来进行思考。在研究了标准的基础上，经过近两年的反复实验，我们认 为，我们初步确定了 IT 整合几何图形于高中数学学科课堂教学的模式。 3. 现实问题协作探究设计活动解决现实类似问题 在上述模式的每个环节都需要信息技术参与。 10 第一环节，现实问题。教师利用网络或者图书馆找到和研究内容有关的现实生 活中的例子，分析精选出数个例子，最好不超过三个，归纳出问题，寻找相应 的视频资料或者制作动画。在课堂通过这样的视频或者动画创设情境，让学生 认识到问题来自于生活，同时强化问题，将学生的注意力吸引到要解决的问题 上去。如，多边形地砖的形状 第二环节，协作探究。教师在简单讲述基本概念后，就由学生分组开始协作探 究，学生用学生机课件借助网络进行自学相关知识，或者用软件研究规律。各 组形成自己的看法后，由教师进行汇总归纳，归纳时应允许组间的讨论，允许 学生保留看法。 第三环节：设计活动。学生利用刚得到的经验开始设计一些图形，同时验证刚 得到的经验的正确性。教师要利用技术手段将学生设计的过程和学生设计的最 终结果展示出来，并选取典型进行评价。可以教师制定标准，由学生给学生评 价。 第四环节：教师直接提出现实中类似的问题，或者学生通过网络找到现实生活 中类似的问题，开始利用所掌握的数学知识解决这些问题。 这种模式中，教师、学生、信息技术三要素动作如下表 要素 环节 信息技术 教师 学生 现实问题 多媒体展示 创设情景 明确学习目的 协作探究 提供网络学习环境 帮助、引导、归纳 探究、协作、新经验形成 设计活动 提供设计环境，提供监看手段 监看，评价 设计、验证 解决现实类似 问题 提供问题来源，提供有 关资料，提供监看手段 提出问题，监看， 引导、帮助， 设计 4.通过上述课题研究我校老师取得了显著的科研成果 例如王秀东老师的优质课甲烷，高宗刚老师简单的线性规划 教学设计，张华老师教学设计 元素周期表的 实验视频， 薛志勇老师的教学设计植物生命活动的调节中的动画演示， 吴越峰老师的三角函数图像变换 运用几何画板进行动画展示， 张勤老师教学设计树立正确的消费观都显示了信息技术在教学过程中体现 的创造力。 杨华老师的论文 浅谈现代信息技术与中学生物教学 ，王洪山的多媒体教 学在高中数学教学的应用 ，吴越峰老师三角函数图像变换 运用几何画板 进行动画展示。 张晓艳老师 多媒体技术在高中语文教学的应用 张艳芝的教学设计装在套子里的人运用多媒体音画作用达到了良好效果。 11 课题成员 科研成果 级别 日期 王秀东 优质课甲烷 县级 2013.5.6 张华 教学设计 元素周期表 县级 2013.5.6 张驰宇 高中英语情态动词详解 县级 2013.4.30 孟祥坤 优质课 主谓一致的精讲精练 县级 2013.4.30 黄桂霞 优质课发散思维多角度立论 县级 2013.4.30 田勇 优质课咏怀古迹 县级 2013.4.30 高长艳 优质课成语的使用专项复习 县级 2013.4.30 李艳霞 优质课古代诗歌鉴赏2013.4.30 县级 2013.4.30 十一、研究结论 本课题研究了将信息技术应用于课程教学中对学生能力的影响，在一定范 围内解决了信息技术如何与高中教学课程整合的问题。研究结果说明了将应用 信息技术改革课程教学可以提高学生的学习能力，与最初的假设符合。信息技 术如何与课程深入整合，这也是今后我们要研究的问题。 十一、研究后的反思 1.在高中课程教学中，应用信息技术确实带来了学生能力的