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1、数学和科学教学中的互动课程,上海市教科院现代教育实验室 蒋鸣和,网址http:/,如何学习数学和科学,数学的现代发展表明，全盘形式化是不可能的，数学课程应该返璞归真，努力揭示数学概念、法则、结论的发展过程和本质。 数学课程要讲逻辑推理，更要讲道理，通过典型例子的分析和学生自主探索活动，使学生理解数学概念、结论逐步形成的过程，体会蕴涵在其中的思想方法，把数学的学术形态转化为学生易于接受的教育形态。,应用实验操作体验数学原理,应用实验操作让学生体验数学概念和原理是探究的一种常用的教学策略,数学和科学教学中的互动课程,什么是互动课程 互动课程的理论基础与基本特点 JAVA互动活动程序案例 互动课程教
2、学方案的设计 小学数学课例抢数游戏 几点启示,什么是互动课程,引例一理解实验概率 互动课程简介,引例一理解实验概率,学生通过轮盘和投掷两个骰子来体验随机现象可能出现的结果和每一个结果出现的概率，理解二项分布和超几何分布这两个应用广泛的概率模型。,互动课程简介,围绕JAVA互动活动程序（Math and Science Applets）构建的数学和科学互动课程（Interactive Lessons），是以问题为导向，应用计算机模型的模拟开展自主探究和学习的新型课程。它具有在线、交互、多媒体的特点，既用于基于项目的研究性学习活动，也作为学习支架和工具广泛用于日常的数学和科学教学中。,互动课程简介
3、（续）,模拟和计算机模型是发展数学和科学以及应用这些学科的有力的资源。有了可视化的分析的工具，数学和科学模型从静态的图表发展到用互动的媒体制作的动态的模型，从根本上改变了数学和科学探究的性质。,互动课程的理论基础与基本特点,维果茨基的认知理论与教学策略 维果茨基简介 支架理论 互动课程与支架理论 互动课程的特点,维果茨基简介,维果茨基（Lev Vygotsky）1896-1934俄罗斯心理学家代表著作思维和语言（1962），社会智力（1978），两本著作均是在逝世后由西方出版，对俄罗斯和西方心理学发展，特别是儿童发展领域产生了重大影响。,支架理论,所谓支架就是主張学习的过程中由教师提供一個暂时
4、性的支持來协助学生发展学习能力，這個暂时性的支持（支架）可能是一種教学策略或教学工具，隨著学习者能力的提升，便逐漸将学习責任转移到学生的身上，最后让学生能主动学习，並通过学习建构出属于自己的知识。支架最主要目的，就是使学习者保持在他們的邻近发展区活动。這可以通过两种方式达到目的，一是建构学习者的活动和周围环境；二是針对学生目前的需要與能力，不断調整教师介入的程度。,互动课程与支架理论,互动课程通过互动的多媒体活动程序为学生提供学习活动的支架，使学习者能够进行比较复杂的学习活动，投入到高级思维和问题解决活动中去，这些活动在没有帮助的情况下是达不到如此高度的。在互动课程的实施中，教师正是运用了认知
5、的支架来促进复杂的思考、设计、科学和数学原理和概念的学习。,互动课程与支架理论（续）,经过精心设计的互动的活动程序与传统的课件不一样，它不是教师教的工具，而是学生学的工具。它主要通过交互的活动，把关注的焦点集中于科学和数学的概念和关系上，使学生借助于可视化的模拟来探究概念和关系。因此，与单纯的“做中学”不一样，它强调的是在理解的基础上的“做中学”，最后使学生能达到理解科学和数学这一最重要的课程标准的要求。,互动课程与支架理论（续二）,交互的活动程序在技术设计上也独具匠心，始终一致的、功能强大和易学的界面，使学生一旦掌握了一个活动的操作，就会很容易地举一反三地掌握其它活动操作。,互动课程的特点,
6、以问题为中心，和真实世界紧密关联 整合多门学科知识和面向真实世界的理论和实践 在激发学生学习兴趣的基础上扩展科学和数学的学习内容 庞大的互动活动程序库和应用互联网上传发布的广大教师开发的互动课程大大地增加了选择机会，因而能面向不同环境的学校和不同学习背景的学生。,JAVA互动活动程序案例,案例一 给杨辉三角形中的余数着色 案例二 比较估算 案例三 探究三角形概念和多边形特征 案例四 七巧板 案例五 应用模拟理解距离、速度与时间的关系 案例六理解实验概率,案例一 给杨辉三角形中的 余数着色,学生通过转动一个数，然后点击所有被这个数除有相同余数的数来给数字着色，从而练习了乘法表，研究了数与分数。,
7、案例二 比较估算,学生通过比较两图形的点数、长度或者面积的数量大小来训练估算能力。参数是误差允许程度。,案例三 探究三角形概念和多边形特征,这个由两部分组成的 互动软件 所描述的活动是使用交互的虚拟几何板构建三角形和多边形来帮助学生辨认简单的几何形状,描述其特性,并培养空间感。,案例四 七巧板,对于低年级学生而言，当图形旋转、倒置、合并或者拆开时，能够对其作出描述并想象出它们看起来像什么，是形成几何学概念和空间想象力的重要途径。这个由两部分组成的七巧板 电子范例 ，证明了当学生学习几何学概念时，由计算机生成的“形状“环境为学生提供高质量情景体验的潜力。,案例五 应用模拟理解距离、速度与时间的关
8、系,帮助小学高年级学生理解关于随时间变化，路程、速度与时间之间的函数关系。,移动赛跑者可改变初始位置,运动轨迹,上下箭头控制赛跑速度,案例六理解实验概率,问题随机掷100次硬币正好出现50次正面的概率学生通过轮盘和投掷骰子来体验随机现象可能出现的结果和每一个结果出现的概率，理解二项分布和超几何分布这两个应用广泛的概率模型。,互动课程教学方案的设汁,互动课程教学方案的组成 互动课程教学方案的前期设计 互动课程教学方案的正课设计 互动数学课程案例,互动课程教学方案的组成,以java互动活动程序为核心的互动课程教学方案分为三个部分 教学方案网络实验室版，适用于学生能上网的计算机配置教学环境 教学方案
9、演示版 ，适用于教师能演示的计算机配置教学环境 学生练习纸,互动课程教学方案的前期设计,教学目标设计 学生前需知识和技能分析 课程资源设计 课的准备设计,数学课程标准教学目标设计,教育目标分类 知识与技能 数学思考 解决问题 情感与态度 教育内容分类 数与代数 空间与图形 统计与概率 实践与综合应用,互动课程教学方案的正课设计,导入设计 情境设计 提问设计 例题设计 练习设计 讨论设计 小结设计,导入设计,功能 引起学生注意 激发学习兴趣和动机 明确目的，调动学生学习积极性 建立知识之间相互联系,方法 实例导入 直观导入 实验导入 旧知识导入 悬念导入,情境设计,互动课程采用实验情境设计，应用
10、java互动活动软件，让学生通过观察和动手操作，在实验的情境中探素规律、提出猜想，理解数学概念与原理，提高分析和解决问题的能力,练习设计,准备性练习 理解性练习 巩固性练习 运用性练习,教学设计案例一认识图形,通过动手操作，使学生感知长方形、正方形、三角形、的特征，初步运用这些图形进行拼图。 通过摸、找、画、说、拼等活动，培养学生探索意识和协作精神。 让学生利用教师提供的JAVA互动程序，围出各种图形，讲一讲自己的发现、疑惑，再进行全班交流。,教学设计案例二应用模拟理解距离、速度与时间的关系,帮助小学高年级学生理解关于随时间变化，路程、速度与时间之间的函数关系。课堂教学设计,移动赛跑者可改变初
11、始位置,运动轨迹,上下箭头控制赛跑速度,http:/standards.nctm.org/document/eexamples/chap5/5.2/index.htm,教学设计案例三长方体的体积教学设计,理解和掌握长方体的体积计算公式。 能运用长方体的体积计算公式来解决实际问题。 通过实际操作，培养学生的空间观念、抽象逻辑思维能力和创造能力。,小学数学拓展课程 抢数游戏,这是上海市沪太路第一小学胡澜老师执教的一节数学活动课程，教学从问题出发，让学生用手中的遥控器对数学游戏策略进行大胆的猜想，再通过师生、生生间的几次互动游戏，让学生在自主探究和合作交流中来验证他们的猜想，使学生从不知到知，从不清
12、晰到逐渐清晰，最终获得正确答案，从而在问题解决过程中领会数学思维方法，获得数学活动的经验。,简要的点评,这是一节教学目标非常清晰的课，全课通过经历观察、实验、猜想、证明等数学活动过程，发展学生合情推理能力和初步的演绎推理能力，学生能有条理地、清晰地阐述自己的观点。 信息技术应用在这里不是摆架子，而确实起到了发展学生数学思维的作用。 课有层次感，成功展现了学生思维发展过程，教师对交互过程的把握体现了其数学的素养和功力。,再仔细观察师生交互片断,学生提出富有创意的解决问题的对策谁先拿到20，谁就赢了“，如果课是沿着学生的对策继续走下去，那么谁先拿到16呢？12呢？以此类推，输赢取决于谁先拿到4！这
13、是典型的博奕论的数学思维方法，可惜讨论转向了另一方向。,几点启示,整合的基本原则是有理于学生认识数学和科学的本质。互动课程把建构主义的支架理论用于实践，就是通过互动的多媒体活动程序为学生提供学习活动的支架，使学习者能够进行比较复杂的学习活动，投入到高级的思考和问题解决活动中去，使学生认知水平达到新的高度。,几点启示（续一）,从直观感知到观察发现，再到抽象概括，这是学习科学和数学的认知过程。互动课程的实质是改变学生学习方式，模拟指的是学生模拟，充分应用数字化技术，使学生的探究活动无论在深度和广度上都能超越局限于具体实验的水平。从直观感知到观察发现，互动课程为我国中小学教学课件设计的转型和发展提供了范例。,几点启示（续二）,探究是学习方式，并非局限于综合实践课程。互动课程的独特的成功之处在于不仅能用在基于项目的研究性课程上，还把探究方式引入日常的课堂教学，这无疑为提高中小学理科教育质量开辟了新的途径。,谢谢!,
