“高中數(shù)學課程教材與信息技術整合的研究”課題

　　為了促進中學數(shù)學課程內(nèi)容的現(xiàn)代化；推進信息技術在數(shù)學教學過程中的普遍應用；充分利用信息技術的優(yōu)勢，為學生學習與發(fā)展提供有力的學習工具和豐富多彩的數(shù)學教育環(huán)境；改進數(shù)學教材的呈現(xiàn)方式、學生數(shù)學學習方式、教師的數(shù)學教學方式；培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。課程教材研究所中學數(shù)學課程教材研究開發(fā)中心（人民教育出版社中學數(shù)學室）在全國教育科學“十五”規(guī)劃國家重點課題“新基礎教育課程教材開發(fā)的研究與實驗”中申報了子課題“高中數(shù)學課程教材與信息技術整合的研究”。

　　本課題研究的預期成果是在現(xiàn)行《全日制普通高級中學教科書·數(shù)學》的基礎上，研究編寫體現(xiàn)數(shù)學課程內(nèi)容與信息技術整合思想的《普通高級中學實驗教科書（信息技術整合本）·數(shù)學》。

　　《普通高級中學實驗教科書（信息技術整合本）·數(shù)學》從2002年秋季開始，在北京、廣東、云南的一些學校進行實驗。圍繞教科書的實驗，同時進行相關的研究工作。

　　本課題從2001年8月在廣東省深圳市召開的“全國TI手持技術與中學數(shù)學教學改革研討會”開始醞釀，到2001年10月在北京召開課題啟動會正式確定成立“高中數(shù)學課程教材與信息技術整合的研究”課題。當時，參加此項課題研究的除課程教材研究所中學數(shù)學課程教材研究開發(fā)中心的同志外，還有南京師范大學附屬中學陶維林、上海市曹楊第二中學桂思銘、廣東省深圳市深圳中學郭慧清、廣東省教育廳教研室徐勇、北京教科院基礎教育教學研究中心康杰、云南省昆明市第十中學白濤。從2002年8月開始，陸續(xù)有北京十一學校張鶴、候立偉，廣東省深圳市翠園中學張振國參加課題的研究工作。以上成員熟悉技術、具有豐富的教學經(jīng)驗，在各自單位都是骨干，他們的參與使課題研究具備良好的隊伍基礎。

　　下面分五個方面介紹課題一年來的工作和明年的工作計劃。

　　教材編寫思路是依據(jù)《全日制普通高級中學數(shù)學教學大綱（試驗修訂版）》（《全日制普通高級中學數(shù)學教學大綱》），在《全日制普通高級中學教科書·數(shù)學》的基礎上，不改變現(xiàn)行教材的體系結構、章節(jié)順序，通過增加素材，改進教材的呈現(xiàn)方式，擴大教材的容量，提高內(nèi)容的深度和廣度，編寫體現(xiàn)數(shù)學課程內(nèi)容與信息技術整合思想的《普通高級中學實驗教科書（信息技術整合本）·數(shù)學》

　　以教材編寫為課題組的核心任務，從2001年10月課題啟動會開始，到2002年11月，圍繞教材編寫，課題組共開了9次工作會議。

　�。ㄒ唬┱n題啟動會（第一次工作會議）

　　2001年10月5日～7日在北京懷柔峽谷賓館召開了課題啟動會。會上，美國德州儀器公司教育產(chǎn)品事業(yè)部彭東航、蔡虎，北京教科院基礎教育教學研究中心曹福海、郭立昌、康杰，南京師范大學附屬中學陶維林，上海市曹楊第二中學桂思銘，廣東省深圳市深圳中學郭慧清，廣東省教育廳教研室徐勇，云南省昆明市第十中學白濤，以及課程教材研究所的同志圍繞信息技術與課程教材改革以及中學數(shù)學教學進行了充分的研討，特別是研討了以TI圖形計算器為核心的TI手持技術在中學數(shù)學教學中的運用。

　　會議確定成立“高中數(shù)學課程教材與信息技術整合的研究”課題組，對高中數(shù)學課程教材與信息技術整合的關系進行研究。初步計劃依據(jù)《全日制普通高級中學數(shù)學教學大綱（試驗修訂版）》，在現(xiàn)行《全日制普通高級中學教科書·數(shù)學》的基礎上，研究編寫體現(xiàn)數(shù)學課程內(nèi)容與信息技術整合思想的《普通高級中學實驗教科書（信息技術整合本）·數(shù)學》。并且以《全日制普通高級中學教科書（試驗修訂本·必修）數(shù)學》第一冊（上）“第二章 函數(shù) 2.9函數(shù)的應用舉例”為樣節(jié)，探討教材內(nèi)容與信息技術整合的模式。

　　（二）第二次工作會議

　　2001年10月22日～26日在上海金沙江大酒店召開了第二次工作會議。會議主要內(nèi)容是討論第一次工作會議確定的樣節(jié)“第二章 函數(shù) 2.9函數(shù)的應用舉例”。課題組的成員對樣節(jié)的寫法提出了很多寶貴性的意見。通過討論，大家的意見逐步趨向一致，初步形成了體現(xiàn)信息技術與課程內(nèi)容整合的洋節(jié)。

　　會議布置、分配了下一段的具體工作任務，即以《全日制普通高級中學教科書（試驗修訂本·必修）數(shù)學》第一冊（上）“第二章 函數(shù)”為基礎，參照樣節(jié)的討論，寫出與信息技術整合的樣章。

　　（三）第三次工作會議

　　2001年11月16日～18日在人民教育出版社召開了第三次工作會議。會議主要內(nèi)容是討論第二次工作會議確定的樣章。在討論的基礎上，基本形成了體現(xiàn)信息技術第二章的雛形。同時，布置了下一段任務，即初步完成第一冊（上）的初稿，在第四次工作會議上討論。

　�。ㄋ模┑谒拇喂ぷ鲿�議

　　2001年12月7日～9日在北京牡丹賓館召開了第四次工作會議。會議主要內(nèi)容是討論第一冊（上）“第一章 集合和簡易邏輯“、”第三章 數(shù)列“中與信息技術整合的相關內(nèi)容，形成信息技術與課程內(nèi)容整合思想的第一冊（上）的初稿，為第五次工作會議討論最后的書稿做必要的準備。

　�。ㄎ澹┑谖宕喂ぷ鲿�議

　　2002年2月5日～10日在�？谑姓匍_了第五次工作會議。會議主要內(nèi)容是最后審定第一冊（上）的書稿，初步確定與教科書第一冊（上）配套的教師教學用書的編寫思路，一個顯著的特點是，教師教學用書要突出技術實現(xiàn)的步驟，給出具體的操作程序。

　�。�六）第六次工作會議

　　2002年5月1日～4日在昆明市召開了第六次工作會議。會議充分研討了對“數(shù)學實驗“欄目設置的認識；討論了教科書第一冊（上）編輯加工中的一些問題；確定本套教科書的名稱為“《普通高級中學實驗教科書（信息技術整合本）數(shù)學》”；討論并確定了與教科書配套的“教師教學用書“的體例、編寫要求，并對已完成的初稿進行了逐章研討，提出了修改意見；討論了8月中旬的教材培訓工作，研究了培訓內(nèi)容，并作了具體的培訓分工，落實了培訓任務；布置了后一階段的工作，特別是第一冊（下）的編寫工作。另外，對教材實驗學校的確定等進行了研究。

　　章建躍對本次會議進行了綜述（詳見附件二：昆明會議綜述）。

　�。ㄆ撸┑谄叽喂ぷ鲿�議

　　2002年8月16日～20日在北京密云召開了第七次工作會議。會議主要內(nèi)容審閱教科書第一冊（下）“第四章三角函數(shù)”和“第五章平面向量”初稿。研究部署下階段工作安排，包括教師培訓的安排、相關教研工作的開展等等。

　　與此同時，《普通高級中學實驗教科書（信息技術整合本）數(shù)學》第一冊（上）由人民教育出版社正式出版，在TI公司的支持下，配套的《普通高級中學實驗教科書（信息技術整合本）數(shù)學》第一冊（上）教師教學用書白皮書也印制完成。

　�。ò耍┑诎舜喂ぷ鲿�議

　　2002年10月1日～6日在成都市召開了第八次工作會議。會議主要內(nèi)容是討論并最終確定《普通高級中學教科書（信息技術整合本）·數(shù)學》第一冊（下）的書稿，初步討論《普通高級中學教科書（信息技術整合本）·數(shù)學》第二冊（上）的書稿，研究部署下一階段的工作。

　　（九）第九次工作會議

　　2002年11月7日～10日在昆明市召開了第九次工作會議。會議主要內(nèi)容是在第八次工作會議討論的基礎上，繼續(xù)深入討論《普通高級中學教科書（信息技術整合本）·數(shù)學》第二冊（上）“第六章不等式”、“第七章直線和圓的方程”、“第八章圓錐曲線”的書稿。

　　在一年的教材編寫工作中，大家齊心協(xié)力，積極探索，求真務實，為以后的工作打下良好的基礎。

　　通過一年多的討論和實踐，大家思想逐步統(tǒng)一，章建躍執(zhí)筆的“中學數(shù)學課程教材與信息技術整合的思考”一文（詳見附件三：中學數(shù)學課程教材與信息技術整合的思考）已成為本套教材編寫的重要指導思想。 （一）Franklin Demana教授和Bert K. www.jcjmh.comayberry。 CSA宇航員Dr.Robert做了精彩的報告，他結合自己的成長經(jīng)歷，談到科學對人的發(fā)展的巨大作用。 2.小組交流 （1）小組數(shù)量：404 （2）小組類型：www.jcjmh.comh.com提供了豐富的數(shù)據(jù)資料和教育資源。 3.通過參加此次會議以及參觀卡爾加里和多倫多的兩所學校，看到TI技術在美國和加拿大的數(shù)學教學中得到廣泛的運用，教師對技術在教學中的應用給予極大的熱情。參觀的兩所學校共同的特點是開放，課程設置多樣，沒有固定的班級，技術的使用已經(jīng)是數(shù)學課堂教學中一個必不可少的部分。 4.與技術整合的教材種類繁多、內(nèi)容豐富，整合的方式多種多樣，有許多成型的教材，并且在學校中得到廣泛的應用。目前，人民教育出版社正在進行的“高中數(shù)學教材與信息技術整合的研究”課題的研究，其主要目的是出版一套開拓性的、與信息技術整合的高中數(shù)學實驗教材。此次會議為我們提供了一個很好的學習機會。通過此次會議，進一步增強了我們編好這套高中數(shù)學實驗教材，進行實驗的信心。 5.會議的組織形式 會議為代表的交流提供了良好的平臺，包括演示、workshop、網(wǎng)絡交互等多種交流方式。網(wǎng)絡提供了大量的素材，交流的內(nèi)容有概念理解型的、技能訓練型的、問題解決型的等等，通過網(wǎng)上的數(shù)據(jù)材料，進行學習、探索、發(fā)現(xiàn)、驗證。為以后我們的會議組織提供了很好的借鑒。 6.技術的使用帶來教育觀念上的變化。當前技術發(fā)展很快，新的技術和應用軟件層出不窮，代數(shù)計算、智能畫圖、自動求解、人機交互等等。技術的出現(xiàn)促使我們的教育觀念發(fā)生深刻的變化。技術的使用不但改變了課堂教學中的師生關系，改變了教師的教學方式和學生的學習方式，而且對教學內(nèi)容、教學內(nèi)容的呈現(xiàn)方式也產(chǎn)生了重要影響。技術不僅是有力的學習工具，還能為學生的學習和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境。當前，技術的發(fā)展與數(shù)學課程教材的改革已成互動之勢，技術與數(shù)學課程教材的整合已成為數(shù)學教育的熱點問題之一。 三、啟示 1.中美（加）在社會、政治、經(jīng)濟、文化方面存在的巨大差異，造成了教育模式上的巨大差異，雙方應互相學習，取長補短。 2.在我國，技術與課堂教學的結合剛剛起步，對技術的使用局限在個體上，沒有形成規(guī)模。個體在實踐上可能有很深的造詣，但缺乏普及性。我們希望在普及基礎上的提高，有更多的教師、更多的學生了解技術、使用技術，提高教學和學習效益。 3.把握先機，做好工作，占據(jù)領先地位。國際上，與信息技術整合的數(shù)學教材起步較早，有許多非常成功的經(jīng)驗，出版了一些非常好的教材。我國在新一輪課程改革中也明確提出了信息技術與學科課程教材整合的思想。當前，技術的發(fā)展日新月異，特別是一些新的技術、新的軟件，如TI-InterActive，筆者認為，無論是從現(xiàn)在的使用情況看，還是從未來的發(fā)展趨勢看，TI-InterActive都是一個非常優(yōu)秀的數(shù)學教育軟件。我們應發(fā)揮技術的后發(fā)優(yōu)勢，與教材整合的TI技術應當與時俱進，不僅有圖形計算器，還要有TI-InterActive、CabriGeometryⅡ、Derive5等。目前來看，TI技術為我們的數(shù)學教育搭建了一個很好的平臺。希望在新一輪的課程教材改革中，更加關注信息技術與課程教材的整合。 4.與美、加等發(fā)達國家相比，我們的差距主要在實踐環(huán)節(jié)上，具有啟發(fā)性、操作性、對教師和學生有切實的指導意義的研究成果較少。今后，我們應當根據(jù)數(shù)學的學科特點，利用信息技術為數(shù)學教育提供的良好環(huán)境，加強數(shù)學教學中的觀察、操作、實驗等環(huán)節(jié)，以利于學生更加主動地探索、發(fā)現(xiàn)和認識數(shù)學。 5.當前，T3（技術·教師·教學）的內(nèi)涵已發(fā)生深刻的變化，不僅僅是“教師使用技術教學”，而且還包括學生使用技術學習；其范圍不單純局限在教師和學生，還擴展到數(shù)學教育研究人員以及其他數(shù)學教育工作者；技術也不單純局限在圖形計算器本身，還包括一些優(yōu)秀的應用軟件；交互方式多種多樣；交流的范圍也隨著網(wǎng)絡的發(fā)展日益擴大�？傊�，T3與數(shù)學教育的改革相輔相成。 6.加強與國外出版社和TI公司的合作。國外信息技術與數(shù)學學科整合的課程教材相對完善，有許多成功的經(jīng)驗。加強合作與交流，對縮小差距會有很大的幫助。 [1]易學、易用，為整合的數(shù)學學習設計，包括歐氏幾何、變換幾何、解析幾何。 [2]PC的數(shù)學助手，更易、更快地探索有別于傳統(tǒng)方法的不同的數(shù)學方法。

　　附件六

　�。ㄔ囆懈�，2002年6月）

　　由課程教材研究所中學數(shù)學教材研究開發(fā)中心研究的“高中數(shù)學教材與信息技術整合的研究”課題，是全國教育科學“十五”規(guī)劃重點課題“新基礎教育課程教材開發(fā)的研究與實驗”的子課題，該課題得到美國德州儀器（中國）有限公司（簡稱TI公司）教育產(chǎn)品事業(yè)部的大力支持。本課題的研究目的是在現(xiàn)行《全日制普通高級中學教科書·數(shù)學》的基礎上，編寫一套體現(xiàn)數(shù)學課程與信息技術整合思想的高中數(shù)學教材。本套教材旨在探索中學數(shù)學課程內(nèi)容現(xiàn)代化和數(shù)學教材呈現(xiàn)方式的改進途徑；推進信息技術在數(shù)學教學過程中的普遍使用，探索信息技術在改進學生數(shù)學學習方式和教師數(shù)學教學方式、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力上的作用和途徑。這是一項數(shù)學課程與信息技術整合的奠基性工作。

　　一、教材試驗的目標

　　1.教材是否體現(xiàn)信息技術與課程整合的基本思想；是否達到了數(shù)學的內(nèi)容與信息技術之間的融合；

　　1.教材選擇的內(nèi)容是否科學，是否對學生的終身發(fā)展有用；

　�。�1）教材內(nèi)容是否先進，是否適應現(xiàn)代社會生產(chǎn)和生活的需要；

　�。�2）教材內(nèi)容是否有利于發(fā)揮信息技術在數(shù)學學習中的作用和長處，是否有利于改變學生的學習方式，使學生在信息技術的支持下進行觀察、實驗、探究，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，獲得結論；

　�。�3）教材是否采取有效策略培養(yǎng)學生的使用信息技術的能力；

　�。�4）教材是否有利于改變教師的教學方式，教學設計是否引導學生主動參與、樂于探究、勤于動手、善于實踐、敢于創(chuàng)新；

　�。�5）教材的呈現(xiàn)方式和教學設計是否能夠激發(fā)學生使用信息技術的動機，使學生感受到使用信息技術的必要性，是否能夠調(diào)動學生積極的數(shù)學學習情感，提高學習效率和效果；

　�。�6）教材的文字、插圖、版式、裝幀、印刷等方面是否適合教學的實際需要。

　　二、教材實驗設計的理論基礎

　　教材實驗是教材編制過程的一個重要組成部分。通過教學實踐研究和檢驗教材的設計思想、編制原則以及教材的內(nèi)容及組織形式，讓教材的使用者包括學校領導、教師和學生等對教材做出評價，是保證教材質(zhì)量的一個重要的、不可缺少的環(huán)節(jié)。

　　實驗的科學性是取得實驗成功的必要保證。實驗的科學性主要表現(xiàn)在實驗的效度和信度，需要通過對實驗過程中的各種變量的分析和控制來實現(xiàn)。

　　對教材進行分散的較大面積的實驗時，實驗的控制十分復雜和困難。為了取得準確的實驗數(shù)據(jù)，本次實驗擬采取以下幾種控制方法：

　　1.在數(shù)學教學中使用信息技術比較發(fā)達的地區(qū)相對集中地選取適當?shù)膶嶒瀸W校，并照顧到不同類型學校的差異，以檢驗教材的適應性。

　　2.本班以分層典型抽樣方式抽取。

　　3.制定教材實驗的控制條件。

　　三、教材實驗工作的組織和實施

　　1.教材實驗的組織

　　教材的實驗工作由課程教材研究所中學數(shù)學課程教材研究開發(fā)中心主持。

　　2.教材實驗實施的步驟和方法

　　（1）確定樣本班。為了比較科學地測試和評價教材的實驗情況，樣本班采取分層典型抽樣方法確定，原則上每所參與實驗的學校抽取一個樣本班。

　�。�2）制定和落實實驗的控制條件。為了教材實驗順利地進行，保證教材實驗所得的數(shù)據(jù)和結果的信度和效度，參加教材實驗的學校需要滿足以下具體要求：

　　·教師掌握基本的信息技術使用技能，保證相對穩(wěn)定的實驗教師隊伍。

　　·保持樣本班的基本穩(wěn)定，以便取得連續(xù)資料。

　　·控制教學用書，原則上只使用規(guī)定的教科書及配套的教學用書。

　　·嚴格執(zhí)行教學計劃。

　　·注意收集和整理樣本班、實驗學校的教材實驗資料，注意典型案例的采集和整理。

　�。�3）師資培訓

　　師資培訓采取全員培訓的方式進行。一般在每年的兩個長假期舉辦新教材研討班，由教材編制者介紹教材的設計理念和特色，幫助實驗教師熟悉教材，并共同研討課堂教學設計的方法，以及教材實驗的其他問題。同時播放典型課的錄像帶等。應當盡量采用交互式的方法進行培訓。

　　（4）研討和交流實驗工作經(jīng)驗

　　·召開實驗工作會議。結合教師培訓，每年召開一次教材實驗工作會議，總結交流經(jīng)驗，有針對性地研究一些實驗中出現(xiàn)的問題，對下一階段的工作做出安排，保證實驗工作順利進行。

　　·以網(wǎng)絡通訊方式提供有關教材實驗的信息、材料，及時進行教學設計、優(yōu)秀教案等方面的交流，引導教師研究教材和相應的教學方法。

　　（5）測驗和測試

　　每學期末，學�？蓪�實驗班進行全面的總結性測試，檢查教學效果和為教材評價工作積累資料。

　　（6）總結和報告

　　每學期末，各實驗學校根據(jù)統(tǒng)計資料對實驗工作的基本情況進行總結，并提交：①對教材的評價和修改意見；②實驗工作總結；③實驗的階段性總結報告。人民教育出版社中學數(shù)學室根據(jù)回收的調(diào)查問卷表，統(tǒng)計和分析所得的數(shù)據(jù)和資料，并根據(jù)各學校提交的教材實驗報告，寫出各冊教材的實驗報告。同時，根據(jù)各地實驗中提出的意見，對實驗教材進行修改。

　　完整的一輪教材實驗結束后，由課程教材研究所中學數(shù)學課程教材研究開發(fā)中心根據(jù)教材實驗情況，寫出完整的教材實驗報告。

　　四、實驗評價工作

　　教材評價是貫穿教材編制過程中的一個有機組成部分和連續(xù)不斷的過程。這套教材的評價采用目標評價模式，其目的是在教材編制過程的各個階段，評價教材編制的目標達成的程度，以便根據(jù)評價的結果不斷改進教材的編制工作。

　　全面科學的教材評價，首先需要系統(tǒng)地收集比較全面、真實準確的關于教材的信息資料，為此要建立一個教材評價的指標體系。根據(jù)修改教材的需要，以問卷、課堂觀察、訪談、專題調(diào)查、測驗等方式取得教材使用的現(xiàn)場資料，作為修改教材的依據(jù)。

　　根據(jù)編寫工作及教材實驗的進程做出教材評價工作計劃，采用向?qū)＜艺髟円庖�、聽課、與教師、學生座談等多種方法和手段，收集一些更為具體的、實際的反饋意見，對教材進行專題分析、定性評價。還可以在樣本班外選擇和確定幾個班級作為教材研究的試點班，采用追蹤研究的方法，以學生或教師為追蹤對象，取得他們在整個教材實驗期間乃至之前或之后的有關資料，以便對教材的實際效果做出更全面的說明。

　　專題實驗既是教材實驗的一個重要組成部分，同時其過程和結果也是進行教材評價的重要依據(jù)�？筛鶕�(jù)本教材的特點，確定教材實驗研究的重點課題，開展針對性強的、小型的、專題性的實驗，取得一些具有特殊價值的資料。

　　五、教材實驗中的課題研究工作

　　將教材實驗建立在教育科研基礎上，實驗工作課題化，是此次實驗的一個重要特點。

　　教材實驗中的研究課題范圍包括教材研究、設計、編寫、實施、評價過程的各個環(huán)節(jié)，參與教材實驗工作的實驗學校，可根據(jù)實驗工作的需要提出研究課題，報課程教材研究所審批立項。原則上是研究經(jīng)費由實驗學�；I集，必要時，課程教材研究所、TI公司（中國）教育產(chǎn)品事業(yè)部可給予一定研究經(jīng)費資助，并優(yōu)先發(fā)表或出版優(yōu)秀的研究和實驗成果。

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