教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源有效開發(fā)研究
時間:2022-07-12 14:49:37
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【摘要】隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字化教育得到廣泛的應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)有了較為成熟的模式。張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)有利于推動我國數(shù)學(xué)教育的發(fā)展,如何對該教育資源進行有效的開發(fā)值得深入研究。簡述張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源及其作用,分析現(xiàn)階段張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源開發(fā)面臨的問題并提出相應(yīng)的解決策略,使其更好地運用于教學(xué)中,發(fā)揮最大的功效。
【關(guān)鍵詞】張景中教育數(shù)學(xué);網(wǎng)絡(luò)教育資源;開發(fā)
教育與信息化的結(jié)合早已有跡可循,從投影儀到PPT,再到可視化教學(xué)及網(wǎng)絡(luò)課堂,數(shù)字化的教學(xué)方式取得了突破性的進展,各種適應(yīng)數(shù)字化環(huán)境的教學(xué)手段應(yīng)運而生,教育教學(xué)目標(biāo)也在不斷地改革和發(fā)展,使教育更加貼合學(xué)生身心的發(fā)展,更加與時俱進,實現(xiàn)與時代發(fā)展需求的緊密結(jié)合。
一、張景中教育數(shù)學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教育資源
網(wǎng)絡(luò)教育資源是伴隨著數(shù)字化教學(xué)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種教學(xué)模式,基于網(wǎng)絡(luò)傳播性、開放性和共享性的特點,使用數(shù)字化技術(shù)將教育資源進行整合之后,利用網(wǎng)絡(luò)作為媒介進行信息的存儲、傳播和共享,實現(xiàn)教育資源的擴大化,讓更多的人接觸到優(yōu)質(zhì)的教育資源,促進數(shù)字化教學(xué)的發(fā)展。我國著名的數(shù)學(xué)家、中國科學(xué)院院士張景中所倡導(dǎo)的教育數(shù)學(xué)已經(jīng)率先實現(xiàn)了數(shù)學(xué)教育的網(wǎng)絡(luò)教育資源化,他主持開發(fā)的“Z+Z智能教育平臺——超級畫板”已經(jīng)投入使用多年,獲得了無數(shù)教師及學(xué)生的喜愛,為我國數(shù)學(xué)教育的發(fā)展做出了杰出的貢獻[1]。現(xiàn)階段,張景中院士的教學(xué)實驗及推廣研究項目已在國內(nèi)的多省份落地,著力打造線上、線下聯(lián)動的數(shù)學(xué)課堂,將教育數(shù)學(xué)的思想進行實踐,培養(yǎng)學(xué)生的認知能力,助推學(xué)生思維的發(fā)展,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛力,將小學(xué)、初中、高中的數(shù)學(xué)知識脈絡(luò)進行串聯(lián),在教學(xué)方式方法的創(chuàng)新中推動數(shù)學(xué)教學(xué)的新發(fā)展。
二、張景中數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源在教學(xué)中的作用
由張景中院士主持開發(fā)的“Z+Z智能教育平臺——超級畫板(以下簡稱:超級畫板)”免費版的具體功能包含:立體幾何制圖、曲線制圖、平移變換、3D動畫、追蹤和路徑、文本和關(guān)系式、符號計算、程序編寫環(huán)境、隨機變量設(shè)置、統(tǒng)計圖自動生成、嵌入外部項目、教學(xué)課件或?qū)W件設(shè)計制作、課件演示等,其豐富且異常強大的應(yīng)用性以及功能性可以有效提升學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效果[2]。在數(shù)學(xué)教學(xué)實踐中應(yīng)用超級畫板不僅可以實現(xiàn)數(shù)學(xué)知識從抽象化到具象化的轉(zhuǎn)換,幫助學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)知識,激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)熱情,而且可以幫助教師更好地創(chuàng)新教學(xué)模式,提高教學(xué)質(zhì)量。
(一)充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情
作為一種現(xiàn)代化的數(shù)學(xué)教學(xué)工具,超級畫板對學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)具有較好的推動作用。學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程中,經(jīng)常會因為數(shù)學(xué)知識太過抽象而無法真正將其理解與掌握,而超級畫板能夠?qū)?shù)學(xué)問題的產(chǎn)生流程、形成結(jié)果一一展現(xiàn)出來,充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,進而更好地幫助學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識。
(二)實現(xiàn)知識的形象化呈現(xiàn)
雖然數(shù)學(xué)知識點繁多復(fù)雜,知識結(jié)構(gòu)大多較為抽象,但教師利用超級畫板就可以將抽象的知識點以更加形象的方式進行呈現(xiàn),從而有效地提高學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的感性認識和理解能力。例如,在函數(shù)知識的教學(xué)中,如果教師只是單一地為學(xué)生講授公式的應(yīng)用,學(xué)生不僅無法全面理解并掌握知識要點,復(fù)雜的公式可能會使學(xué)生失去學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。而利用超級畫板,教師可以通過生動形象的動畫形式將函數(shù)知識進行展示,有利于學(xué)生理解知識,更有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動力,促進學(xué)生的有效學(xué)習(xí)。
(三)實現(xiàn)教學(xué)方式的創(chuàng)新
超級畫板可以有效推動教師教學(xué)模式的創(chuàng)新。例如,在傳統(tǒng)的立體幾何教學(xué)中,針對幾何圖形,教師通常是利用繪圖等方式進行展示,這種靜態(tài)化的展示雖然比文字直觀了很多,但依然存在較大的局限性,不利于學(xué)生進行知識的延伸。而利用超級畫板進行教學(xué),教師就可以為學(xué)生設(shè)計動態(tài)化的立體幾何跟蹤展示,使學(xué)生能夠更好地掌握立體幾何的學(xué)習(xí)重點,并實現(xiàn)有效的知識延伸。
三、張景中數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源開發(fā)面臨的問題
當(dāng)前,雖然我國已經(jīng)基本實現(xiàn)了城鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)的全范圍覆蓋,但是在網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)過程中還有部分不可忽視的問題存在。在數(shù)字化的大背景下,網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)不斷推動著網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)和完善,但因其建設(shè)時間不長,經(jīng)驗不夠豐富,區(qū)域發(fā)展又不平衡,我國的網(wǎng)絡(luò)教育資源開發(fā)依然任重而道遠。因此,為了有效開發(fā)張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源,需要解決以下幾個問題。
(一)重技術(shù),輕教學(xué)設(shè)計
在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)教育資源開發(fā)過程中,大多都存在著過度重視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而忽略科學(xué)合理的教學(xué)設(shè)計的問題。造成這一問題的原因在于網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)者不是專業(yè)的教育工作者,而是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員,因此,他們對課程的把握只能停留在表面,無法達到更深層次的要求。誠然,在網(wǎng)絡(luò)信息時代,學(xué)習(xí)和生活的界限已經(jīng)趨于模糊,但作為教學(xué)資源,其首要條件是滿足教育的功能,促進學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高[3]。因此,如果只重視技術(shù)而忽視教學(xué)設(shè)計,就會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)課程雖然精彩紛呈,但缺乏針對性,達不到教育目的的問題。特別是對于數(shù)學(xué)教學(xué)來說,為了使抽象的概念具象化,課堂教學(xué)若沒有合理的教學(xué)設(shè)計,就會變成“盲人摸象”,導(dǎo)致學(xué)生抓不住核心和關(guān)鍵。
(二)區(qū)域發(fā)展不平衡,資源共享率低
網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)實際上也是一種市場化的運作模式,同類型的資源可以由不同的開發(fā)者各自開發(fā),也可以統(tǒng)一開發(fā),按需分配。若同一教育資源由不同的開發(fā)者進行開發(fā),會因側(cè)重點不同,無法實現(xiàn)大范圍的統(tǒng)一,管理難度大,且會導(dǎo)致資源浪費。而統(tǒng)一開發(fā)的教育資源又會存在區(qū)域適配性的問題,因為我國現(xiàn)階段的教育發(fā)展是不均衡的,各地區(qū)所使用的教材都有所不同,這就導(dǎo)致統(tǒng)一開發(fā)的線上課程難以匹配不同的線下課程,所以在全國大范圍內(nèi)推行同一套教育資源還是存在一定的問題。
(三)忽視應(yīng)用管理,為開發(fā)而開發(fā)
當(dāng)前,網(wǎng)絡(luò)教育已經(jīng)普遍化,網(wǎng)絡(luò)教育的項目早已琳瑯滿目,各省市地區(qū)甚至一些高校都有了屬于自己的網(wǎng)絡(luò)教育資源項目。有效應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)教育資源需要進行前期的項目開發(fā)和后期的維護與管理。在后期的維護管理中,因為重視程度不足或使用意義不大,有些項目使用者漸漸疏于管理,導(dǎo)致其后勁不足,慢慢荒廢,而有些項目則可能只是為了開發(fā)而開發(fā),沒有持續(xù)運營的計劃,因此很難提高使用的效率。
四、有效開發(fā)張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源的措施
要實現(xiàn)對張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源的有效開發(fā),就需要解決上述問題,實現(xiàn)該教育資源的效益最大化。
(一)以學(xué)生為中心,強化教學(xué)設(shè)計
教育的意義不是強制輸出,而是有效輸入。特別是對于數(shù)學(xué)學(xué)科而言,學(xué)生只有在理解的基礎(chǔ)上,才能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)懂和弄通。要做到對張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源的有效開發(fā),就需要融合ADDIE教學(xué)模型的構(gòu)建,強化教學(xué)設(shè)計。此外,開發(fā)團隊中還應(yīng)該有部分具有豐富教學(xué)經(jīng)驗的教師,以便指導(dǎo)課程的開發(fā)。以幾何為例,在認識圓的性質(zhì)時,可以將圓看作一個無限等邊的正多邊形,教學(xué)設(shè)計就可演示把圓周等分為3、4、5等多個點,連接這些點數(shù),就可以得到正三角形、正方形、正五邊形等,等分的點數(shù)越多,連接點數(shù)所得到的多邊形的周長和面積就越趨近于圓。通過直觀的演示,學(xué)生就能夠全面地理解該部分知識點。張景中院士對幾何的邏輯結(jié)構(gòu)進行了簡易的具象化,對解題的方法進行了全面的創(chuàng)新,這就從根本上優(yōu)化了幾何的學(xué)習(xí)[4]。
(二)提高適配性,提升資源共享率
在對張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源進行開發(fā)時,要注意教育資源的適配性。首先,在開發(fā)者的選擇上,應(yīng)該做到統(tǒng)一開發(fā),按需分配。統(tǒng)一的開發(fā)能夠確保這一教育資源的統(tǒng)一性,不會因為不同的開發(fā)者而產(chǎn)生多種不同的版本,導(dǎo)致使用者難以選擇。其次,由于我國現(xiàn)階段的教育發(fā)展具有不平衡性,在對該教育資源進行開發(fā)時,還要注意使用地區(qū)的適配性,在統(tǒng)一的基礎(chǔ)上增加個性化的設(shè)置,使資源的利用更符合當(dāng)?shù)氐慕逃l(fā)展情況,特別是要和當(dāng)?shù)氐木€下教育情況相匹配,以提高資源的使用和共享率。
(三)加強應(yīng)用管理,推進資源的使用
張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)利用是提高我國中小學(xué)數(shù)學(xué)教育質(zhì)量的有效手段,因此,在對該教育資源進行開發(fā)后,還要注重后期的應(yīng)用和管理。目前,國內(nèi)的許多地區(qū)都對張景中的教育數(shù)學(xué)理念進行了實際的教學(xué)實踐,在實踐的過程當(dāng)中,網(wǎng)絡(luò)教育資源的需求也日漸增加。為了使該網(wǎng)絡(luò)教育資源的使用效益最大化,使用該網(wǎng)絡(luò)教育資源的地區(qū)、學(xué)校應(yīng)該建立專門的資源建設(shè)中心,配備專業(yè)的技術(shù)人員對該資源進行定期的維護與更新,確保該資源與每一階段的教學(xué)相適應(yīng),同時也要對該教育資源的使用情況進行管理,促進該教育資源的合理使用,避免造成資源的浪費。
五、張景中數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源在教學(xué)中的有效應(yīng)用
(一)更好地凸顯數(shù)學(xué)本質(zhì)
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的本質(zhì)是處理數(shù)學(xué)知識中變和不變之間的關(guān)系。不同于其他教學(xué)軟件,超級畫板最大的特點在于其動態(tài)化的展現(xiàn)方式上,它可以使原本靜態(tài)化的數(shù)學(xué)知識動起來,又可以把原來動態(tài)化的數(shù)學(xué)問題維持靜止的狀態(tài)。因此,超級畫板可以有效處理數(shù)學(xué)知識中變和不變之間的關(guān)系,從而使數(shù)學(xué)的本質(zhì)愈加凸顯。例如,在五角星的黃金比例的教學(xué)中,教師可以利用超級畫板任意制作五角星,然后使用超級畫板自帶的計算功能對五角星的每條線段的長度進行計算,接著算出相關(guān)線段之間的比例,再利用動態(tài)調(diào)節(jié)功能對五角星的形態(tài)、規(guī)格進行扭曲,并針對扭曲后的五角星進行各線段的長度以及比例的計算。隨后,教師可以讓學(xué)生以兩組數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進行相應(yīng)的總結(jié)分析,找到其中的規(guī)律。最后,學(xué)生可以發(fā)現(xiàn),不管五角星的線段怎樣變化,其比例始終是相同的。由此,教師借助變化的數(shù)學(xué)問題為學(xué)生展示了不變的數(shù)學(xué)本質(zhì)。
(二)增強數(shù)學(xué)推理的嚴(yán)謹(jǐn)性
數(shù)學(xué)邏輯推理在教學(xué)中是非常關(guān)鍵的,但是由于多種原因的限制,在過去的數(shù)學(xué)課堂中,許多數(shù)學(xué)邏輯推理都缺少嚴(yán)謹(jǐn)性,往往是由教師通過引證案例進行講授,隨后讓學(xué)生增加其他案例,再對相應(yīng)現(xiàn)象給出最后的歸納解析[5]。例如,在講授“三角形內(nèi)角和等于180度”這一概念時,許多教師為學(xué)生羅列的案例都非常受限,繼而導(dǎo)致融合推理過程總是不夠科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn),學(xué)生的認知、理解也不是很深入、正確。而利用超級畫板就可以很好地解決這一問題,教師在畫板上任意畫一個三角形,讓學(xué)生對其內(nèi)角進行精確測量,在學(xué)生獲得內(nèi)角和為180°的結(jié)論后,再拖曳三角形的三個端點,使三角形的形態(tài)持續(xù)變化。教師要讓學(xué)生意識到三角形在變化的同時,其內(nèi)角也在發(fā)生變化,但三角形的內(nèi)角和始終是180°。這不但有益于增強數(shù)學(xué)邏輯推理的嚴(yán)謹(jǐn)性,學(xué)生也會對整個推理的過程、結(jié)論形成更加深刻的認知與記憶。因此,針對超級畫板的科學(xué)性引證,教師需要從各個方面予以深入、細致的探索。
(三)創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)動態(tài)表象
數(shù)學(xué)形態(tài)中獨有的表面現(xiàn)象,屬于抽象化思維方式的獨有的特征。在抽象思維中,其預(yù)先設(shè)定的思維載體為各種圖形模式或數(shù)學(xué)符號、公式等。對于學(xué)生來說,特別是中小學(xué)學(xué)生,他們的思維方法與認知仍然處于初期發(fā)展階段,缺少對抽象化特點予以完全辨識的能力。而利用超級畫板就可以把原來具有抽象特點的數(shù)學(xué)原理轉(zhuǎn)換成直觀的、形象的圖象,并將其呈現(xiàn)在學(xué)生的面前,使學(xué)生通過構(gòu)建明確的圖象特征,強化自身的領(lǐng)悟能力。例如,在二次函數(shù)的教學(xué)中,函數(shù)式結(jié)構(gòu)中的系數(shù)、相應(yīng)的具體位置、預(yù)置的張口方位都是探究性學(xué)習(xí)中的疑難問題。二次函數(shù)特性下的圖形具有靜態(tài)式的特點,學(xué)生難以辨別變動過程中的聯(lián)系,這樣的情況容易使學(xué)生對二次函數(shù)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏難情緒,更難以激起學(xué)生深入了解二次函數(shù)的欲望。而利用超級畫板就可以幫助學(xué)生明確圖形及其獨有的系數(shù)聯(lián)系,深化學(xué)生最初的記憶,從而幫助學(xué)生針對全層級的函數(shù)規(guī)則予以辨別,凸顯教學(xué)的實效性。
六、結(jié)語
張景中教育數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)有利于不斷提升我國數(shù)學(xué)教育的質(zhì)量和效率,為了合理、有效地開發(fā)此項教育資源,廣大教育工作者需要不斷深入地研究并找到更多行之有效的手段和方法。
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作者:趙懷廣
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