刘志刚 王钰琳 张腊梅
哈尔滨市第一二二中学校
【摘要】
在《教育信息化十年发展规划》和《教育信息化2.0行动计划》的推动下，“互联网+” 使得一个又一个传统行业提升了一定的层次。微课作为一种新兴的教学资源，其短小精悍的特点被我们所熟悉，但是真正用在高中数学教学上的微课实例非常少。
互联网+学习，创造了现在十分红火的移动学习方式，让随时随地学习成为了一种现实。学生的学习方式与学习观念发生了质的改变，同样教师的教学方式也发生了显著的变化。互联网+评价，这就是另一个热词“网评”，在教育领域里，网评已经成为现代教育教学管理工作的重要手段。学生通过网络平台，根据事先设置的问题，对教师的教育教学提出自己的建议。教师可以基于此，进行及时改变自己的教学方式，以更好地适应学生发展的需求。
学科素养与课堂教学的整合，除了在课堂上实施之外，如何开发和应用网络资源助力，培养学生的自主学习和探究能力，是本课题的主要研究方向，将其应用到教学中，势必会收到很好的教学效果。
针对以上研究背景，本课题确定研究如下三个问题：
1.基于微课的高中数学新授课教学应如何设计，才能用有效问题引领学科素养与课堂教学的整合？
2.如何加强信息技术与数学课堂教学的深度融合，使之为教师的精准教学提供助力？
3.如何通过课堂调查问卷，及时反思，进而完成课堂教学的优化？
通过实验班和对照班的实践和跟踪访谈对学生的情感态度、学习能力以及学业水平进行对比发现：基于微课和PAD的教学有利于提升学生的学习兴趣，提高学习数学的自信，自主学习能力，提出问题解决问题的能力。
最后，与传统课堂相比，微课具有授课时间短、授课内容相对独立、应用范围广、提高课堂效率、提高学生学习兴趣的优势。但是微课并不能完全取代传统课堂。作为一种辅助手段，微课合理的利用可以使得教学效果事半功倍。PAD应用于课堂教学中更能达到教师精准教学的目的。
微课作为一种新兴的教学资源，信息技术与数学课堂教学的融合，我们仍然需要更多的探索。最后，笔者结合问卷、测试卷、访谈提出了本研究的建议以及期望。
【关键词】微课，高中数学，信息技术与课堂教学的融合。
一、课题提出的背景、目的和意义：
随着多媒体信息技术日新月异的发展，“互联网+”使得一个又一个传统行业提升了一定的层次，也使得每一个人迎来了不同的机遇以及挑战。在这个阶段，微软、微信、微课等诸多不同类型的“微”事物开始走入人们的视野、渗透至人们的工作与生活之中，同时使得人们的生活习惯、学习方式等发生了较大变化。因此，教育信息化已经成为了教育领域的一大发展趋势。在信息化技术保持迅猛发展势头的今天，各类新型教学模式相继涌现，学习资源亦变得愈来愈丰富化、多样化。而这即为教师开展课堂教学提供了更广阔的选择空间。此类技术的推出与应用在很大程度上了加速了可视化发展，能够高效便捷的将抽象的事物具体化，在学习形成和方法上实现突破。
微课作为一种新兴的教学资源，逐渐成为国内外教育领域的热点话题，也是各大教学竞赛的亮点之一。美国北爱荷华大学（University of Northern Iowa）有机化学教授LeRoy A.McGrew 于1993年提出的“60秒有机化学课程”是微课的最早的原型。2010年胡铁生进行广泛调查和深入分析后第一次明确了“微课”概念，他认为微课即指的是以微型教学视频的形式针对性阐述某一知识点，亦或是专门为某一教学环节而精心设计的在线教学课程。目前，在国外最具有代表性的则为可汗学院，同时，国外的学者越来越重视“微课”方面的研究，国内也一次又一次掀起微课的浪潮。对于这种新兴的资源建设和应用模式，在部分地区的活动以及教师人群中表现出较高的兴趣，为活动顺利开展积累了诸多成熟经验，为后期进一步发展夯实了重要基础。
在高中数学教学的这个阶段，教师仍然习惯以粉笔和黑板等为工具进行课堂的讲授。并且将抽象的数学内容仅仅进行简单的分析，然后强调重、难点，而失去了数学的本质，缺乏引导学生探究的过程，从而使得学生对于数学的内容望而生畏。同时，高中数学课的难度大、容量多，学生在课内的时间几乎不能够进行完全的掌握，课下也没有教师适当的引导或者帮助，使得学生越来越缺乏自信，从而导致成绩不能得到提高。戴维·彭罗斯指出：“微课程明确了知识挖掘的整体架构，教师需要向学生阐明具体的挖掘地点以及挖掘内容，同时要做好监督工作”。教师通过微课传授单一知识点或者击破教学重点、难点，使学生有更加深刻的理解。微课导入的高中数学概念教学既有助于充分发挥学生的主体作用，还能够切实改善学生自主发现、探索并处理问题的能力，有助于学生逐步养成科学合理的学习习惯，除此之外，它亦能够为教师们开展课堂教学提供有益指导。
学科素养与课堂教学的整合，除了在课堂上实施之外，如何开发和应用网络资源助力，培养学生的自主学习和探究能力，是本课题的主要研究方向，将其应用到教学中，势必会收到很好的教学效果。
二、课题研究的主要内容：
针对以上研究背景，本课题确定研究如下三个问题：
1.基于微课的高中数学新授课教学应如何设计，才能用有效问题引领学科素养与课堂教学的整合？
2.如何加强信息技术与数学课堂教学的深度融合，使之为教师的精准教学提供助力？
3.如何通过课堂调查问卷，及时反思，进而完成课堂教学的优化？
三、研究的方法：
(一)结合本课题的特点，确定采用文献研究，问卷调查，访谈以及实验研究等研究方法：
下表中明确指出针对每个研究问题所采用的研究方法。
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（二）由于本课题是数学工作室的研究课题，所做的一切面向数学教学，所以确定了以下的研究对象及研究范围：
1.研究对象：部分工作室成员所在学校的学生；
2.研究范围：数学课堂的教学设计及课堂教学。
（三）研究设计：
为了使研究更有针对性，在初级阶段确定了微课设计方法，以便于更具有针对性。在中级阶段进行了问卷调查，以修正研究过程。
（四）实验中各变量的调控：
为确保实验的顺利进行，我们首先成立了课题研究核心小组，由工作室主持人指导，工作室核心成员带头，工作室成员全员参加，并负责常务研究工作。
对于教师来说，我们先组织了培训班，把实验的目的、意义、方法进行了培训，使他们能够更好地调控自变量的变化，能够更科学地分析、引导学生（因变量）的发展，从而，使本实验得出更科学的结论。
对于实验过程中的无关变量，如成绩的波动、学情的差异等，我们既无法避免，而且也不应避免，所以我们不采取措施控制无关变量的影响。
四、研究的成果：
课题研究两年多以来，针对三个提出的问题，取得了如下成果：
1.微课设计原则
（1）微型设计原则
一般情况，微课的微型原则主要体现在时间上的“微”以及内容上的“微”两方面。大多数学生能够全神贯注学习的时间一般不超过10分钟，另外，胡铁生在进行广泛调查和深入分析后表示，微课时长控制在6分钟以内时，学生的接受度比较高。因此，教师在设计微课时需要在时间方面遵循“微”原则。在内容方面，基于认知负荷理论，如果知识要点通过一种较为复杂且缺乏直观性的方式进行展示，那么可能会对学生的认知负荷产生非常大的影响，最有效的方式，是学生可以随时随地针对某个内容进行个性化的学习。由于高中数学知识较多并且较为复杂，因此，教师在设计微课时，应该注重如何在较短的时间将复杂的知识内容讲彻底，讲明白。
（2）激发性原则
学生要作为微课设计的主体，而在学生利用微课进行自主学习时教师是无法进行监督的。因此，在设计微课的同时要有足够的吸引力使得微课生动有趣，促使学生主动观看。立体几何部分的学习一直是高中生比较苦恼的地方，很多学生没有良好的空间想象能力，使得在学习这部分内容时学生们感觉较为困难。因此，教师在最初编排和规划微课时，可根据教学内容构建相应的情境，激发学生的学习兴趣和热情，类比生活中常见的内容可以帮助学生更好的构建数学模型。之后，通过一系列深入浅出、层层递进等教学设计结合学生之前学习的内容引出新的知识，在此期间让学生树立学习数学的自信心。之后，学生观看微课进行学习，感受到学习的乐趣，从而引发学生们学习的动机提高学习兴趣。
微课的名称以及知识点来源是对微课内容的统筹，同时也是观看者搜寻微课资源的重要依据。在基础知识部分主要分析在学习本节课之前学生已经掌握了哪些内容从而帮助学生有效的学习。在最后教学反思部分主要是针对观看本节微课后学生的知识掌握以及能力水平都有哪些变化，在进行相应统计分析后对后续微课内容的更改提供依据。
2.信息技术与高中数学课堂教学的融合
（1）积极作用
1）丰富教学内容，充实教学素材。互联网上具有实时性、共享性、无限性、跨时空性等特点的充足优质的教学资源和信息，能够有效弥补传统数学课堂教学信息的不足，突破教师、教材、教参的局限，为师生提供更多的教学实例和思维方式。
2）丰富教学手段，充实教学方法。图像和图形的理解和认知是数学学习中非常重要的内容。伴随网络和计算机技术的应用，通过显示设备对声、像方面的多维度表达，学生的视、听感官都充分得到满足，对于信息的理解和记忆能起到事半功倍的效果。能突破传统“一支粉笔，一块黑板”的单一教学方法，使课堂教学变得形象、生动、直观，增加了数学课堂教学的趣味性。
3）改善传统教学模式，增进教学互动。网络技术的发展，使师生的互动突破了时间和空间的限制，无论何时何地，教师都可以为学生提供个别辅导平台，为学生提供一对一的学习环境，为学生解答疑问，提供情感交流平台，实现师生间、同学间的对话交流。
（2）课堂设计原则
在教学方法上,我们在提倡对传统教法进行改革的同时,加强对研究法、发现法、暗示法、范例法、情景教学法等教学方法的使用,并在教学活动中重视多种教学方法最优化的组合,注重提倡自学、贯彻启发、重视反馈、讲求效率。对每堂课的例题与讲解,我们在设计时配上一些学生对问题的不同解法与思路,让同学从多种角度来研究数学,培养学生的发散型思维和灵活解决问题的能力。在对例题的归纳与概括时,我设计数学方法集成,让学生从索引中能调入数学方法的列表,找出解决问题需要的方法和技巧,使学生对数学方法的应用从具体的问题中抽象、归纳、概括出来,应用于其他的数学问题中或是实际问题中,使数学方法能成为指导学生进行思维捷径的有力工具。
对数学练习的配置,我设计多种难度的题型,同学们能从题库中找到相应的题目和提示,使学生自觉地进行适合自己的学习方法和能力训练,提高数学能力。在课件的索引中,我设置一个栏目:专家答疑,此栏目与国际互联网页连接,使学生能直接得到世界上最好的数学教师的指导与帮助。我以立体几何《多面体中角的求解》复习课为例,谈自己高效轻松的复习方式的做法:无论是教师还是学生,在课后都可以将课堂上讲解的多媒体课件再次从教学资料中心的服务器中读取,对于不理解的环节还可以反复观看。学生在学校的教学网络上可以完成课后复习、练习以及完成作业等。当然,学生在复习中可以浏览课堂上教师的教学内容,还可以观看其他教师的教学内容,这不仅大幅度降低了教师的工作强度,更重要的是极大地提高了学生的学习兴趣。
在教学与科研方面,我体会到采用开放型教学方法,能很好地利用世界上其他数学专家和同仁已经做好的课件,在引进、消化、吸收方面可缩短时间,对国外的数学教案的参考,也使自己的外语水平有所提高。数学课堂教学,教师要注意运用知识、技能和技巧,正视学生的差异性,创造条件让学生积极参与教学活动,分析数学问题,调动学生的智力功能,迅速掌握知识,培养学生的数学能力和科学的思维方式、现代化科学观。教师利用网络教学,对学生的能力培养能够比较全面,在掌握数学知识的速度、深度、广度上更上一层次。
在设计数学网络课件方面,我注意了以下几点:(1)、实用性。网络上的知识非常广泛,教师在选材上应注意与教学内容、学生实际、我国中学现在的数学知识结构、数学方法与数学思想等结合,把已有的数学方法与教学思想溶于网络教学方法之中,把实用性、成效性放在首位。对开放型教案中一些教学内容,可让他们在课后的兴趣课中从网络的各站点上调用。(2)、通用性。从目前教育界设计的课件来讲,多媒体课件有许多因通用性差、其操作复杂、互交缺少而让其他数学教师生畏,难于使用和推广。我做课件时,注意选择各个工具平台和软件的兼容性、一致性以及通用性,使其他教师也能在网络上调动、使用,发挥多媒体教学的真正效能。(3)、方便型实用。网络多媒体课件的操作,必须方便、简洁,让计算机知识不多的人能根据提示而使用。我在课件的程式的设计上,采用大、小画面的视屏结构,小屏幕出现课程的设计思路索引,大屏幕出现事例、问题、讨论等,使操作者在使用中思路清晰,教学结构合理,教学风格根据个人特点随意调节,形成开放型教学格局。例如:教师可采用讲授法或讨论法、探索法等对索引进行调用。
实践表明，多媒体网络技术给数学教学带来的绝不仅仅是手段的先进、效率的提高，它改变了教与学的方式，实现了学生的主体地位的确定与主体作用的真正发挥。
3.基于互联网的实时评价——应用移动终端进行教学调查的尝试
互联网+评价，这就是另一个热词“网评”，在教育领域里，网评已经成为现代教育教学管理工作的重要手段。学生通过网络平台，根据事先设置的问题，对教师的教育教学提出自己的建议。教师可以基于此，进行及时改变自己的教学方式，以更好地适应学生发展的需求。
做教师多年，我所听到的大部分都是对我教学的赞誉，可我知道，我的教学中还有许多问题，比如，为什么我的班级还有数学成绩不理想的学生？为什么有些知识已经讲了许多遍学生掌握的还是没有达到我的要求？在反思自己教学的同时，我更需要了解学生的诉求，这样，才能做到在教学中有的放矢，更有针对性，更适合学生的发展。有了这个想法之后，更借助于一次去杭州学习的机会，让我对网络调查有了深刻的了解。于是，我通过“问卷星APP”,从课堂教学手段、课堂教学效果、周末直播情况等几个方面设计了更具有针对性的调查问题，使调查指向性更明确，更聚焦于我的教学。
由于是实名调查，通过学生的反馈，我及时调整了教学，对于有问题的学生，我针对性地解决了问题，收到了不错的效果。
同时，这种调查问卷也被我校应用到了每学期一次的教学调查中。通过实时的调查，学校可以及时了解教师的教学动态及学生的学习需求，在管理层面做到有的放矢，对学校原有的评估方式进行了有效的补充，提高了教学管理的效率与针对性。
五、课题研究过程中存在的主要问题及今后的设想：
（一）存在的问题
1.通过在课题研究实践的过程中，对微课的制作以及实施提出以下建议：
（1）微课制作的内容要生动有趣。
（2）应用微课的知识点要简单。
（3）微课制作不仅仅有新的知识也可以有复习内容。
（4）微课的制作可以借助不同的媒体手段。在本研究中，教师多利用ppt进行微课的录制，这种方法简单而且容易操作，但是动画形式较为单一。但是，通过学生的反馈，数学史的内容呈现较为单调，希望像讲故事一样配有flash等动画形式进行讲解。
（5）教师要注意微课与传统课堂的融合。通过笔者的教学实践以及教师意见发现，微课不能代替传统课堂，作为一种辅助手段，有效的融合在传统课堂中才能达到事半功倍的效果。所以教师需要找到与传统课堂的融合点进行教学。
2.教学过程中需要注意的事项：
（1）不要赶进度，精选习题，在需要用时间的地方，应舍得用时，不要搞疲劳战术。
（2）课堂内容不宜过多，这样会使学生造成很大的恐慌，出现更多的学困生。
（3）千万不要一言堂，让学生都加入到课堂当中来，真正成为课堂的主体。
3.从学生的角度看，他们往往难以区分网络信息的优劣，从而影响中学生正确的世界观、人生观、价值观的形成，造成中学生信仰的缺失或价值观的扭曲，公共道德意识弱化或社会责任感下降等，从教师的角度看如果我们不能正确区分多媒体网络教学和传统教学的作用，过分强调网络多媒体技术的优势甚至用它完全取代传统数学课堂教学模式，则可能导致教师过于依赖网络技术，使教学活动变得更为沉闷。
4.技术的更新需要资金的投入，这就需要所在学校的大力支持。而作为黑龙江省教育来说，在教育的投入上历来相差南方发达地区许多，所以，不仅仅是学校，也需要上级主管部门真正意识到这一点。
（二）研究展望
作为一名一线教师，笔者深知对于一种新的教学方法需要一个漫长的过程去实践去检验。本研究仅仅采用微课导入的教学模式进行研究，但是在其余学科等大范围的普及还需要大量的实践工作。本文主要利用微课在课堂导入部分的研究，但是微课也可以作为课后复习或者习题、方法等讲解进行应用，因此对于微课的应用范围还需有待探索。本文笔者制作微课主要通过ppt的内容进行呈现，但是在信息技术领域方面还有更加生动的方式将知识进行呈现。因此在今后的研究过程中，会将更多的信息技术融合的课堂中去，使得微课更加吸引学生。
随着信息技术的普及，“互联网+”一定会走进课堂，现在很多的教学比赛中对于信息技术的融合越来越重视。在我校，课堂逐渐由技术型教学走向混合型教学的转变，真正实现智慧型教学。笔者所在的学校已经大范围的应用微课，不仅仅在课堂导入，尤其是在假期作业讲解方面都利用微课。学生已经将观看微课当作一种习惯。在今后的教育中，应该更加关注教育的变革积极投入到教育教学改革中，期待着我们有着更有效的教学模式。
总之，当“互联网+”第一次纳入国家经济的顶层设计，就意味着“互联网+”时代的正式到来，教育只有顺应这一时代的需求持续不断地进行革命性的创造变化，才能走向新的境界。面对“互联网+”时代给出的新机遇新挑战，每位教师都必须坚定信心，解放思想，全力打造出属于自己的“网络新教育”。
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