如何利用信息技术解决学生自主探究中的问题，培养他们的创造性思维
面向21世纪的基础教育的当务之急是全面实施素质教育。小学生数学素质的提高是素质教育极其重要的内容。一个人的数学素质的优势不仅仅在于他掌握了多少数学知识和数学理论，也不在于他能解决多少数学问题，而在于他能否运用数学(包括数学思维)解决问题，形成学习新知识和适应社会发展需要的能力。《义务教育数学课程标准》中的问题解决是一个重要的目标领域，要求通过初期教学，学会从数学的角度提出问题和理解问题，并综合运用所学知识和技能解决问题，培养应用意识；形成一些基本的解题策略，体验解题策略的多样性，发展动手能力和创新精神，学会与人合作，与人交流思考的过程和结果。评价和反思意识初步形成，如此高的要求使得解题成为培养学生创新意识(数学思维和数学理解)实践能力的重要途径。然而，在多年应试教育的影响下，“填鸭式”、“填鸭式”、“老师只问学生只答”的现状依然普遍存在，成为制约学生数学素质提高的瓶颈。如何提高学生的数学素养，培养学生解决问题的能力，克服上述弊端，也成为人们关注的焦点。
2.理论与研究基础分析。
2.1研究所依据的主要理论
本课题的实验研究以建构主义教学理论为指导，结合小学数学教学实践，探索应用现代教育技术培养学生问题解决能力的教学模式。
建构主义学习理论的核心思想是通过高级思维(创造性思维)进行学习，基于问题解决来建构知识:即设计关于学习内容的问题或由学生提问，使学习者通过解决问题获得相应的问题图式和相关的概念理解。
问题解决活动可能使学习者更积极、更广泛、更深入地激活学生原有的经验，理解和分析当前的问题情境，并通过积极的分析和推理活动产生新的认识和假设。这些概念的合理性和有效性自然在解题活动中得到检验，其结果可能是对原有知识和经验的充实和丰富，也可能是对原有知识和经验的调整和重构。
2.2基于理论分析的基本研究观点。
问题解决活动要求学生利用原有的知识和经验，将当前的问题情境同化到已有的经验结构中。然而，原有知识的应用并不是一个完整的应用。学生需要针对当前的具体问题对原有知识进行一些调整和改变，即原有的知识经验会适应当前的问题情境，知识的应用过程也是一个建构过程。解题活动中的同化和适应，恰恰是知识和经验建构的机制。至此，解题活动和学习活动可以趋同了。
因此，在教学设计中，当学生试图解决问题时，应提示学生发现完成总体任务所需的子任务以及完成各级任务所需的知识和技能。在教学过程中，首先选择与儿童生活经验相关的问题，同时提供更好地理解和解决问题的工具，然后对学生进行个体或小组探究，寻找解决问题所需的基本知识和技能，最终在掌握这些知识和技能的基础上解决问题。
3.实验假说
在小学数学课堂教学中，丰富的网络课程资源和有效的网络学习方法能有效促进学生创造性解决问题的能力。
4.项目的研究目标
通过本课题的研究和实践，探索应用现代教育技术培养学生解决问题能力和培养创新意识的教学模式。具体目标如下:
1，探索应用信息技术培养学生解题能力的教学新模式；
2.制作一批相应的多媒体资料或课件，开发设计一批典型课例，形成一系列有效的项目教学模式；
3、教学论文、研究报告等。
5.实验过程和方法
5.1科目:
本课题实验在小学一、二期进行(第一期从一年级到三年级，第二期从四年级到六年级)，重点在二期。对于所有学生，没有对比班。
5.2实验时间:
准备阶段:2006年8月-9月5438+0
确定实验组成员，研究课题，制定研究计划和实施方案，申报课题，做好实验前的物质准备。
实施阶段:2006年9月5438+0-2004年6月
开展课题实验，收集实验数据，总结阶段实验结果，完成论文、视频课、案例。
5.2.3总结阶段:2004年6月-2004年2月，65438+。
整理分析数据，撰写实验报告和论文，整理实验案例、软件和论文，接受项目验收。
5.3实验方法:
以行动研究法为主，辅以观察、调查、访谈、测试、学生作业分析、案例研究等方法。
6.实验结果
6.1促进学生能力的提高。
调查表明:
98%以上的学生喜欢多媒体课和网络课，认为学习过程生动有趣，能接触到最前沿的学习。
方法和最丰富的学习内容。学生参与教学过程的积极性和主动性都很高。
例如，在网络课程《旋转与平移》中，教师将与旋转与平移现象相关的各种材料串联成一个数学故事《风车宝宝的寻宝》，使自己独立的材料和习题巧妙地融入到生动的故事中，大大提高了学生的学习兴趣，丰富了他们对旋转与平移现象的感性认识。在学习中，电脑已经成为一种学习工具。学生可以通过操作键盘和移动鼠标来平移和旋转图形，并完成多层次的板上练习:分牌(区分平移和旋转)和突破迷宫(平移图形)
智能解锁(旋转图形)、巧妙拼图(平移旋转综合练习)、平移旋转图形创意设计。新颖的设计和全方位的参与使学生完全融入教学过程，取得了良好的教学效果。
因为学生可以在教学过程中运用计算机和网络技术进行自主学习，基本操作学生的信息技术
能力，以及快速收集、处理和使用信息的能力都有了很大的提高。
比如网络课程“数字奥运”，就是以“统计知识”为主题的复习课。老师们将把有关第28届奥运会和所有奥运会的资料制作成网络课件，同时利用网络中动态网页的实时统计功能，充分体现网络的强大功能。此外，在本课中，教师充分利用OFFICE2000软件的各种功能，为学生统计感兴趣的内容提供了一个多样化的平台。联想2000的在线教学平台为老师协调学生的各种交流提供了很好的保障，让学生更好的交流自己的解题策略。该设计体现了网络环境下交互学习的特点，充分发挥了现代信息技术的优势，使现代信息技术成为学生学习数学和解决问题的有力工具。
学生创造性解决问题的能力得到提高。通过实验研究，学生可以从数学的角度发现问题，提出问题。
有强烈的问题意识；在解决问题的过程中，思路开阔，方法多样，独具匠心。
比如“乘法的初步认识”这一课，在学习了乘法的初步认识后，大部分同学都能根据图的意思写出同数相加的加法公式和乘法公式。由于两个乘法公式只是因子的位置不同，学生往往误以为同一个加数和同一个加数的数意义相同，从而混淆了真实背景的意义。为了加深学生对几个相同的加数相加的印象，深刻理解乘法的意义，教师将计算机引入课堂，要求学生用计算机画出反映乘法意义的示意图，写出几个加数的图示和相应的乘法公式。在活动中，学生们表现出了超出老师预期的解决问题的能力和创造力。每个学生不仅完成了一个或多个成功的作品，有些学生甚至创作了丰富的场景图。活动结束，就连平时不敢说话的同学也带着老师欣赏他们的作品。
学生作品示例:
五个2公式:2╳5╳2
三个4公式:3 ╳ 4 4 ╳ 3
两个6公式:2╳6╳2
两个2公式:2 ╳ 2
四个3公式:3 ╳ 4 ╳ 3。
三个2公式:3╳2╳3。
课题研究的开展促进了学生数学素养的全面提高，我校学生在各级各类数学竞赛中多次获奖。
荣。
2002-2004年小学生数学竞赛获奖情况
国家、省、市和区一级
三等，一等，二等，二等，三等，二等，三等。
1 2 1 10 13 28 20 42 65
6.2探索培养学生创造性解决问题的方法。
6.2.1利用互联网创设问题情境，培养问题意识。
学生学会数学思维，用数学方法理解和解释实际问题，能从现实情境中看到数学问题，是数学素养的重要标志。这就要求我们在教学中帮助学生树立“问题意识”。但是，问题来源于生活，并嵌入其中。如何沟通数学与现实生活的联系？计算机网络以其丰富的学习资源、开放的交互功能和自主的学习方式为我们解决这一问题提供了强有力的技术支持。
数学的起源和生命是具体的，但数学被抽象了。因此，我们应该把数学的抽象内容附加到现实背景中，让学生学习现实生活中产生和发现的数学。利用计算机网络创设问题情境可分为:
(1)结合实际，创设发现问题的情境。
比如“因子的乘法估计是两位数”这一课。项目介绍的“热身训练”部分:学生登录老师指定的旅游网站，查询今年“十一”黄金周旅游景点平均每天接待的国内外客人数量。在信息的交流中，学生可以根据给出的例子找到这样一个计算，数据不需要太精确，估算就可以了，让学生体会到估算的好处和价值。这时，教师抓住教学时机，让学生谈谈自己生活中的估算例子，提出问题引入新课。
(2)任务驱动的问题解决情境的创设
我们以“一个因子有两个数的乘法估计”这一课为例。在综合应用的“专项规划”环节，老师播放了贫困地区孩子生活学习的视频。真实的画面和鲜明的对比让同学们产生了强烈的震撼。学生们自发地想要帮助那些贫穷的孩子。为了让更多的人参与到这项有意义的活动中来，同学们通过网络向全校师生发出倡议——为贫困地区学生献爱心。在真实任务的驱动下，教师启发学生运用所学知识解决捐赠活动中可能出现的问题。比如估算全校师生的捐款数额。学生在小组合作解决问题的过程中，经历了分工合作、收集整理数据、分析处理信息的全过程，积极主动地将所学知识与实际问题联系起来，学以致用。
其教学过程是:从真实情境中识别信息，发现并提出问题——引入新课——学习新知识——从真实情境中发现并提出问题——综合运用所学知识解决真实问题。信息技术创造了情境，提供了丰富的学习资源。
6.2.2利用网络平台交流解决问题的不同策略。
与传统教学方式相比，网络教学更注重教学的有效性和互动性。通过网络教学，不仅可以发现学生在学习过程中的不足并及时纠正，还可以展示学生不同的解题思路，开阔思维视野，比较各种思路的透视过程，交流评价不同策略，激发学生的创造性思维。
以“复习——成绩的意义和性质”这一课为例。教师利用课件制作软件“课件大师”制作互动课件。课件中包含多层次的练习，帮助学生梳理知识要点，建立帮助系统，让学生及时获得各种方式的帮助。在教学中，教师充分利用多媒体和网络课堂的交互平台，为学生创造自主复习和构建知识体系的环境——人机交互，计算机及时统计，在线实时反馈和评价。此时，教师可以监控学生的学习过程，与个别学生一起提供有针对性的辅导或参考学生的学习作业，组织交流和评价。
其教学过程是:学生自主复习，构建知识体系。
第一轮:老师监控学习过程，发现问题。
个人咨询组织交流
及时纠正学生的评价。
学生独立复习和解决问题。
第二轮:老师监控学习过程，发现问题。
∶
∶
6.2.3创造性地利用网络资源解决问题。
简单计算时间-快乐星期六是基于网络环境的数学课。教学内容巧妙地连接了虚拟英雄生活中的知识点。在综合应用阶段，教师要求学生收集有关课表的信息，经过筛选和组织后，应用到自己的周六活动课表中，通过人机交流、师生交流、生生交流，设计出具有实用价值和个性的课表。
因为学生的智力发展是不平衡的，有的擅长逻辑思维，有的擅长语言表达，有的喜欢抽象表达，有的喜欢具体事物，而课本所能提供的知识和材料又是单调的，不能完全满足学生的需求。在信息技术的支持下，教师可以利用多媒体网络为学生提供丰富的学习资源，让学生找到适合自己的学习方法，从而在解决问题的过程中体现自己的个性和个性。
6.2.4利用网络不断产生新的问题。
教科书的内容总是有限的，而网络特有的超文本链接功能可以充分拓展学生的视野，拓宽知识的广阔背景，让学生在极短的时间内学到比教科书内容多得多的知识，进而引发更深层次的问题。以“时间的简单计算——快乐星期六”这一课为例。在“闲暇时刻”部分，课件准备了很多关于时间的小知识:时间单位的换算，时间是如何产生的，最古老的刻钟漏和沙漏，关于珍惜时间的名言，关于时间的网址。学生可以随意点击，甚至上网浏览，在知识的海洋中尽情冲浪。在反馈交流中，同学们畅所欲言，畅谈感受和体会，有的甚至提出了更多更新的问题。这种设计突破了传统教学的时空界限，使学生在不断发现问题、分析问题、解决问题的良性循环中提高解决问题的能力。
6.3推进课程改革，提高教师素质。
2002年秋，我校以东湖区为整体进入省级基础教育课程改革实验区，学校全面启动课程改革实验工作。在实验课题的研究过程中，坚持以《课程标准》的理念为指导，注重新教材实验与课题研究的有机结合。要以科学研究为主线，以科学研究为支撑，以课堂教学为主阵地，以教学方法改革为突破口，立足课堂教学，优化教学方法，积极探索符合新课程要求的课堂教学方法和教学模式。在江西省中小学信息技术教育展和东湖区课改现场展示上，我们课题组老师讲授的多门实验课得到一致好评。
在课题研究中，通过一次又一次的理论学习、课题讨论和教学实践，实验教师不仅掌握了计算机操作技术，而且逐步掌握了先进的现代教育理论和教育研究的研究方法。课题组教师的科研意识和科研能力不断增强，教学水平有了很大提高。项目实验极大地促进了教师的快速成长。比如我们学校的黄丽君老师，从教不到三年，但她虚心好学，刻苦钻研，积极参与项目研究，在教学实践中迅速成长。她写的课堂记录和设计的教学课件获省市一、二等奖，她教的现场课被评为“江西省第十届数学年会优秀观摩课”，她还承担了区课改示范课的实验教学。其教学水平和研究能力得到了广泛肯定。
6.4积累了丰富的课程资源，促进了研究成果的普及。
在课题研究中，课题组成员既从一定的理论高度把握研究方向，又从具体的教学方法上精心设计每一堂课、每一个教学环节，注重课题研究的可操作性，积累研究的第一手资料。在近几年的实验研究中，课题组涌现出了一批高质量的实验研究课程、教研论文和优秀课件，形成了一批有价值的课程资源。比如课题组老师做的网页《时间的奥秘》，已经被上海市中小学现代教育研究中心挂在INT网上。《快乐星期六——简单计算时间》由潘海燕老师授课，受广西电化教育中心邀请，参加了当地的一次现场观摩课。
7.实验分析
7.1利用现代信息技术培养学生创造性解决问题的能力，网络教学有其独特的优势。然而，实践证明，并不是所有的教学内容都需要使用多媒体课件。即使在一些需要多媒体课件的情况下，也可以根据教学内容的不同分为演示教学型和网络教学型。如何把握信息技术运用的“度”？这就需要教师认真备课，根据教学的类型和特点，不能盲目跟风，否则只会适得其反。
同时，网络是虚拟世界，学生的动手操作是不可替代的。因此，网络环境下的教学不能适用于所有的教学内容，而应根据教学目标和内容的特点有所区别。
比如在《寻找规律》示范课中，教师充分利用学习工具，注重学生的实际操作，让学生在学习工具操作中发挥潜能，探索规律，解决问题，获取知识。比如在教授地砖的潜规则环节，老师只给出铺设一排地砖的图案，让学生自己创造规则，然后用校牌把后面可能出现的图案摆出来。开放的情境给学生提供了充分的时间和空间，学生的创新思维在积极大胆的探索中得到充分发展。教学的最后一环--设计有规律的图案来装饰墙壁。教师要求学生在小组中独立地、创造性地合作。设计的方式可以是绘画、剪贴、拼图。在小组完成他们自己的创作后，他们将展示和评价他们的作品。虽然这门课的教学课件只是用来创设情境，着重分析地砖中隐藏的规律环节，但这样的设计更符合学生爱做事、想创造的实际。现实的教学效果充分验证了皮亚杰的观点:儿童的思维始于行动，切断行动与思维的联系，思维就无法发展。
7.2网络环境下的课堂教学对教师和学生的计算机能力提出了更高的要求。
与传统教学方式相比，网络教学更注重教学的有效性和互动性。通过网络教学，不仅可以发现学生在学习过程中的不足并及时纠正，还可以向学生展示不同的解题方式，开阔思维视野，比较各种观点的透视过程，交流评价不同的策略，激发学生的创造性思维。
以“数字奥运”这一课为例。这节课主要是复习课，对小学的统计知识进行总结和梳理。教师收集第28届奥运会和历届奥运会的资料制作网络课件，然后利用网络中动态网页的实时统计功能，现场向学生收集数据，生成实时统计结果，并对数据进行分析。此外，教师还充分利用OFFICE2000软件和Legend 2000网络平台的各种功能，为学生在网页上收集自己感兴趣的内容、制作个性化统计图表、分析数据、预测未来发展趋势、提出合理化建议提供了平台，从而提供了一个多样化的展示和交流平台。整堂课的设计充分体现了现代信息技术的优势，但课堂教学的实施也对学生的计算机操作提出了更高的要求。
网络环境下的课堂教学是面向人机的。在实验初期，学生们不习惯这种新的教学方式，有的只看老师不看电脑。还有的只是操作电脑，而不是按照老师的指导去学习。这可能与长期以来形成的传统教学模式的影响有关。
因此，教师应该对网络教学课堂可能发生的事情有一定程度的预见，必须对教学信息资源进行精心设计和规划。我们的做法是根据教学内容采取不同的策略。新课程教学——自主设置学习件和课件，引导学生注意力；基础练习——为课件各部分设置密码或入口点，老师可以实时调整；开放话题——提供资源，自主探索，保障网络安全。另外，为了缩短学生对全新教学模式的“适应期”，可以采用一些自适应的题库和网络游戏，让学生经常尝试，逐渐适应这种人机交互模式。
此外，学生运用信息技术的能力将直接影响教学质量，甚至削弱数学的学科特色。因此，教师在设计网络课件时，一定要注意:第一，教师要根据学生的年龄特点和学科特点设计制作课件。课件的导航系统要有明确的指示。第二，学生的计算机基础(打字速度、计算机基本操作、互联网基本操作)要扎实，要普及。
8.初步结论
8.1.创造性解决数学问题的过程是“建构”的过程，是建立和建构新知识认知结构的过程。创造性地解决数学问题的建构主义学习可以比喻为:学生在心理上建构认知对象的“建筑”。除了少量关于新知识的信息外，大部分信息来自心理内部——已有的知识、经验、方法和观念；建构过程除了初期少量的外部活动外，主要是内部的心理活动和一系列思维动作的内部运作。
8.2创造性解决数学问题的学习过程是一个“学习解决老问题——解决新问题——解决难题——发现新问题”的连续循环。
学会解决难题，发现新问题，对于提高学生的信息素养，培养学习者的问题解决能力，发展学生的批判性思维、创造性思维等高级思维能力具有不可替代的作用。但新时代需要的创新型人才，不仅要有批判性思维和创造性思维，还要有基础性思维，基础的作用不可忽视。所以学习和设计一定有解决老问题和新问题的环节。
8.3在数学教学中，丰富的在线课程资源，有效的在线学习方法，学生与师生之间的互动，实验教学证明有利于学生创造性解题能力的培养和提高。但是，实验教学也证明，网络教学并不能适应所有的教学内容，也不是唯一的选择；根据教学目标和教学内容的特点，应该因“材”而异，以实现教学的最优化。