利用“Z+Z”智能教育平臺 推進信息技術與數學課的整合

喬貴春

（華中師范大學 信息技術系 ，湖北 武漢 ，430079）

摘要：“Z+Z”智能教育平臺的推出，給中國的數學教學帶來了新氣象。本文從“Z+Z”的特點出發(fā)，深入研究了“Z+Z”應用于數學課堂為之帶來的變化，以及“Z+Z”應用于數學課的三大功能，以期更好的促進信息技術與數學課的整合。

關鍵字：“Z+Z” 智能教育平臺  信息技術  整合

在數學課程改革不斷走向深入的今天，信息技術在數學課程改革中起著越來越重要的作用。全日制義務教學課程標準的基本理念第6條提出：“現代信息技術的發(fā)展對數學教育價值、目標、內容以及學與教的方式產生了重大影響。”^[1]信息技術與數學課程的整合成為新課程改革的必然趨勢。

“Z+Z”智能教育平臺是為我國基礎數學教育量身制作的一個教學平臺。該系列軟件已通過教育部權威部門的測試，正式版本將由人民教育出版社出版發(fā)行，并盡快進入全國的中學課堂。

一、“Z+Z”智能教育平臺簡介

“Z+Z”智能教育平臺（以下簡稱“Z+Z”）是我國數學家張景中院士主持開發(fā)的數學教學平臺。智能教育平臺，是在某一知識領域內的一定層次上，能夠滿足人們引用知識，運用知識，傳播知識，學習知識和發(fā)展知識需要的計算機系統，即能夠使這些活動盡可能機械化的計算機系統。而“Z+Z”指“知識+智慧”。該平臺不僅是豐富的資源庫，還具有強大的智能性^[2]。

與其他的教育平臺相比，“Z+Z”具有以下幾個特點：

1、 智能黑板  教師講課時，既可以根據課堂反映即興寫字畫圖，以及計算、推導、實際測量、解方程等，還可以讓你畫的圖形變成動畫，有條不紊的進行預先準備的自動化等多媒體材料。作為演示平臺時，可以把一些補充的內容縮小放在一邊，需要的時候將該窗口放大，這樣可以節(jié)省空間，使用起來也非常方便。它能使復雜的計算、推導過程變得非常簡單，在短時間內傳遞給學生更多的信息。

2、 貼身秘書  該平臺的另外一個顯著特點是能夠把操作所進行的每一步驟都記錄下來，供師生回顧所學知識，并且可以快捷的返回到任何一個步驟。如圖1所示，在作圖工作區(qū)中做出了一個點，一條直線和一個圓，左邊的工作區(qū)自動記錄了所做的11個步驟，用戶可以返回到任何一個步驟進行修改。

圖1 “Z+Z”作圖時具有記憶功能

3、 資源庫  “Z+Z”智能教育平臺是一個巨大的智能的資源庫，教學資源庫與新課程配套，包含上百個課件，供老師上課時選用。這將極大地節(jié)約老師重復開發(fā)課件的時間，以便于他們集中精力于教學設計。^[3]

二、引入“Z+Z”智能教育平臺的數學課堂新氣象

（一）激起了教師用電腦教學的熱情 

計算機技術與數學課堂教學的整合，使數學教學在教學模式、教學方法等方面得到空前的發(fā)展。課件的開發(fā)與應用是信息技術應用于數學課堂教學的重要體現，但對于一般的教師來說，課件的制作耗時、耗力，非常麻煩。 “Z+Z”的脫穎而出為廣大教師提供極大的便利，使得教師對自己的教學更具信心。
　“Z+Z”對教師的課堂教學活動表現為以下幾點優(yōu)勢^[4]：
?。?span lang=EN-US>1）為教師提供現成的教學課件和教學資源。
?。?span lang=EN-US>2）為教師設計研究學習案例提供很好的素材，激發(fā)教師的教學設計靈感。
?。?span lang=EN-US>3）為教師提供可研究與探討問題的情境。
?。?span lang=EN-US>4）“Z+Z”涵蓋了代數、平面幾何、三角函數、解析幾何等數學領域，整合了各種數學教學軟件。

（二）激發(fā)了學生的探索熱情

許多同學和老師認為數學學習的只不過是一些純粹的理論和枯燥的運算和證明，且實用性不強，數學課是枯燥乏味的，數學知識是復雜抽象的。所以他們對數學課“又恨又怕”，久而久之減淡了對數學學習的熱情。而“Z+Z”的出現扭轉了這一局面。“Z+Z”為學生學習數學知識和解決問題提供強有力工具。多媒體技術讓筆墨的靜態(tài)學習方式向圖音像的動態(tài)學習方式轉化，為學生的研究性學習提供具有探討意義的環(huán)境，如“七巧板”、“ 五色八分轉盤”、“24點游戲”等等，在有趣的游戲中學習數學知識，真正做到了寓學于樂，極大的調動了學生學習數學的熱情。

三、應用Z+Z智能教育平臺，促進信息技術與數學課程的整合

人們對知識的需求是多種多樣的，但大體說來不外乎這幾種：引用知識、運用知識、傳播知識、學習知識、發(fā)展知識。“Z+Z”已經解決了上述的運用知識、傳播知識、發(fā)展知識三點，并且還在不斷發(fā)展和完善之中。     

（一）運用知識---利用“Z+Z”解決數學問題

這一功能主要是針對學習者而言的。“Z+Z”是一個巨大的資源庫，它為學習者提供了豐富的學習資源。

首先，利用“Z+Z”可以很好地解決數學問題。前面講到，“Z+Z”為學習者提供了一個龐大的知識庫。它最大的優(yōu)勢就是可以“寓教于樂”，“寓學于樂”，用反常規(guī)的方式去解決問題。學習者可以在解決數學問題的同時發(fā)現生活中的數學。例如，學習者經過探索獲得了下面兩幅分別由直線和圓組成的圖案，不僅對直線和圓有了更深刻的認識，而且可以獲得“數學產生美”這樣的感性認識。

 圖2  直線和圓組成的圖案^[5]

其次，使用“Z+Z”的過程是數學知識的應用過程。“Z+Z”各種命令及功能的設計非?？茖W，符合數學規(guī)律。比如畫圓的時候，首先做一個點（確定圓心），然后雙擊該點拖動鼠標到一定位置（確定半徑）。這一簡單的操作向學習者傳遞這樣一條信息：圓由圓心和半徑決定。當然， “Z+Z”還有很多復雜的操作，沒有數學知識做基礎是不能做出來的。

（二）傳播知識---利用“Z+Z”講授數學知識

傳播，原意為通訊、 交流、傳達的意思，現在是指傳播者利用適當的媒體，采用一定的形式向接受者進行信息傳遞和交流的一種社會活動。“Z+Z”在教育這個傳播過程中起著重要的作用，尤其是數學教學中。

根據傳播理論的觀點我們可以把“Z+Z”在數學知識傳播過程中的作用用圖3來描述。虛線框中的內容顯示了 “Z+Z”在傳播過程中所扮演的角色：傳播通道和探索工具。受教育者在學習過程中不是被動的接受者，而是一個主動的探索者。數學知識庫和知識元件表示系統為學習者提供了龐大的資源庫，使得他們可以在數學天地里自由飛翔；自動推理系統和問題生成系統幫助學習者發(fā)現問題，尋求解決問題的途徑，并最終輔助學習者完成一系列的推導；演播系統將提供學習者之間交流的平臺，實現知識共享。測試系統和答疑系統進一步檢驗和進一步鞏固了學習者的學習效果，一方面減輕了教師的負擔，并且為學生獨立思考提供了最佳環(huán)境。學習者不僅可以及時地將信息反饋給教師，而且在整個過程中，他們都可以對“Z+Z”做出即時反饋。抽象而復雜的數學知識經過“Z+Z”的編碼和加工，變得直觀且簡單易懂。

同時，“Z+Z”的動態(tài)化以及濃縮知識的特點更顯其獨特的優(yōu)勢。動態(tài)化是指它可以化靜為動，使靜態(tài)知識動起來。純粹的講解容易讓人對數學知識產生 “思維疲勞”，而“Z+Z”參與到課堂中恰恰解決了這一問題。另外，使用“Z+Z”做的課件發(fā)布到網頁上后不到10k，并且可以根據用戶需要進行修改，很容易實現資源共享和知識的廣泛傳播。例如，做出函數y=sin(x)的圖像后，你只需要修改函數表達式，就可以得到各種各樣的函數圖像。

圖 3 引用了“Z+Z”的數學課堂知識傳播圖

（三）發(fā)展知識---利用“Z+Z”支持數學研究 

對一個簡單的圖形（如正方體和它的對角線、表面上的對角線）進行自動推理搜索可以得到大量幾何關系，有助于培養(yǎng)學生發(fā)散性數學思維，認識數學規(guī)律的一般性（如圖4所示）。

另外利用圖形的反射和平移等幾何變換知識進行不規(guī)則多邊形鑲嵌；利用等積多邊形的剪拼方法進行勾股定理的證明；開展“面積丟失之謎”等數學探索活動……極大限度地拓展了學生的思維，有效地培養(yǎng)了學生的空間想象能力與邏輯思維能力。

圖4  自動推理庫可以檢索出大量的幾何關系

四、小結

信息技術提供了理解、探索數學的平臺,把數學變得容易理解,使得數學走向生活,走向現實,更加情境化；使得數學教學更加生動活潑,真正從書本中、課堂上、考試中走出來,回到數學教學的本體上來。 “Z+Z”以多樣的形式呈現數學知識，使得數學材料更具有動態(tài)性、可視性,進而使學生感受數學在生活中的作用與價值,感悟數學的真諦,共享學習收獲,從中真切地感受數學的優(yōu)美和力量^[6]。

Utilizing Z plus Z to Promote the Integration of Information Technology and Mathematics

Qiao gui-chun

(Central China Normal University, Wuhan, Hubei 430079)

Summary：The releasing of Z plus Z intelligence education platform brings the new appearance to our mathematics teaching. This text begins with the characteristics

of Z plus Z, goes deeply into studying the changes and the three greatest functions of  Z plus Z applying in mathematics class as to quicken the integrations of IT and math..

Key Words: Z plus Z, intelligence education platform, Information Technology, Integration

參考文獻

[1]基礎教育課程改革綱要（試行）（2001）.[Z].

[2]張景中主編.超級畫板范例教程.北京.科學出版社.2004

[3]張景中.我們?yōu)槭裁匆?#8220;Z+Z”.中國教育報.2004年1月13日第8版

[4]國興中學“Z+Z智能教育平臺”課題實驗工作簡報[DB/OL].

http://www./www/jstd/2005-12-29/1135860627d107501.html

[5]冼詞學.談談“Z+Z智能教育平臺”在數學課堂教學活動中的幾點作用[DB/OL].

http://www./www/jstd/2005-12-29/1135855188d106690.html