数学新课程与信息技术环境下培养创新思维能力的设想
长汀一中 黄良铣
1、课题的研究现状，选题意义和研究价值
信息技术作为当今社会进步的重要标志的一个先进工具已不容置疑地渗透到各行各业之中，同样在数学教学中使用信息技术是数学教育的一大进步，信息技术作为一种认识工具延伸了人的大脑思维，是改进数学教学的强大平台。
在当今知识经济条件下，国际间综合国力的竞争越来越多地表现在创新型人才的质与量的竞争。造就高素质的创新型人才，是时代赋予我国教育最具挑战性的历史使命。要完成这一极具挑战性的历史任务就必须进行关于人才的创新意识、创新能力，特别是创新思维的研究和实验。脑科学理论的研究表明：创新思维是人头脑中图式变异的条件下产生新的图式，它是人脑中各类细胞的碰撞产生新细胞的结果。人的一切创造行为都离不开创新思维，创新思维是人脑最高层次的机能。明确地说，创新思维就是指提供新颖的、有价值的成果的思维。创新思维是开拓人类未知领域的思维，具体到学生的数学创新思维主要体现在发现新知识，揭示新规律，创造新方法，探求并解决新问题的思维过程之中。具有创新思维的学生，有丰富的想象力，能举一反三，触类旁通，能发现别人忽视的东西，寻找新的生长点。他们兴趣广泛，思路敏捷，有强烈的好奇心及求知欲，能提出探索性的问题，并以具有创见性的方式运用已有知识。数学教学中培养学生的创新思维能力是创新教育的核心内容。
在我国传统的教育中比较多地采用“注入式”教育模式，把知识积累放在第一位，而把能力培养放在第二位，没有能够较好地把能力的培养渗透到学生的知识掌握过程之中，特别是数学教育过程中，由于数学本身具有大量重复及复杂数据处理的枯燥性以及许多数学内容的抽象性等特征，往往阻碍着学生创新思维能力的培养。借助信息技术作用于数学教学，就能够把过去数学教学过程中做不到或者做得不太好的事情（比如错综复杂的数据整理，抽象知识的具体呈现等）做好，这就更有利于学生将更多的时间用于决策、思考、推理和解决问题，进而更好地培养学生的创新思维能力，使之成为创新型人才。
2、课题的研究目标，内容、观点和创新之处
课题的研究目标：
运用科学发展的观点，主体意识的观点、知识建构的观点，来探索信息技术在高中数学教学中的作用规律，寻找提炼并培养高中学生创新思维能力的科学而有效的途径和方法。
课题的研究内容：
（1）应用信息技术创设情境，展示过程，教师运用恰当的创造性策略，如发散性变式提问、多法求解、错解辨析、障碍扫除、延迟评价、协作讨论、思路提示、结果预测等方法，培养学生的发散思维能力和批判性思维能力。
（2）通过适当的数学史和科学发现过程的教学，培养学生的科学思维态度、方法和创造性人格。
（3）通过创造性教学策略的研究和应用提高教师自身素质，培养创新型教师。
（4）提高教师科学应用信息技术的水平，形成一系列适合创新思维能力培养的数学教学资源，网络资源和典型案例，论文实录等。
课题的观点和创新之处：
人的创新思维的发展受到先天条件和后天环境各种因素的影响，在个体的不同年龄阶段表现出不同的特点和发展趋势。高中学生脑和神经系统基本成熟，脑细胞的内部结构和机能不断进行复杂的分化，神经的联络纤维在数量上大大增加。联络神经元的结构和皮层细胞的结构机能在迅速发展，为形成联想、概括、抽象思维奠定了物质基础。对于高中学生的创新思维来说，他们具有一定的发散思维能力，但还有待发展，尤其是发散思维中的独创性表现不很成熟，水平也不高。他们的批判性思维能力发展迅速，逐步趋于优势地位，但没有达到成熟。如何在教学过程中唤醒学生的问题意识，培养学生的发散思维和批判性思维，是进行创新教育，培养学生创新思维能力的热点。数学是关于思维的科学，其中含有许多的实验成份，它又是其它科学发展的重要基石，正如马克思所说：“一门科学只有在成功地运用数学时，才算达到了真正完善的地步”。在数学发展史上，数学知识生成的过程有许多价值非凡的创新思维的素材，从中可以提炼出供人们学习、借鉴、能够提高人们创新思维能力的原理和原则，对于培养学生创新精神和创新思维能力具有独特的优势。
如前所述，信息技术作为一种重要的认识工具，延伸了人的大脑的思维。运用现代教育理论和信息技术，通过对数学教学过程和教学资源的设计、开发、利用、评价和管理，可以实现数学教学过程优化的理论和实践。借助信息技术这一重要工具，在高中数学教学中可以用来创设情景，在函数观点下进行错综复杂的数据处理，把抽象问题直观化；还可以展示概念的形成、原理的建立和科学研究过程，促使学生充分发挥形象思维和抽象思维，多种机能促进学生左右脑功能的协调发展，训练学生使用全脑学习，进而形成多层面多层次的感知。同时可以激发学生的学习兴趣和动机，从而提高个体从事创新思维的内驱力，促使学生发散思维的流畅性，变通性和独创性得到发展；批判性思维能力得到提高，学生的创造性人格得到培养。基于以上认识，我们认为在信息技术环境下培养高中学生数学创新思维能力的研究非常重要的科学价值，从而确定了这一研究课题。
3、课题的研究思路、方法、技术路线和实施步骤
“思维从问题始，问题是数学的心脏。”在信息技术环境下引导学生从问题开始作为思维的起点，从问题思考过程和解决问题的切入点去培养学生思维的发散性，即从不同侧面，不同角度去思考同一类问题，也就是数学教学中常用的一题多解，一题多变等。对已形成的解题方案与见解，还要深思熟虑地问一个为什么，这就是训练学生思维的批判性，在此基础上，放开学生的思维的求异性，这就是形成创新思维的开始。我们要把创新意识、创新精神贯穿于数学教学的全过程，在实验的过程中重点探求创新意识形成与创新思维能力培养的心理因素的研究；信息技术环境下课堂教学组织形式的研究；信息技术环境下教与学行为转变的研究；信息技术环境下创新思维教学模式发展的研究；信息技术环境下学生创新思维能力检测评价的研究等等。我们必须面向全体学生，充分挖掘学生的智慧潜能，开发学生的智力和非智力因素，在不同层次学生都达到教学基本要求的基础上，对知识方法进行适度的延伸和拓展，培养和发展学生的实践操作能力和想象力，进而培养学生的创新精神和创新思维能力。在课题研究过程中我们要紧紧抓住教师、学生、教学、教材及信息技术等几个要素，运用教育实验法探讨信息技术在数学教学过程中应用的有效方法以及对培养学生创新思维能力的作用规律；运用观察研究法对课堂教学过程、效果进行全面、细致、深入地观察，获得比较客观的事实材料，用以检验研究假设和结论，并及时调整教学研究；通过调查表、问卷、访谈、收集信息资料，修改并完善研究方案，优化教学过程设计，提高教学效果；通过恰当的专题网站建设以及数学问题解决擂台赛设置等，更加有力地推进学生创新思维的发展。实验对象为高一下和高二年级的学生。
作为实验学校，我们早在2001年就建成了学校局域网，计算机网络已经进入了每一个班级的教室里，学生在自己班上就能享受到现代网络、信息技术的实惠。我们校在2001年2005年之间参与了国家“十五”课题：《向量天地》学习网站的建设与应用的研究在研究过程中有多项成果分获省级、国家级二等奖，论文也多次参与省级及国家级大会交流并汇编成册，我们的学习网站获得国家级二等奖，并于2005年6月于湖南长沙结题申报中获得专家组的好评，顺利通过结题。我们的实验老师已经积累了较为丰富的现代教育技术手段及实践经验，为新一轮的课题研究奠定了坚实的基础。
实验周期为2006—2010年，其中2006年3月—2006年7月为课题启动阶段，主要是制定实验研究方案，建立课题研究小组，小组成员培训，明确实验意图。2006年8月—2007年6月为初步实验阶段，主要是在实验过程中不断构建和实现实验目标的设计，健全可操作的实验步骤，让实验教师初步形成有自己特色的课堂教学模式或基本，并按形成的模式开展相关的实践活动。2007年8月—2008年7月为实验的教学模式的批判、修正及形成阶段，在这一过程中主要在于形成信息技术、实验教材、实验教师、实验学生相互作用，构成立体交叉的教学模式，并在实践中进一步得到验证。2008年8月—2009年7月为成果总结阶段，主要建设相应的专题网站，形成多形式的教学资源，展示相应成果及必要论文。2009年8月—2010年6月为理论升华、课题结题阶段，在这一阶段主要是全面总结实验成果，形成基本理论，写出实验报告，形成《信息技术环境下培养数学创新思维研究》的专著或汇编，申报专家鉴定验收和结题。
