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計算機輔助數學教學的探索與思考

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數學，對抽象思維能力的要求較高，特別是在解決問題時，即使是最簡單的數學問題，也必須進行數學抽象。這就使數學的學科門檻較高，不易入門。在傳統的“粉筆+黑板”的數學課堂教學模式中，容易使學生產生“審美疲勞”，進而喪失學習的興趣。而計算機輔助數學教學是現代教育改革和發展的必然趨勢，數學活動課作為新課標、新教材的一部分，和必修課相輔相成，能對必修課的學習起到輔助和促進的作用。數學活動課程與信息技術整合，不僅改變了傳統的教學模式，而且在豐富學科知識、創設教學情景、優化課堂結構等方面起到積極的作用。
把計算機引入數學課堂教學，可以在很大程度上彌補傳統數學教學的不足，有效克服數學學科抽象有余、形象不足的困難。計算機獨特的計算機處理能力，可在一定程度上超越時空的限制，跨越語言與形象的障礙，變靜態為動態，化抽象為直觀。因此，我們可以通過精心制作的計算機課件，創設教學情景，建立“數學的實驗室”，讓學生通過“做”數學來學習數學，讓原本抽象的數學在一定程度上具體而鮮活起來，讓學生不再覺得數學枯燥，讓學生不再畏懼數學。
計算機輔助數學教學的研究在社會迅速發展的今天，計算機這一高科技產物廣泛的應用于各行各業中，取得了巨大的經濟效益和社會效益，作為社會重要組成部分之一的教育當然也不例外，隨著計算機的日趨普及和計算機技術的飛速發展，以計算機技術和網絡技術為核心的現代教育技術已在課堂教學中得以廣泛的使用。計算機輔助數學教學能創設情境，提高教學效率，并能彌補傳統教學方式難以克服的重點、難點的教學，達到事半功倍的結果。下面結合我個人實踐談談計算機輔助數學教學的探索與思考。
一、計算機輔助數學教學的作用
1、探求創新，再現知識發現過程。
創新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發達的不竭動力”，站在世紀之交，展望世界，國際競爭，表面上看是綜合國力的競爭，實際上是國民素質、人才創新能力的競爭，而創新的源泉則是人的創造力，這就為現代的教育提出了一個迫切需要解決的問題，顯然，僅以記憶儲存知識為目標的傳統教育是不能適應知識經濟時代的要求。我在數學教學中發現，要提高學生的創新能力，有一個很有效的途徑，就是再現數學知識的發現過程，讓學生在已有的知識上猜想結論，發現定理，從而提高創新能力，這樣有助于培養學生獨立思考的能力，有助于學生得到成功的喜悅和增強自信心，也有助于鍛煉學生克服困難，探求知識的毅力。
2、創設情境，激發興趣，提高學習效率
在數學教學中，運用計算機輔助教學，可以為學生創設豐富多彩的教學情境，增設疑問，巧設懸念，激發學生獲取知識的求知欲，充分調動學生的學習積極性，使學生由被動接受知識轉為主動學習，積極配合課堂教學，主動參與教學過程，從而提高學習效率。
3、化靜為動，突破教學重點、難點
數學的教學內容與其它科目相比較抽象，再加上有些內容的傳統教學手段不得力，所以某些內容對于學生而言比較難掌握，這就形成了教學的難點。而教學重點是我們在教學過程中要求學生必須掌握的內容。傳統的教學方法在某些教學重點、難點的教學上有一定的局限性。計算機輔助數學教學進入課堂，可使抽象的概念具體化、形象化，尤其計算機能進行動態的演示，彌補了傳統教學方式在直觀感、立體感和動態感等方面的不足，利用這個特點可處理其他教學方法難以處理的問題，并能引起學生的興趣，從而增強他們的直觀印象，這就為教師解決教學難點，突破教學重點，提高課堂效率和教學效果提供了一種現代化的教學手段。
二、計算機輔助數學教學的優勢
1、計算機輔助教學，是運用計算機輔助授課教師解決難點教學問題，因而應讓計算機成為教師進行課堂教學的輔助手段，而不能完全代替教師的授課。而且，每一節課不要非用計算機輔助教學不可，這樣容易進入用計算機代替黑板的誤區，至于什么內容適合用計算機輔助教學，我在教學實踐中總結出“用傳統教學方式很難講清楚的內容用計算機輔助教學比較合適”，具體的說有以下幾方面：(1)、從常量到變量的過渡，如：函數；(2)、從靜態到動態的過渡，如：三角函數，點的軌跡；(3)、從平面圖形向空間圖形的過渡，如：柱、錐、臺；(4)、邏輯思維與形象思維的結合，如：數形結合；(5)、教學資料的匯總，如：圖片、聲音、錄象的合成，6、探索性問題，如：多邊形的內角和，等方面都能顯現出計算機技術的優勢。
2、在計算機屏幕上實現生動靈活、有聲有色的演示。利用計算機演示的優勢，把抽象枯燥的數學內容設計成生動、靈活、形象、多變的演示過程，代替教師冗長的講授，很多難于理解的抽象的數旋學知識變得形象、生動、易懂、易記，學生參與課堂的積極性也隨之提高，一些程度較差的學生觀察演示而易于接受新的教學內容。例如：在初中幾何“正方形”一課中，我們可以利用計算機，通過平移把平行四邊形較長的一組邊同步縮短，使得有“一組鄰邊相等”，緊接著把一組對邊繞著同一鄰邊的兩個端點同步旋轉，使得有“一個角是直角”，用動畫演示了“平行四邊形→菱形→正方形”的正方形概念的形成過程，再用動畫演示了“矩形→正方形”、“菱形→正方形”的變化過程，揭示了它們之間的內在聯系，引出了正方性的性質，使學生容易理解并記住正方形的定義及其性質。
3、反映事實，呈現過程。數學教學過程中的關鍵是讓學生掌握知識的形成過程，使學生知其然，又知其所以然。運用計算機教學可以將教學中涉及的事物形象、過程等全部內容再現于課堂，使教學過程形象生動，使難以覺察的東西清晰地呈現在學生的感覺能力可及的范圍之內。例如：在教學“角的認識”這一課時，教學生如何畫角是一個重要內容。教師用傳統的教學方法在黑板上畫給學生看，存在著一定的弊端。如：學生走神，教師畫時部分學生不注意看；教師作圖時，身體遮擋住部分學生視線等等。而運用計算機輔助教學，情形就大不一樣了。我們可以先用計算機演示畫角的步驟和基本方法，由于用計算機演示，手段新穎，學生的注意力集中，給學生留下的表象深刻。演示結束后，教師再到黑板上示范畫角，最后讓學生獨立畫角。這樣的教學過程設計，符合學生的心理需求，使學生對畫角方法清楚明了，教學效果好。
4. 運用計算機技術可以有效的突破數學教學難點。由于計算機計算機的介入，一個抽象的數學概念,一個復雜的數學問題中數與形的關系，通過計算機技術的旋轉與平移，分割合并，以及慢鏡頭的分解動作，可以變抽象為具體，變復雜為簡單，變隱形為顯形，從而達到拓寬教學時空維度，降低抽象思維坡度，突破教學難點的目的。數學定理的教學過程中，真正的難點往往是定理的發現、探索的過程。傳統的教學往往只能給學生講授定理的證明過程，卻不能給學生提供發現問題的思維環境和條件。而使用計算機則能給學生創設發現問題的良好思維環境和條件，從而能激發學生的學習興趣，并能培養學生積極探索與發現問題的能力。在幾何課中，平面圖形的平移和和旋轉的教學過程中，很多學生對圖形的平移和旋轉的過程弄不清楚。傳統教學中只能憑粉筆畫出的靜態圖來講解比較費勁難解，而現在可以利用計算機動態顯示平移和旋轉的整個過程，既形象又直觀，使學生在這一過程中易于觀察量與量的關系。數學的概念公式具有高度的抽象性和嚴密性，教學方法因之具有概括性和普遍性，決定了長期以來教學方法的單調劃一。如何協調教學活動和數學抽象空間的聯系呢？而計算機教學這種新穎的手段，提供豐富而動感的圖像、圖形，展現出一個異彩紛呈的數學世界，恍如變數學為游戲天地，生動、直觀、形象，改變學生心目中的對于數學的形象定位：抽象、枯燥、缺少人情味。師創設導入情境，活潑有趣的學習形式吸引學生的注意力，激發他們的求知欲望與學習熱情，發揮學習主體的能動作用，促成學生的學習動機。教師通過程序調動，借此形成演示情境，向學生展示各種現實中的數學現象與數學應用，活生生的畫面展現各種概念公式的內涵，使學生產生身臨其境之感，變抽象復雜為具體簡單，讓學生借此進入最佳思維狀態，這與過去單憑教師一張嘴來調度學生的聯想，引導學生思路，無疑增添了一位形象教學的得力助手。例如在講圖形的平移和旋轉時，輔以屏幕上動態圖形的演示，增強學生的參與意識，加深學生的理解�？梢赃@樣說，計算機的輔助，為啟發式教學注入新活力。對居于學習主體的學生而言，擴展學生的思維空間，強化興奮狀態，產生了情境效應。對于發揮教學主導作用的老師來說，可充分利用計算機在搭配、布局、材料上的優勢，精選范例，組織材料，使教學準備階段日趨于和諧統一。計算機教學，不僅降低了學生的學習難度，而且單位時間內的容量增大。學生有更多的時間思考、理解和練習。這樣不但在有限的時間內取得較大的效果，而且極大地激發了學生的學習興趣，提高了教學效率。
三、計算機輔助數學教學應注意的問題
1、運用計算機輔助數學教學不應流于形式，以投影代替黑板板書。
計算機的普及率在不斷提高，許多學校為每一位教師配備了計算機，還配備了網絡計算機教室。許多人認為只有選用最先進的計算機教學才顯得氣派，才跟潮流，有沒有使用計算機輔助教學迅速成為評選優秀課例及講課的必不可少的甚至是主要條件。但是有的教師整節課全部使用計算機教學，不使用粉筆和黑板，整節課教師只動動鼠標，原來的講解變成了計算機的播放。由于自制課件或商品課件的設計粗糙，知識表示單調而且缺少新意，類似于“課本搬家”，計算機只是起到了代替黑板板書的功能。
不管多現代的教學工具，只是手段而不是教學目的。事實上并非所有的教學內容都適合計算機輔助教學，作為教師應該對適合計算機輔助教學的內容加以精選，必須根據教學目的需要有針對性地使用，不必一堂課從開始到結束都用計算機，什么環節都用計算機。教學中用黑板就能生動地講清楚的問題，最好不要去搬弄計算機。過多過濫的電子板書容易造成學生的視覺疲勞，難以激發學生的學習興趣。
2、選用錯位，產生的功效微小。
計算機具有較強的多媒體功能，有的教師為了體現其優越性而費盡心思。例如在講過的“定比分點”（計算機輔助教學）一課中，教者在屏幕上用Flash課件演示了“線段MN的端點M（x，5）、N（-2，y），P（1，1）為直線MN上的點，求M、N的坐標。”一題的解題思路，但是由于課件的制作在直線MN的變化過程這一傳統教學手段往往不易闡明的難點上卻一晃而過，學生不能真正弄清楚，但若將課件改由幾何畫板制作，拖動點M時實時顯示，N點坐標數值大小，學生就能較好的領悟變換過程。
俗話說好鋼用在刀刃上，我們在課堂教學中要用好計算機教學軟件，這樣才能起到事半功倍的效果。這就要教師深入研究教學軟件，研究學生的認知特點，既要考慮學生學習興趣，還要考慮如何促進學生認知的發展和優化，以及新的認知結構的建構和優化。
3、小題大做，殺雞用了宰牛刀。
如有的教師在講“直棱柱的側面積”一節課時，教者為了創設情景，用計算機演示了直棱柱的側面沿一條側棱剪開鋪平的動態過程，而實際上學生只需親自制作模型，就非常直觀地深刻認識這一點。試問，這樣的設計，不是給人以小題大做，殺雞用了宰牛刀的感覺嗎？
計算機在教學中的作用，是許多傳統的教學手段不可替代的，但媒體選擇的基本思想是要盡可能降低成本，降低需要付出的代價，提高媒體產生的功效，即要選用代價小功效大的媒體。比如若用實物模型、投影或錄像就可達到功效，又何必非用計算機不可呢？為使用計算機而使用計算機，化大量的時間辛辛苦苦制作課件，這是完全不必的。
總之，信息時代呼喚數字化教師，呼喚學習型教師，盡管計算機輔助教學不可能完全取代教師，但其光明前景卻是十分光明的。因此，作為數學教師，不僅要學習掌握計算機技術，更重要的是學會合理、科學的使用這種技術；傳承傳統教學模式的優點，發揮計算機輔助教學的長處，讓計算機輔助教學真正有益于我們的教學實踐，有益于學生的提高與發展�？傊谛畔⒓夹g飛速發展的今天，現代信息技術越來越多的應用于教育教學領域，并最終形成主導地位。計算機輔助教學在21世紀將對教育教學起到重大作用。作為教師我更要積極進行嘗試和探索，讓計算機輔助教學的明天更加輝煌，從而真正地為我們共同的教育事業作出貢獻，為嶄新的21世紀培養出高素質的人才。

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