关于计算机辅助数学教学的几点思考

2009-05-13 08:09:54 都市家教(教育交流)·理论版 2009年4期

唐 华

随着计算机技术的飞速发展,计算机辅助教学(简称CAI)已经成为目前教学中的一个热点。越来越多的老师在教学活动中也更多地使用计算机进行教学。不可否认,CAI在教学中有独特的优势,多媒体计算机强大的信息处理能力是克服传统教学中某些缺陷,提高课堂效率,实施素质教育的有效工具。但是,应该看到,在实际应用中,还存在许多不利于教学的因素。本文就目前中学数学CAI现状谈谈自已的一些看法。

一. 中学数学CAI存在的主要问题。

1.辅助教学成了代替教学

使用多媒体CAI对增加课堂容量,提高教学效率是非常有效的,但计算机不是人,无法根据学生的情况调整教学方法,更无法与学生进行情感、思想上的交流。教师在课堂上的主导地位仍是不可替代的。事实上,由于计算机承担了传统教学中一些机械的工作,如一些板书等,使教师有更充分的时间和精力去做计算机不能胜任的工作,投入到引导学生的思维中去。但在目前的一些数学公开课中,教师的工作只是在电脑前点点鼠标,敲敲键盘,甚至连板书也由电脑完全代替,教师成了放映员,而教学由原来的人灌变成了机灌,这样的脱离实际的CAI是没有生命力的。另外,并不是所有的教学内容都适用于多媒体教学。例如,椭圆的定义的教学,用简单的教具如粉笔、细绳、图钉就可以有效地体现椭圆定义的本质,比计算机更简洁、快捷,更易于接受。

2.过多追求数学课件的趣味性,新颖性,忽视了教学功能。

计算机固然有强大的信息处理功能,但学生的接受能力是有限的,尤其是数学课,需要学生进行思维活动,若同时呈现的信息过多,会分散学生的注意力。我们曾见到在一些数学课件中,包装华丽,令人眼花缭乱,时而插入一段音乐,时而演示卡通动画,使数学课成了多媒体功能展览,这样不仅不能增强教学效果,反而干扰了课堂教学。另外,有些教师认为,《几何画板》、Powerpoint太简单,只有Authware、3DMax、flash才能做出上档次的课件,显示自己的水平,这是一种片面的认识。制作数学CAI课件不仅是一门艺术,更是一门科学。不应当过分追求画面的美观和所谓的技术含量,而忽视了教学质量的提高。

3.利用计算机展示数学现象和数学规律,忽视了揭示过程,培养学生思维能力的一面。

传统的教学方式过分重视学生的抽象思维能力的培养,忽视了形象思维的培养,但一些多媒体CAI又走向另外一个极端,把一切问题都直观化、形象化,这不利于抽象思维的培养,而数学又是一门特别需要抽象思维的学科,教师在课堂上,不仅要传授数学知识,更重要的是向学生揭示思维过程,启发、诱导学生展开思维活动。那种教师为提高效率而把解题过程直接演给学生的做法,掩盖了思维过程的展示,是不可取的。比如,在进行函数 教学时,教师在课件中做出a值变化时图象的变化,教学时可先向学生演示a取正数时的图象,然后先让学生判断a取负值时的图象形状,学生经过归纳、猜想、推理等一系列思维过程之后,教师再做演示,其效果显然比直接演示更好。

二.计算机辅助数学教学的原则与方式

1.因课制宜的原则

并非所有的课堂教学都需要CAI,有些教学内容使用传统教学方式,或用传统方式加上投影、幻灯片等电教手段也能够取得良好效果的,不必要采用多媒体CAI;若传统教学方式不能有效突破难点,可以利用CAI达到目的。例如在“指数函数”一节的教学中,需要对函数 (a>0 且a≠1)中的a取不同的值时的性质进行讨论,描点作出不同的图象。费时费力,若在课件中设计出输入不同的a值,计算机自动生成相应的图象,就可快速、准确地解决问题。

2.抽象性与具体性相结合的原则

数学有两个侧面,一方面是欧几里得式的严谨科学,从这个方面看,数学像是一门系统的演绎科学,但在另一方面,在创造过程中的数学更像是一门实验性的归纳科学。数学教材中的一些内容,如概念、定理、公式等,具有高度的抽象性和概括性,教师应当充分利用多媒体计算机处理信息迅速,图像直观的特点,把高度抽象的内容形象化、具体化。仍以指数函数 (a>0,且a≠1)为例,利用《几何画板》作为平台,作出图像,通过鼠标拖动使a值连续变化,就可直接显示出当 a>1与0<a<1时函数的不同性质,从而轻松地掌握指数函数的性质。另外,多媒体CAI可以为数学教学提供一个方便、高效的“数学实验室”,能再现数学知识产生的过程,教师在应用CAI教学时,应创造条件,让学生亲身经历发现过程,使学生能够象数学家一样去研究数学,从数学现象中去发现、归纳数学规律,体会学习数学的乐趣,这对培养学生的数学能力十分有益。如极限的概念一直是难点,学生感到很抽象,若利用计算机演示进行割圆的过程来提示极限概念产生的原理,比传统的讲解或简单的模型演示,学生更易于理解。

3.运动和变化的原则

在数学教学中,有很多内容与运动变化有关,可以说,运动变化是数学的灵魂。但在传统的教学方式中,缺乏有效的手段处理这类问题,因而往往是教学中的难点,而CAI的出现,为解决这个难题提供了有力的工具。如动点的轨迹方程,用《几何画板》的追踪、动画等功能就能方便地做出许多轨迹形成的过程,这种直观的演示,对学生研究运动规律,探求轨迹方程的求法是很有帮助的。此外,数学中的平移、旋转、对称、割补、函数等问题,都需要用运动变化的观点处理,这些问题,如果合理应用计算机进行演示,对学生掌握这些问题的本质有传统教学不可比拟的效果。

4.开放性和交互式原则

所谓开放性,一是对学生开放。课件应创设一定的情境,吸引学生用自己的眼光去探索、思维,二是对大多数教师开放,教学过程应便于推广使用,三是开放的题目教学,开放题的教学能有效地培养学生的探究能力、分析能力、发散思维的能力。所谓交互式,是指在教学过程中课件能不断地给学生提出问题,整个教学过程是教师——计算机——学生进行交流的一个过程。目前,大多数CAI课件缺乏交互性,教师往往用一个课件贯穿整个过程。与传统的教学方式相比,虽然上课比以前精彩多了,学生的兴趣也高了,但教师与学生交流少了,这是应当注意的地方。计算机应成为联系教师与学生的一个桥梁,而不能成为妨碍教学双方进行交流的“第三者”。

总之,计算机不可能解决教学中的所有问题,因此夸大CAI的作用,试图以CAI代替传统教学是不现实的。教学过程还是以学生为主体的、教学为主导的活动,师生双边的活动是联接多种教学因素最活跃的因素,是教学过程的主宰,而CAI始终处在辅助性的作用。我们不仅要掌握计算机技术,更重要的是理解现代化教育的本质。既了解传统教学模式的优点和局限性,又了解CAI的特点和优越性,才能扬长避短,发挥计算机的技术优势和自己的教学风格,使教学生动活泼,富有特色。