計算機輔助下的數學教學

謝　靜

隨著計算機的日漸普及和在教學領域中的廣泛應用，以計算機為中心的多媒體技術以其圖文并茂、聲樂俱佳、人機交互等獨特的優勢進入數學課堂，已成為當今教育領域中最引人注目的技術之一．它沖擊著粉筆加黑板的傳統教學手段在數學課堂中的統治地位，推動著教學質量和教學效果的改善，對轉變教育觀念，促進教學手段的現代產生深遠的影響，為數學教學注入了新的生機，其形勢令人振奮．然而計算機是一種全新的現代化教學手段，教師接觸時間尚短，在課件設計和課堂教學存在著不足，本文將在充分肯定計算機輔助數學教學的重要作用的基礎上，分析其現實運用中存在的問題，提出解決這些問題的方法，以便使計算機輔助數學教學向更健康的方向快速發展．

一、計算機輔助數學教學的作用

計算機輔助數學教學，就是在數學課堂中利用計算機，把數學內容以人類聯想方式將多媒體信息有機集成，并顯示在屏幕上，使學生通過人機交互界面，于完成交互操作中進行數學學習，它在以下幾個方面發揮著重要作用．

1.提高學習興趣，活躍課堂氣氛

傳統數學教學系統性強，注意數學各部內容的內在聯系，但缺乏現代為數學思想的觀點，沒有實踐性的教學環節，理論要求偏高，教學手段落后．而利用計算機教學能把抽象的數學概念具體化，靜止的內容活動化，從而使得教學形象直觀．這樣做優化了教學過程，變“結論教學"為“過程教學”使得學生直接參與到教學過程中去，激發學生的學習興趣，增強學生學習數學的自信心，活躍課堂的氣氛．

2.拓寬信息渠道，增強思維能力

多媒體計算機具有形象性、藝術性和趣味性的特點，它在數學課堂中的運用使學生有了更多的觀察、探索、試驗與模擬的機會，能將眼、耳、腦等感官積極地參與到教學過程中去，使大腦的不同中樞從多方面得到刺激，從而拓寬接受知識信息的渠道，使記憶效果得到提高，同時培養了學生形象思維能力與聯想、想象等創造性思維能力．

3.減輕作業負擔，提高教學效率

在課堂中教師合理地運用課件教學，吸引和保持了學生的注意力，提高了學生的視聽效果，在學生注意力最集中的10至15分鐘完成新授課內容，提高了教學效率，從而節省了寶貴的課堂教學時間．同時教師又利用CAI課件靈活多樣、方便快捷、節省板書時間的優勢，加大課堂訓練的鞏固練習，使所學的知識得到內化吸收，轉為技能，這樣做不僅符合學生的記憶規律，而且課內外作業全部在課內完成，而減輕了學生數學作業的負擔，提高了教學效率．

二、利用計算機輔助數學教學中存在的問題

1.課件展示出現視覺障礙

計算機輔助教學主要是通過屏幕的界面進行信息的交互和傳遞的．因此，視覺效果的好壞直接影響到傳遞教育信息的效果，但在實際教學中，相當一部分的問題出在界面的處理上．例如：

（1）界面，學生看不清教學內容．在運用計算機展示時，由于條件限制，在很小的屏幕中展示復雜的內容，學生根本無法看清楚，這說明教師在設計課件時，忘記了學生，忘記了教學對象，如果教師在設計時能設身處地地為學生著想，或使用大屏幕投影，或簡化屏幕內容，問題就迎刃而解了．

（2）色彩搭配不當．在展示課件時，色彩的搭配直接影響到視覺效果的好壞，如紅底綠字、黃底白字等，這些色彩明度相近，反差很小，這樣的顏色搭配在一起是看不清楚的，這就要求設計課件的教師要懂得色彩學的有關知識，這樣才能使所設計的課件收一到事半功倍的效果．

（3）動畫設計欠真實、生動、鮮明．課件中的動畫設計一定要真實、生動、鮮明，有助于教學內容的體現，如在教學“時、分的認識”一節，教師用計算機動畫展示分針走一圈、時針走一大格的規律，這本來是很好的事，但由于教師把時針和分針設計得幾乎同樣大小，而且無顏色區別，致使學生在回答問題時，很容易搞錯，這說明教師在設計動畫時不僅要注意、顏色搭配，而且要做到物體形狀的真實和鮮明．

2.教師盲目迎合課件

計算機輔助數學教學主要是通過CAI課件來實現的．好的CAI課件不僅圖文并茂而且聲樂俱佳，可以實現以往多種教學媒體的功能．而在教學實際中，教師產生了一種誤導，似乎只要用上了CAI課件，一切教學問題就迎刃而解，這樣教師往往無法擺脫CAI課件形式上的束縛，從而盲目迎合課件，被動地適合課件的內容、形式，在課堂中跟著課件走，失去教師的控制主動權和主導地位，這種照本宣科的做法往往會削足適履，反而影響教學效果．

3.沒有體現出計算機輔助教學的優勢

多媒體計算機圖文并茂、聲樂俱佳、人與機交互．這些既是多媒體計算機的優點，也是區別于其他媒體的主要標志，在使用過程中應充分體現出它的不可替代性，體現出它的價值，然而有些課堂教學并未能做到這一點，而是把多媒體計算機從始至終當成投影、幻燈來使用．如《立體幾何》中“三垂線定理”的教學，教師可以根據內容設計出三維立體的畫面，使學生清楚地觀察出圖形中的三線間的垂直關系，這對學生能正確地理解三垂線定理，培養學生的空間思維能力是大有裨益的，但教師若只畫了一個圖，給出定理的證明，其他內容則語言敘述．這樣就跟投影、幻燈沒有什么區別，降低了運用計算機多媒體的存在價值和使用意義．我在課件制作時應考慮人機交互性的特點，制作出與之配套的教學軟件，在課堂教學中發揮出不可替代的作用．

三、運用計算機提高數學教學質量的途徑

計算機在數學教學中發揮著重要的作用，具有很多優點，是一種高級智能化的媒體，針對其在現實運用中存在的問題，我認為應從以下幾個方面努力，發揮計算機多媒體的優勢，提高數學教學質量．

1.在理論指導下使用多媒體計算機

“沒有理論的實踐是盲目的實踐，沒有實踐的理論是空洞的理論”多媒體計算機作為一種教學媒體，必須在電教理論的指導下才能發揮出巨大的作用，倘若教師單憑熱情去搞計算機輔助教學，那僅僅是停留于感性認識階段，而只有從理性的高度去認識計算機輔助教學才不會走彎路．如媒體教學的特點和作用；媒體教學過程的特點：媒體教學的原則；媒體教學的方法等．這些都是媒體教學經驗的理論，具有重要的指導意義．此外，教育學、心理學等理論也是指導我們有效地運用計算機多媒體的重要理論基礎，如果離開了這些理論，就偏離了教學規律，導致事與愿違的結局．

2.切實改變數學教學觀念

計算機輔助數學教學的出現，給數學教育帶來了深刻的變化，必將導致數學課堂教學方式的改變．實踐證明，計算機輔助數學教學有著許多其他媒體不可比擬的優越性，它的使用提高了學生學習數學的興趣，活躍課堂氣氛；拓寬了學生接受信息的渠道，增強了思維能力；減輕了學生的作業負擔，提高了教學效率．因此，在技術進步的面前，要求教師自覺地調整自有的教學觀念．既不要夸大多媒體計算機的作用，以為計算機能完全代替傳統的一張嘴、一支筆、一塊黑板的數學教學，更不要采取抵制的態度，忽視計算機在教學中的作用，過分地依賴過去的經驗，這樣的觀念與教學進步的主流是前道而弛的，往往影響教學技術進步的速度，我們應該采取積極的態度來迎接這次教育變革，努力學習教育理論，掌握計算機輔助教學技術．

3.要注重人文環境的建設

計算機是一種先進教學設備，它的教學功能是靠教師去實現的，教學設備無論多么先進，都僅僅具有反饋應答的功能，它沒有生命，無法顧及學生的興趣和情感，學生跟計算機交流和對話，無論設計得怎么精巧，總是不充分、不完全的，學生的興趣總是不長久的——因為人是需要情感交流的，灌滿一個知識容器可以是靠電腦，而點燃學生心靈的火炬卻需要教師的情與愛，所以在教學過程中，人文環境的建設是極其重要的，機械地一遍又一遍的重復訓練，顯然不是計算機輔助數學教學的最好方法，更何況計算機工作時，硬件與軟件的不協調事件時有發生，直接影響到師生的教學情緒，影響了教學效果的好壞，若不重視人文環境的建設，只偏重認識，而忽視非認知因素，必將培養出不完善個性的學生．

4.堅持多種教學媒體優化組合

計算機輔助數學課堂教學具有很多優點，在使用過程，不少數學教師往往排斥其他媒體，包括一些必備的幾何模型，不承認它們的作用，在教學中忽視各種媒體的優化組合．對于許多抽象的數學內容，只要用好計算機的輔助教學就能達到教學目的，但有些內容的教學，則要在教學中培養學生的動手能力，就需要多媒體計算機與其他教學媒體進行優化組合．比如我們可以通過課件展示把一個三棱柱切割成三個小棱錐，從而求出三棱錐的體積，進而推導出棱錐的體積公式，若我們要求學生動手制作三棱柱的模型并從中領會公式，則一定能使學生學得更深刻．在教學中，教師盡可能地讓學生從“做中學”，使學生親身體驗數學知識的發現過程，增強學生學習數學的自信心．假如教師忽視了這一點，把許多本可以由學生自己動手“做的數學”，由自己代勞．然后制成錄像并集成到計算機中去，這樣的教學僅能讓學生由視覺產生感性認識，雖然教學技術媒體簡潔，但由于沒有學生動手實踐的機會，就起不到計算機輔助數學教學的真正作用．

5.堅持數學教師自己制作課件

計算機輔助教學是一門新的教育技術．正確的教育理論指導、懂得數學教學規律、熟悉數學教學過程是制作數學CAI課件的前提條件，然而計算機專業人員固用計算機語言，但未必熟悉數學規律，理解數學教學的需要，制作出的軟件難以適應教學，所以數學教師根據教學內容，在分析學生的認知結構和認知水平的基礎上，搞好教學設計，制作出適宜的教學策略和教學方法而制作出的課件，能考慮到教學過程中數學思想的滲透、抽象思維的訓練、情緒的智力的培養，教學情境的創設，是上好課的重要保障．因此，數學教師堅持自己制作課件，避免了數學課堂現代浮于表面化、形式化，使教師在課堂中運用自如，學生則如魚得水，從而體現了計算機輔助數學教學的真正作用．

6.適時、適量、適當

并非所有的教學內容都適合計算機輔助教學，有些可以由教師講清楚，由其他教學手段就可以解決的問題，就沒有必要讓教師花費大量的時間制作課件．在中學數學中有如下幾個方面的內容適合于進行多媒體教學：函數圖像問題、定值問題、軌跡問題、空間圖形問題和一些比較復雜的圖形或較難畫出的圖形．并非一堂課全程計算機輔助教學，這樣容易忽視教師的主導作用，在突出重點，突破難點時，其他教學手段又無法實現時，用計算機輔助教學更能體現其價值，防止為使用計算機而使用計算機．

教師設計課件，不要只注重外在形式，應注重實效，應遵循學生數學學習的心理特征、認知規律和注意力規律．

7.注重交互性、啟發性、針對性和及時反饋

計算機輔助教學最突出的特點，是計算機和學生可以進行對話(當然不是以人機對話取代人際對話)，在設計課件時不要只出現簡單的“對話”，比如可以采用超文本結構，學生與教師可以在課件運行時改變與控制教學活動的內容和順序，不僅能呈現信息，而且能接受學生對指定問題的回答，并對回答給予判斷和評價，提供反饋信息．可以根據學生的需要，為實現自主學習創造環境，避免出現好學生“吃不飽”，差生“吃不消”的現象，實現因材施教．啟發性是數學教學的靈魂，如前所述，反饋信息帶有一些啟發性，不僅僅是“你真聰明!”或“再思考!”的字樣．

事實看來計算機已經走入了數學課堂，但并沒有與數學教學有機結合，計算機輔助數學教學的優勢并沒有充分發揮出來．無論是教師，還是學生，信息素養都有待進一步提高．課件制作的水平有待提高，以“教”為主的教學設計較多，而以“學”為主的教學設計較少．計算機輔助數學教學，應增強啟發性、交互性、針對性以及反饋的多樣性時代在發展，人類在進步，多媒體計算機的出現標示著人類信息傳遞的文明進入了新時代，給數學教學課堂帶來了深刻的變革，讓我們把計算機多媒體技術的應用當成深刻的變革，讓我們把計算機多媒體技術的應用當成深化數學教學改革突破口，不斷地總結經驗，不斷地有所前進，為科教興國戰略的實施做出自己的貢獻．