多媒體信息技術與數學教學結合的探索

摘要: 隨著多媒體技術為核心的信息技術的不斷發展，信息技術已被廣泛應用到學科教學中，對改變教師的教學方式、改變學生的學習方式，提高課堂教學效果，起到了有力的促進作用。但同時其在使用過程中又不可避免地存在著缺點和不足。如何真正體現多媒體技術與中學數學教學整合的可行性和高效性，更好地為課堂教學服務，本文對此進行了探索。

關鍵詞: 信息技術 多媒體 數學教學

世界已邁進由多種媒體構成的信息時代，以計算機技術應用為代表的信息革命正逐漸深入到社會生活的各個方面。在學校教育這個傳遞人類智慧與能力的重要陣地，僅僅依靠一支粉筆、一塊黑板的傳統教育方式已遠遠不能滿足培養現代社會高素質人才的需要。將計算機技術應用于教育教學領域，正是現代化教育的重要手段，是當前我國中小學教育教學改革的一項重要內容。隨著計算機在社會各個領域逐漸得到廣泛應用，計算機也逐步進入各級各類學校。如何正確認識和處理好現代信息技術就成為數學教育中需要加以研究的重要課題。

下面我根據教學實踐，對多媒體信息技術在數學教學上的應用作一些探討。

一、什么是多媒體信息技術

信息技術(Information Technology)是研究信息的獲取、傳輸和處理的技術，由計算機技術、通信技術、微電子技術結合而成，有時也叫做“現代信息技術”。

多媒體(Multimedia)是指文字、聲音、圖形、動畫、視頻等多種信息的組合，使多種信息建立邏輯關系，集成一個系統，且具有交互性。

多媒體的關鍵特性主要表現在交互性、信息載體多樣性與集成性。交互性是指使用者能參與其中或提供反饋信息。比如，一個多媒體教學軟件就具有交互性。它將需要學習的內容分成一個個小塊，允許學生自行選擇和發掘想看和學習的內容。多媒體還可以按不同方式與屏幕顯示內容進行溝通，提供反饋。信息載體多樣性指所處理信息種類的多樣化。早期的計算機只能處理像數值、文字方面的信息，而多媒體計算機可以綜合處理文字、圖形、圖像、聲音、動畫、視頻等多種信息。集成性是指多種信息媒體的集成，處理這些媒體設備的集成，以及集成一體化的多媒體操作系統、多媒體信息管理系統，等等。

二、信息技術應用與課堂教學的模式

信息技術應用于教學的體現多為多媒體計算機輔助教學(Computer Assisted Instruction，簡稱CAI)課件。CAI課件應用于教學可以分為兩大類型，一種是輔助式，一種是主體式。目前，中學數學教學中普遍運用的是輔助式CAI課件，它在模擬演示、輔導、練習、復習、測試中發揮作用，主要是針對教學某一部分內容的需要而設計的。它是教師優化課堂教學過程選擇的教學媒體之一。主體式CAI教學主要是當今出現的網絡教學，它可以代替教師的全部或大部分工作，學生主要通過和計算機的“對話”獲得知識，鞏固知識，增長能力。教師的任務是通過計算機了解學生的學習情況，及時對個別學生進行指導，獲得學生的反饋信息，調整學習進度。主體式CAI課件在設計上要求比輔助式CAI課件更加周密、細致、全面，其對硬件的要求也更高。

三、多媒體信息技術對課堂教學的積極作用

1.有利于提高學生的學習積極性和學習的興趣。

心理學認為:在課堂上，學生的注意力集中的時間是有限的。也就是說學生的注意力不穩定，不持久，不容易分配，注意力的范圍不廣，易被無關因素吸引而出現“分心”現象。特別對于中學生來說，長時間地集中注意力，會引起他們的思維疲勞甚至厭煩。因此，教師要不失時機地利用多媒體的表現力，給學生一種具有新意的刺激，使學生從原來的抑制、分心狀態轉化為興奮、集中狀態，隨即對下面的知識產生興趣，從而提高學生的學習積極性。

數學課程的特點之一是內容抽象。因此，如何在傳授知識的過程中做到生動形象，是數學教師在教學實踐中時常思索的問題。多媒體在數學教學中應用可以較好地解決這個難題。例如在函數圖像的判斷中，學生對圖像的特征雖然了解，但在應用上把握不定。我在設計課件這一部分時，采用動畫顯示曲線和圖表，例如，使曲線自左飛入，然后按動畫疊放次序播放，函數圖像中幾個變量X與對應值Y所得到的圖表自動緩緩移入的方法，讓學生體會自變量x與y的對應關系，加深了函數圖像的特征的掌握。

多媒體可應用于數學教學中實驗模擬和難點突破。學生在中學階段對數學有兩大難點:立體幾何部分與函數部分。以往教師對這兩部分知識較難進行實驗模擬。我在選擇相關軟件的基礎上，設計有關課件用于計算機模擬實驗，可多次出現，幫助學生復習掌握。對函數的理解我選擇Mathcad中的模塊，該軟件能在模塊中把任何輸入的函數以曲線或立體圖形的方式再現;對立體幾何中一般選擇3D Max軟件，把各類幾何體的靜態和動態狀況展現給學生，既激發了學生興趣，又加快了學生理解速度。

2.有利于幫助學生更好地掌握知識，提高數學思維能力。

在抽象的數學課堂教學中，許多內容由于事物不容易表現，而學生又缺乏相應的經驗，難以想象、難以表達，因此學生不能很好地掌握。多媒體能使知識形象具體、圖文并茂，所以教師恰當地運用多媒體課件對一些變化過程進行演示，可以幫助學生更好地掌握知識，大大提高教學效率。

例如:在講述立體幾何中的對各種柱體、錐體、臺體、球體認識和面積、體積計算公式推出時，教師可以利用空間圖形的分、合、轉、并、移、裁、展等多種形式的動畫，結合有關必要的解說，使學生身臨其境，產生立體效應，同時通過啟發性提問，引導學生積極開展思維，自我挖掘各圖形間的內在聯系，以及有關計算公式的推出。動畫模擬不但能徹底解決傳統教學中憑空想象、似有非有、難以理解問題，而且能充分激發學生學習的主觀能動性，化被動為主動，產生特有的教學效果。

數學教學的主要目標之一是培養學生的抽象思維能力。在課件《函數的概念》的制作中，我適當地運用動畫、影片和聲音來對學習氛圍進行調節。在上課前，我不再讓班長叫起立，而是通過媒體播放一首音樂，讓學生專心致志地欣賞，發展學生的數學思維。在講函數概念中的變量時，我設計插入一段動畫影片《旋轉著的地球》，并結合課題講解，使學生對變量與常量的認識從抽象→具體→抽象的過程中達到對變量的深刻理解。教師在制作幻燈片畫面時，要注意用意明確，使常規數學教學中要求的基本技能，重要的思想方法，運算能力和分析問題、解決問題的能力盡量反映在課件中，各個幻燈片的連接注意銜接合理、自然，利用人工操作控制時間，使其變化有序，使學生比較自如、順暢地進入數學的學習狀態。

3.多媒體教學讓數學走進生活。

數學來源于生活，又運用于生活。現在的許多學校沒有大量的時間、財力、物力讓學生運用現實中的生活材料，于是很多時候數學教學不能夠使理論與現實相結合。教師運用網絡能找到各種與應用題、思考題或計算題等相關的現實材料，使學生認識到現實生活中隱藏著豐富的數學問題，數學也可以解決生活中遇到的問題。這就會提高學生學習的積極性，拓展他們的知識視野，同時能改變傳統的學科教學內容，使教材“活”起來。

4.增加教學容量。

教師利用計算機多媒體技術，可以做到高密度地傳授知識，大信息量地最優處理，提高課堂效果。圖形比語言更直觀和形象，比語言包容的信息量多，動畫比圖形包含更高級的輸出信息，利用文字閃動，圖像放縮與移動，顏色變換，不僅容量大、速度快，而且效果更佳，使課堂時空被計算機拓寬和延伸。

在復習課上，教師若利用復習課件效果將更為理想。教師邊復習，邊進行課內練習、矯正練習，并在其中加上習題答案，遷移性練習，能大大縮短板書時間，及時進行錯誤訂正。學生在整個課堂中能始終處于積極思考、證明的狀態。

5.有利于幫助學生進行探索和發現。

數學教學過程，事實上就是學生在教師的引導下，對數學問題的解決方法進行研究、探索，繼而對其進行延拓、創新的過程。于是，教師如何設計數學問題，選擇數學問題就成為數學教學活動的關鍵。而問題又產生于情境，因此，教師在教學活動中創設情景就是組織課堂教學的核心。現代多媒體信息技術，如網絡信息、多媒體教學軟件等的應用為教師提供了強大的情景資源。例如:我在《平面向量的基本概念》及《平面向量的坐標表示》的教學中，利用Powerpoint制作動態的平面向量課件，使學生通過探索，發現了平面向量的基本概念，深刻理解了平面向量的坐標表示的意義和作用。在講解與《空間四邊形》有關的問題時，如果教師只利用模型讓學生觀察，在黑板上作出空間四邊形的平面直觀圖，那么大部分學生在課后解決相關的問題的時候，會自然而然地認為空間四邊形兩條對角線是相交的。我在教學中利用三維立體幾何畫板導入基本圖形，現場制作旋轉運動的空間四邊形圖形，現場添加線條，讓學生感受空間立體圖形的形象，培養學生的空間觀察和思維能力，從而使他們在觀察過程中留下空間四邊形兩條對角線不相交的深刻印象，在解決其它有關問題時不致出錯，同時學生在這個過程中發現了異面直線的概念，為后面的《異面直線》的教學奠定了基礎。由此可見，多媒體信息技術創設情景產生的作用是傳統教學手段無法比擬的。

四、信息技術的一些誤區

1.CAI運用的無條件性。

傳統的班級教學缺陷是人數太多，教學中師生互動少。有研究者發現，在一般的課堂里，每個學生和教師單獨交流的時間每天不足2分鐘(德納姆和利伯曼，1980)。也就是說，一個教師無法充分注意每一個學生，理解每一個學生的情況。運用CAI，人與多媒體的結合過程依賴于電子平臺，這必然減少人與人之間直接的交互活動。因此，從人發展的角度、多媒體自身的特性、教與學的基本規律來看，多媒體是一種新型教與學的手段，它必須在一定的條件下才能發揮最大的效用，無條件運用有可能妨礙人的發展。在實際教學中，就存在CAI運用的無條件的情況。如:為媒體而媒體、不恰當運用媒體等。

2.新瓶裝舊酒。

CAI屬于現代教育的范疇，它需要有現代教育思想、理論作指導。傳統教學的理論基礎是行為主義學習理論:刺激→反應，用這種理論作指導的教學軟件只能使計算機作為一種刺激的工具。而現代教育理論采用的是建構主義學習理論，它強調的是創設情景，意義建構，以學生為中心。在傳統教學中，教師從備課到授課都是圍繞如何“教”做文章，所以，在CAI的運用中，學生是被動的。而CAI的最大功效在于使學生通過運用CAI所創設的情景，在人機交互、師生交互、生生交互中，使已有的認知獲得發展、再建。但在現在的教學中，CAI只是發揮了投影儀或電視機的功能，缺少雙向交流、個別化、人性化。

3.過于強調課件的制作。

目前CAI軟件主要采用的是課件的形式。課件一般是由教師在一定的學習理論指導下，根據教學目標自行設計的、反映某種教學策略和教學內容的計算機軟件。在一定時間內，課件能發揮其在聽覺、視覺等方面的優勢，加大刺激強度，提高學生的學習效率。但我們應看到，課件在實際應用中也存在許多局限性。如:課件是固化的、可預見的，排斥師生互動中的非預見性因素，而實際教學恰恰是二者的有機結合;課件是個別的，不可移植的。教學中對象不同、地區不同、學校不同、教師不同，甚至班級不同，課件的內容、流程也應不同，所以，課件制作的成本非常高，生存力低。這也從一個側面驗證了為什么市場上的教學課件要么難以銷售，要么讓使用者有許多抱怨。雖然課件有這么多的缺點，但還是有許多教育主管者無視客觀現實，以為課件做得越多，就說明CAI運用得越好。

4.追求花哨。

在具體課件的教學中，追求表面的新穎、直觀而忽視學生抽象思維能力的培養;追求二維三維動畫功能，課成了電腦動畫欣賞課;信息節奏快、容量大，學生被太多的信息所干擾，感官刺激太多，注意力不易集中，抑制了深層思維活動。教學效果不是很理想。

五、信息技術應用與數學教學的注意點

1.教師要給學生思考的時間。用粉筆加黑板的傳統教具，教師在黑板上板書是需要一定的時間的，這一段時間正是學生審題、思考的時間。利用多媒體技術后，往往出現這樣的情況:教師認為許多東西都呈現給學生了，很快就過去了，沒有給學生以思考的時間，表面上看整堂課多媒體量大，學生反映良好，其實由原來的“人灌”改為更高效的“機灌”。課件板書由于畫面經常變動，板書具有短暫性與局部性，只能產生一種視覺暫留，學生不能及時地把感性知識上升為理性知識，其結果不利于學生知識體系的構建。所以在利用多媒體技術時教師必須給予學生自由、獨立思考的時間。

2.高素質的教師應具有現代化的教育思想、教學觀念，掌握現代化的教學方法和教學手段，熟練運用多媒體工具(網絡、電腦)對多媒體資源進行有效的收集、組織、管理、運用，完成與教學的整合，在潛移默化的教育中培養學生綜合素質。

3.教學活動過程的核心是師生之間的情感互動交流過程，這個過程信息技術教育是無法取代的。在師生互動的教與學過程中，信息技術已經成為產生數學問題、促進學生思維擴散的路標。不過，我們不能盲目使用信息技術，用它來取代教師在教學活動中的地位。客觀合理地將多媒體信息技術用于課堂教學，積極探索多媒體信息技術與課堂教學整合方法，才是現代教師在教學活動中應有的觀念。

總之，隨著多媒體技術在數學教育領域的深入，數學教師應在多媒體教學中發揮自己的核心地位與主導地位，突出學生的主體地位，使得師生共同愉悅、進步以至發生飛躍——培養真正具有數學素養的人才。多媒體數學教育還是一個有待進一步探討的問題。

參考文獻:

[1]黃鵬程.中學數學多媒體教學的誤區.數學教育學報.

[2]徐琴.數學教學中現代教育技術使用的誤區及思考.

[3]鄧繼業.多媒體在數學教學中應用的探索.