計算機教學材料

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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計算機輔助教育教學技術已在課堂教學中得以廣泛的使用。

計算機輔助教學，簡稱CAI，是英文ComputerAssistedInstruction的縮寫。從廣義上講，它指計算機在教育領域的廣泛應用，包括在教學、研究、管理中以各種方式使用計算機；一般意義上的計算機輔助教學則是指教師將電腦作為教學媒體，為學生提供一個學習的環境，學生通過與計算機的交互對話進行學習的一種教學形式，即我們平時所說的多媒體輔助教學。

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。隨著我國教育改革的日趨深化，多媒體優化組合教學以及電教媒體的重點運用，已成為教育改革的組成部分，也成了教育現代化的必由之路。在教學過程中運用計算機輔助教學，從優化訓練內容出發，使學生聽覺、視覺、觸覺，都參與感知活動，最大限度地調動了學生學習的積極性，使學生開闊了視野，豐富了知識，訓練了思維，發展了智力。但目前課堂教學的單一化、程式化勢必成為啟發學生思維、提高學生數學素質的絆腳石。如何將傳統的教學手段和計算機輔助教學有機結合、優化教學呢？我們必須了解當前數學教育教學中存在的一些問題及計算機輔助教學的優勢和誤區,而如何發揮計算機輔助教學的優勢來推動我們的數學教學也成了擺在面前需要探討的問題了。在此，我結合自己的教學經歷談談個人的看法。

一、當前數學教學中存在的一些問題

1．眾所周知，課堂教學要以教師為主導、學生為主體，但在實際中卻有相當多的教師幾乎整節課都是自己講、學生聽，把學生當成“觀眾”而不是“演員”，學生在課堂上動腦、動口、動手的學習活動極少。究其原因，除了少數教師以學生為主體的意識不強外，大部分教師都知道要以學生為主體，但一到了講臺上，就不自覺地口若懸河、滔滔不絕了，這是因為傳統的課堂教學模式給教師有了“滿堂灌”的機會。

2．在班級教學的組織體系中，群體教學與個別指導歷來是一個較難處理的關系，由于課堂的進度教學與學生的學習程度存在著較大的矛盾，累積的結果是學生之間的程度差距越來越大，越來越多的學生跟不上教學進度的要求，而教師的因材施教則越來越難實施。

3．課堂教學中，學生的數學基本技能的訓練長期失控，表現在：學生的課堂練習沒有時間限制或時間很難控制，學生對自己練習的結果缺乏快捷而準確的反饋，教師對學生的課堂練習也只能通過巡堂等形式有個大致的了解，因而教學過程的調整也只能是粗糙的。學生對一節課的內容掌握的怎樣，教師也難以很快地、準確地反饋。

4．以高度抽象性為特點之一的數學科，包含著很多抽象的、枯燥的、難于理解的內容，多年來，教師們雖然積累了不少傳統教學模式下的這些內容的一些較直觀、較形象的處理方法，但未能系統地從根本上解決這些抽象的內容，真正讓學生易于理解和接受。

二、在計算機輔助數學教學中，充分體現計算機的優越性

計算機在教學過程中主要用于教學信息的呈現、教學效果的分析和教學過程的控制。計算機輔的教學過程能更好地建立教學環境，選擇教學活動，按照現有條件以恰當的結構組織教學系統，安排教學過程。

1．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。

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。

在初中幾何“三角形全等的判定（三）”一課中，我們在計算機中用平移、對稱、旋轉、翻轉等動畫演示了兩個全等三角形的二十多種不同的位置關系，而這二十多種位置關系就是用“邊邊邊公理”證明兩個三角形全等的二十多個變式訓練題中的幾何圖形。因為軟件設計成每演示一種位置關系，都有一個暫停，當每次按動鼠標后就會出現下一種位置關系，所以，在演示過程中，教師可以通過提問啟發學生觀察每種位置關系中圖形的特殊的隱含條件，使學生對全等三角形的各種位置關系有一個系統的了解和認識，也為這節課及以后用“邊邊邊公理”證題打下良好的感性認識基礎。

2．運用計算機技術突破數學教學難點

由于多媒體計算機的介入，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，通過多媒體技術的旋轉與平移，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。而使用多媒體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？而計算機輔助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。根據中學生的認知規律的心理特點，人的大腦接觸新異刺激，大腦皮層會產生優勢興奮中心，而計算機的應用恰能針對這個認知特點，協助教師創設導入情境，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。可以這樣說，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。多媒體教學，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。

3．增強學習興趣、激發學習動機

計算機將文字、圖形、色彩、動畫和聲音有機地編排在一起，具有強大的計算功能和信息處理功能，對圖形可以進行伸、縮、移、旋、切、拼、補等變換，向學生提供豐富的感性材料，使內容形象化，增強其表現力，使學生的視覺、聽覺等多種感官同時得到刺激，增強學習興趣，激發學習動機。現代教育學的實踐證明：學生在獲取知識時僅依靠聽覺，那么三小時后能保持70％，三天后僅能保持10％；若僅依靠視覺，則三小時后能保持72％，三天后可保持20％；如果綜合依靠視覺和聽覺，則三小時后可保持85％，三天后可保持信息量的65％。

因此，在數學課堂教學過程中，應用多媒體組合教學方式，能將傳統的教學媒體與現代教學媒體有機地聯系起來，相輔相成，互為補充，充分發揮各自的教學功能，優化課堂結構，提高課堂教學質量。這樣有助于培養學生獨立思考的能力，有助于讓學生體驗到成功的喜悅和增強學生的自信心，也有助于鍛煉學生克服困難，探求知識的毅力。如在“三角形內角和為180度”定理的講解過程中，不是直接搬出定理，而是結合《幾何畫板》中的角的度量的功能，先讓學生隨意畫一個三角形，度量出每一個角的大小，求出三個角的和，猜想出三角形內角和為180度這一命題，再讓學生自己去嘗試證明。這樣，首先學生情感上容易接受這一知識點，其次體現了數學前后知識的聯系，最重要的是，培養了學生創新能力和實踐能力。

4．重組教材結構提高學習效率

在中學數學教學中，應用計算機輔助教學，能增加教學容量，設計實際問題情景，重新組織教材結構網絡，提高學生的數學素養和應用能力。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。如在“多邊形的內角和”教學中，先從三角形的內角和為180度入手，在求四邊形的內角和時轉化為兩個三角形的內角和的和（計算機圖形演示：從四邊形的一個頂點引出的對角線把四邊形分成兩個三角形），然后提問五邊形內角和的求法。在這兒提出問題，可以激發學生對四邊形內角和的求法的回顧與進一步的思考，可知用同樣的方法把五邊形分成三個三角形，那么，六邊形，七邊形呢？適當的提問，促使學生積極思考，引起學生探求新知識的欲望，這就為n邊形的內角和公式的證明打下了堅實的基礎。

5．有利于培養學生的創造性思維

在數學課堂上，計算機輔助教學可以引導學生觀察、思考、猜測和嘗試，對數學對象進行多重表征，使學生深入理解數學知諷。通過數學實驗激發學生創新的靈感，有利于培養學生的創新精神和實踐能力。

6．可以節省教學時間，增加課堂信息密度

在傳統的“黑板＋粉筆”的教學模式中，教師有時需要用較長時間寫出一串長式子，畫出圖形或圖像。有了計算機輔助教學，教師可以節省畫圖、擦墨板的時間，用更多的時間和精力講授更多的內容，充實課堂，從而增加課堂信息密度。

三、計算機輔助數學教學的誤區

誤區之一：不恰當地追求“多媒體”，忽視對教學的干擾。我見過一些課件，一開始就是一段噪人的音樂，在教學過程中，學生答對了，出現鼓掌聲或者“你真棒”的贊揚聲；答錯了，來個“再想想”或者一個怪聲音，這就把電腦的多媒體功能在輔助教學中用偏了。多媒體電腦確實能夠把聲音、圖象、文字有機地組合在一起，形成一體化的教材，使內容單調、枯燥，以教科書、錄音帶、錄像帶各自獨立形式存在的傳統教材所無法比擬，但是作為輔助數學這一特定學科教學的電腦軟件，尤其作為輔助課堂教學的軟件，如果過多地追求“多媒體”，特別是莫名其妙地來一段音樂，就會適得其反，這不僅不能增強教學效果，反而干擾學生的思考，干擾了課堂教學，削弱了課堂教學效果。

誤區之二：追求軟件的“外在美”，忽視軟件的“內在美”。我見過一些課件制作者在展示他的課件時大談他的課件多么漂亮、華麗，一味地追求最新的“高科技”，把教學課件搞成電腦多媒體功能的成果展覽，卻不談用他的課件解決了數學教學中什么不用電腦不能解決的問題，不談用他的課件輔助教學“輔”在何處，甚至有人還說：“《幾何畫板》（輔助數學教學）固然好，但是用《幾何畫板》制作的課件不易得獎，還是《AUTHORWARE》好，做出的軟件漂亮。”在這種思想指導下，課件所用色彩當然就比較亮麗、鮮艷，這往往會分散學生的注意力，干擾學生的觀察，不利于看清問題的本質。“計算機輔教”不僅是藝術，更重要的是科學，這是每一個課件制作者都需要注意的。我們提倡課件應該有友好的界面，操作簡單、方便，“界面友好”與“華麗”當然不是一回事，特別是作為輔助數學教學的電腦軟件，更應該把解決數學教學中的問題放在第一位，追求軟件的內在作用，而不是外在的所謂“美”。“數學美”是數學內容的和諧、結論“奇異”的內在美，對學生“數學美”的教育與熏陶主要在教學內容上。

誤區之三：重視形象思維，忽視抽象思維。計算機的特點是能夠使靜態變為動態，抽象變為形象，但是過多地使用計算機，把一切抽象問題都形象化，又不利于抽象思維能力的培養。一切都形象化了，學生抽象概括的能力就可能下降，而數學又是一門特別需要抽象思維能力的學科，抽象思維能力的削弱不利于數學的再學習，特別不利于高年級數學的學習。固然傳統教學偏重邏輯能力培養的認知構建有一定的局限性，運用多媒體技術開發學生形象思維的心理優勢和學習潛力可以彌補這一缺憾，計算機輔助技術在教學中的生命力就在于在教學過程中既訓練使用右腦，又注重開發左腦，一定要注意如何恰到好處地使形象思維和抽象思維相輔相成，優勢互補，相得益彰。

誤區之四：重視教師的如何“教”，忽視學生的如何“學”。目前使用于計算機輔助教學的課件大多還只是在改變教師的如何“教”上下功夫，用計算機來幫助教師說清用其他教具所不能說清問題的教學模式占多數，很少用計算機來幫助學生學的，即以“教”為主的教學設計多，而以“學”為主的教學設計少。另一方面，忽視課件的“交互性”，即使有“交互性”的課件也是在教師設想范圍內的“交互性”。一次公開課中，教師講解、演示了一個排列組合問題的多種解法，但是還是考慮不全面，課堂上學生提出了另一種解法，計算機不能演示，這位教師急得滿頭大汗。現代教育模式與傳統教育模式的根本區別就是把以教師為中心的教學轉變為以學生為中心的教學，從這里可以看出，不能教學設備現代化了，而教學思想卻是陳舊的。“教育要面向現代化”首先應該是教育思想的現代化。用計算機輔助教學成功的主要標志應該是：有利于學生主動參與；有利于揭示教學內容的實質；有利于課堂交流的高效實現；有利于學生思維和技能的訓練。

誤區之五：把“是否使用了計算機”作為“好課”評比的條件之一。在一些學校、一些地區的“好課”評比中，把“是否使用了計算機”作為評比標準之一使得教師不顧是否需要計算機來輔助也用上了計算機。“把計算機搬進課堂就是計算機輔助教學”是對“計算機輔助教學”的誤導，不可取，這甚至讓計算機操作水平還不太高的教師鬧出一些笑話。一堂課的好壞是看有沒有以先進的教育思想作為指導，教學效果怎樣，而不是使用了何種媒體。

誤區之六：以“電子板書”代替“黑板板書”。有的數學課件把教案搬上屏幕，以“電子板書”代替“黑板板書”，上課教師只需點擊鼠標，對其它教學手段置之不理，使課堂由“入灌”變成“機灌”這些只是簡單應用了計算機的演示功能，教師成了播放員，學生成了觀眾。從課堂教學效益角度講，有些可以用傳統的教學手段講得清清楚楚的知識點，如集合，教師就沒有必要浪費大量的時間制作課件，采用計算機輔助教學。從學生身體健康角度講，過多過濫的電子板書，有損學生的視力，容易產生眼睛疲勞，反而影響學習效率，降低學習興趣，減弱學習動機。

誤區之七：過分追求快節奏。計算機輔助數學教學固然可以節省教師作圖、板書時間，加快課堂節奏，增加課堂密度，但有時欲速則不達。在課堂上，教師把教案搬上屏幕，以“電子板書“代表“黑板板書”，講課只需點擊鼠標，配上講解。當學生正在思考這一頁的問題時，屏幕已經顯示到下一頁的內容。或者當學生正在解題過程中，屏幕上巳經顯示出標準答案——解題思路、步驟、結果，學生可能會放棄自己的思考，不利于學生的獨立思考。學生學習是有一個認識、思考、探索的過程的，應處理好計算機速度“快”與學生學習“慢”（有一個過程）的關系。

當然，計算機輔助教學的實驗研究目前還處于"初級階段"，任何事物都有一個發生、發展的過程，現在談"誤區"也許為時過早，但是如果能較早地注意到在這個問題上所可能出現的偏向，更有利于這一實驗活動的健康開展。

我們目前還有很多的老師及一些教育者為了使計算機而使用計算機，為了“公開課”、“評比課”而使用計算機。計算機輔助教學作為一種現代化教學手段，并不是排斥傳統教學手段，應是二者有機結合，優勢互補，獲得最大的教學效果。并不是所有的教學內容都適合采用計算機輔助教學，有時通過教師的語言、板演、手勢及通過觀察學生的表情、提問等反饋手段，教師靈活掌握教學策略，因勢利導反而會獲得更好的效果。任何一種現代化的教學手段，只是教師開展數學活動的工具，它必須依靠教師科學地設計、精心地組織，才能發揮它的效能。教師對學生特有的人格影響是任何教學手段都無法代替的。而計算機所具有的功能加強大的計算和信息處理功能、直觀化，甚至動態效果，也是傳統手段無法匹敵的，所以不能厚此薄彼，應二者優勢互補。在信息技術高速發展的今天，我們應使學生成為有信息素養的人，計算機輔助教學是提倡的，用它來解決傳統教學手段所不能解決問題，或難以實現的問題，似乎更有價值。