CAI与中学数学教育
难度。计算机的辅助数学教学,凭借形声教材产生的直动﹑生动﹑形象﹑即时等声像效应,能刺激﹑感染和吸引学生,使他们在数学的学习中获得较为深刻的感性认识,从而更好理解和记忆所学内容。据心理学研究表明,如果仅凭听觉,能识记知识的10%左右;仅凭视觉,能识记知识的70%左右;把视﹑听觉协调并用,能识记知识的90%左右。恰当地利用计算机辅助数学教学,可以为学生提供多种感官获取数学知识的环境,达到对数学知识的强化记忆和理解。
3、CAI可提高数学课堂教学效率,增强学生素质
计算机辅助数学教学,以屏幕代替黑板,节省了画图和书写的时间。由于屏幕语言简洁精练,体现了CAI课堂教学的规范性和科学性,而且CAI课堂教学包括“教” ﹑“学” ﹑“练”三部分,体现了课堂教学的整体性。由此增大了教学密度,提高了课堂教学效率。利用CAI的交互性,通过人机对话形式,改变了一味灌输知识的被动学习状态,学生能发挥学习的主动性和灵活性。同时,计算机辅助数学教学,有利于激发学生的非智力因素。非智力因素对学生的学习具有导向﹑动力﹑强化等作用,因此它是推动学生学习的动力系统。计算机辅助数学教学能创设情景,引发动机;提供事实,显示过程;强化刺激,加强注意;归纳知识,增强记忆;等等。一个班的学生学习数学知识的智力因素有一定差异,教师根据学生的知识基础和学习能力,利用CAI 教学进行因材施教,就会缩小学生接受数学知识的差异,使学生的整体素质得到提高。
4、CAI教学的演示,可实出重点,化难为易
数学的抽象性决定了很多知识仅靠讲授或在黑板上画出呆板的图形,很难让学生迅速理解和记忆。而针对数学内容的特点,制作CAI课件,利用计算机辅助教学,通过着色演示﹑图形拼接演示或局部放大演示等手段,可突出讲授的重点,让学生清晰透彻地观察明白,从而实现难解化易﹑复杂化简的教学过程。例如在讲授行列式这一章时,其概念教学是难点,计算方法是重点,为突出教学的重点和突破教学的难点,通过CAI教学,给行列式不同行不同列的元素着色并加以演示,很快使学生看清楚行列中有多少个不同行不同列的元素组,可迅速理解其定义。为讲解行列式计算方法的拉普斯定理,利用课件按选定的元素所在的行和列进行分块再拼接,可以清楚地演示出子式和余子式的关系,迅速给出其证明,使教学重点突出,化为难易。
5、CAI营造的空间氛围,有利于学生建立数学空间概念
传统教学手段,如挂图﹑实物模型等,在数学教学中起到了一定的直观教学作用。但在立体几何的教学中,挂图和实物模式型却难以演示,很难让学生建立起空间概念。如一个几何体内部的线面关系,靠挂图和实物模型就难以描述清楚,而计算机辅助教学,通过制作相应的课件,既能给出空间图形,又能较好地演示空间物体的内部结构。这对学生增强立体感﹑建立空间概念﹑建立空间想像能力,起到了传统教学手段无法实现的教学效果。
6、CAI可描述图形动态形成过程,有利于化抽象为具体
在数学教学中,学生只知道结果,不了解结果的形成过程,就不能从根本上学懂数学知识,记忆也不会深刻。借助计算机辅助教学,能使图像鲜明﹑生动,由表及里地描述其动态的形成过程,使学生从根本上理解和记忆所学知识。如讲椭圆﹑双曲线和抛物线的概念,利用计算机可以清楚地描绘符合条件的动点轨迹的形成过程。又如讲直纹面,可以演示直线动态形成曲面的过程,把过去的理论叙述和靠头脑想像的抽象知识,转化为活生生的动画图像,就使得难以理解和想像的知识具体化﹑形象化,使教学收到事半功倍的效果。
三、关于计算机辅助数学教学的一些思考
当前传统的数学教育面临巨大的困难。从教学内容看,几十年不变,内容陈旧;从教学方法看,大部分数学课堂没有摆脱以教师传授为主的注入式,数学课难以唤起学生的积极性;从教学对象看,数学教育并没有做到面向全体学生,真正的“因才施教”至今还难以实现;从教学目标看,决大部分精力还放在应付考试的单纯解题训练上,数学知识的形成过程被淹没了,数学与实际的生动联系不见了;从教学模式看,基本上还是教师讲学生听的“一刀切”的班级授课,学生被动学习的局面没有改变,缺少必要的“个别化”教学与学生彼此之间的交流,学生的课堂参与是极其有限的;从教学评估看,大部分是凭经验“摸着石头过河”,难于及时准确地了解教学信息,因而我们的教学策略难以保证有很强的针对性;从教学手段看,没有摆脱“粉笔加黑板”的束缚,计算与画图还是传统的手工方式,教师的工作基本上还属于个体的手工业劳动。数学不仅是学生的沉重负担,也是教师的沉重负担,综上所述,传统的数学教育在喘息,陈旧的内容,陈旧的方法,陈旧的观念,缺乏生气的课堂,事倍功半的效果,传统教学似乎使出了全身的气力,却仍不能满足数学化时代的需求。
人们认为:把计算机引入教育将带来深刻而广泛的的影响,它不单会影响到教学内容的变化,而且将引发教学方法、教学模式、教学观念等等一系列的变革。人们看中了计算机能将文字、图形、动画和声音有机地编排在一切,从而激发学生的兴趣,增强学习的积极性;人们看中了计算机能给学生提供更多动手的机会,特别是计算机的人机交互功能,为实现教学的“个别化”创设了理想的环境。对数学教学而言,特别令人欣赏的是计算机的快速计算本领与绝妙的处理图形的能力,人们断定计算机将能迅速改变数学教学的面貌。然而从CAI兴起至今,人们期望看到的奇迹还没有发生,借助于计算机促进数学教学改革的进程相当艰难。
一个大问题是教学软件。市场上号称“电脑教师”的教育软件多半是课本搬家式的电子书或变换方式的习题集。这类教育软件使人们对CAI 产生了怀疑:“原来这就是CAI 呀!看来与其用这类软件还不如认真地看看书,更不如听有经验的教师 《CAI与中学数学教育(第2页)》
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3、CAI可提高数学课堂教学效率,增强学生素质
计算机辅助数学教学,以屏幕代替黑板,节省了画图和书写的时间。由于屏幕语言简洁精练,体现了CAI课堂教学的规范性和科学性,而且CAI课堂教学包括“教” ﹑“学” ﹑“练”三部分,体现了课堂教学的整体性。由此增大了教学密度,提高了课堂教学效率。利用CAI的交互性,通过人机对话形式,改变了一味灌输知识的被动学习状态,学生能发挥学习的主动性和灵活性。同时,计算机辅助数学教学,有利于激发学生的非智力因素。非智力因素对学生的学习具有导向﹑动力﹑强化等作用,因此它是推动学生学习的动力系统。计算机辅助数学教学能创设情景,引发动机;提供事实,显示过程;强化刺激,加强注意;归纳知识,增强记忆;等等。一个班的学生学习数学知识的智力因素有一定差异,教师根据学生的知识基础和学习能力,利用CAI 教学进行因材施教,就会缩小学生接受数学知识的差异,使学生的整体素质得到提高。
4、CAI教学的演示,可实出重点,化难为易
数学的抽象性决定了很多知识仅靠讲授或在黑板上画出呆板的图形,很难让学生迅速理解和记忆。而针对数学内容的特点,制作CAI课件,利用计算机辅助教学,通过着色演示﹑图形拼接演示或局部放大演示等手段,可突出讲授的重点,让学生清晰透彻地观察明白,从而实现难解化易﹑复杂化简的教学过程。例如在讲授行列式这一章时,其概念教学是难点,计算方法是重点,为突出教学的重点和突破教学的难点,通过CAI教学,给行列式不同行不同列的元素着色并加以演示,很快使学生看清楚行列中有多少个不同行不同列的元素组,可迅速理解其定义。为讲解行列式计算方法的拉普斯定理,利用课件按选定的元素所在的行和列进行分块再拼接,可以清楚地演示出子式和余子式的关系,迅速给出其证明,使教学重点突出,化为难易。
5、CAI营造的空间氛围,有利于学生建立数学空间概念
传统教学手段,如挂图﹑实物模型等,在数学教学中起到了一定的直观教学作用。但在立体几何的教学中,挂图和实物模式型却难以演示,很难让学生建立起空间概念。如一个几何体内部的线面关系,靠挂图和实物模型就难以描述清楚,而计算机辅助教学,通过制作相应的课件,既能给出空间图形,又能较好地演示空间物体的内部结构。这对学生增强立体感﹑建立空间概念﹑建立空间想像能力,起到了传统教学手段无法实现的教学效果。
6、CAI可描述图形动态形成过程,有利于化抽象为具体
在数学教学中,学生只知道结果,不了解结果的形成过程,就不能从根本上学懂数学知识,记忆也不会深刻。借助计算机辅助教学,能使图像鲜明﹑生动,由表及里地描述其动态的形成过程,使学生从根本上理解和记忆所学知识。如讲椭圆﹑双曲线和抛物线的概念,利用计算机可以清楚地描绘符合条件的动点轨迹的形成过程。又如讲直纹面,可以演示直线动态形成曲面的过程,把过去的理论叙述和靠头脑想像的抽象知识,转化为活生生的动画图像,就使得难以理解和想像的知识具体化﹑形象化,使教学收到事半功倍的效果。
三、关于计算机辅助数学教学的一些思考
当前传统的数学教育面临巨大的困难。从教学内容看,几十年不变,内容陈旧;从教学方法看,大部分数学课堂没有摆脱以教师传授为主的注入式,数学课难以唤起学生的积极性;从教学对象看,数学教育并没有做到面向全体学生,真正的“因才施教”至今还难以实现;从教学目标看,决大部分精力还放在应付考试的单纯解题训练上,数学知识的形成过程被淹没了,数学与实际的生动联系不见了;从教学模式看,基本上还是教师讲学生听的“一刀切”的班级授课,学生被动学习的局面没有改变,缺少必要的“个别化”教学与学生彼此之间的交流,学生的课堂参与是极其有限的;从教学评估看,大部分是凭经验“摸着石头过河”,难于及时准确地了解教学信息,因而我们的教学策略难以保证有很强的针对性;从教学手段看,没有摆脱“粉笔加黑板”的束缚,计算与画图还是传统的手工方式,教师的工作基本上还属于个体的手工业劳动。数学不仅是学生的沉重负担,也是教师的沉重负担,综上所述,传统的数学教育在喘息,陈旧的内容,陈旧的方法,陈旧的观念,缺乏生气的课堂,事倍功半的效果,传统教学似乎使出了全身的气力,却仍不能满足数学化时代的需求。
人们认为:把计算机引入教育将带来深刻而广泛的的影响,它不单会影响到教学内容的变化,而且将引发教学方法、教学模式、教学观念等等一系列的变革。人们看中了计算机能将文字、图形、动画和声音有机地编排在一切,从而激发学生的兴趣,增强学习的积极性;人们看中了计算机能给学生提供更多动手的机会,特别是计算机的人机交互功能,为实现教学的“个别化”创设了理想的环境。对数学教学而言,特别令人欣赏的是计算机的快速计算本领与绝妙的处理图形的能力,人们断定计算机将能迅速改变数学教学的面貌。然而从CAI兴起至今,人们期望看到的奇迹还没有发生,借助于计算机促进数学教学改革的进程相当艰难。
一个大问题是教学软件。市场上号称“电脑教师”的教育软件多半是课本搬家式的电子书或变换方式的习题集。这类教育软件使人们对CAI 产生了怀疑:“原来这就是CAI 呀!看来与其用这类软件还不如认真地看看书,更不如听有经验的教师 《CAI与中学数学教育(第2页)》