多媒体在数学教学中的应用_多媒体在数学教学中
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多媒体在数学教学中的应用
随着现代科学技术的发展，计算机已进入我国的教育领域，并得到迅速的发展。计算机在教育上的应用，使得教学手段、教学方法、教材观念与形式、课堂教学结构、以至教学思想与教学理论都发生了变革。要在45分钟的课堂教学中提高教学的效益,进行高密度、高容量的教学，多媒体的应用势在必行。本文从五个方面对多媒体在数学教学中的应用及其产生误区进行论述：
一、信息技术支持下的数学教学方式
自从1958年IBM的研究中心利用计算机进行小学二进制的数学教学开始，计算机辅助教学已经逐步发展起来。特别是近十几年来，随着计算机的发展，出现了许多高质量的数学软件（如一些数学软件包mathcad、mathematica、maple，《几何画板》，《Z+Z智能教育平台》等）。许多教师也在逐步地应用计算机和图形计算器（如内置了计算机代数和交互式平面几何的TI—92）辅助他们的数学教学。在PowerPoint2000中制作一张幻灯片只要十来分钟，而且其精美程度是普通的胶片难以达到的。在数学教学中一般一堂课制作五至八张幻灯片，用程序连接的话可达十张至多张幻灯片，还可用网络连接其它课件，使课堂上的知识容量大大加强。另外，人们还可以利用网络获取更多的信息，可以实现同步的远距离学习。所有这些，对于我们的传统教育方式都产生了很大的冲击。利用信息技术，可以做许多传统教育方式难以办到的事情。1．用计算机进行课堂演示
在这种模式下，传统教学过程中教师通过黑板、教具模型、投影片等媒体展示的各种信息，可由计算机加工成文字、图形、影像等资料，并进行一些必要的处理（如动画），将这些资料组合起来。课堂教学时，可以将计算机与大屏幕投影电视连接起来，也可以在网络计算机教室中进行。例如，对于等腰三角形“三线合一”的教学，传统教学因较难展现其发现过程，从而造成学生对其不好理解。利用计算机，可以在屏幕上作出任意三角形ABC及其内角A的平分线、BC边的垂直平分线和中线，之后用鼠标在屏幕上随意拖动点A，利用软件功能，此时三角形ABC和“三线”在保持依存关系的前提下随之发生变化。在移动的过程中，学生会直观地发现存在这样的点D，使得角平分线、垂直平分线和中线三线重合。利用这种模式进行课堂教学，可以使抽象的数学知识以直观的形式出现，能更好地帮助学生思考知识间的联系，促进新的认知结构的形成。计算机的动态变化可以将形与数有机结合起来，把运动和变化展现在学生面前，使学生由形象的认识提高为抽象的概括，这对于培养学生良好的思维习惯会起到很好的效果。但是也应注意，计算机的演示只能是帮助学生思考，而不能代替学生思考，教师应当恰当地给予提示，结合计算机的演示帮助学生完成思考过程，形成对概念的理解。2．利用计算机进行自主的探究式学习
在信息技术环境发展的背景下，以学生为中心进行合作学习，以问题共同解决、培养能力为中心并且强调终身学习的思想将深入人心。问题是数学发展的动力，现代数学教育更是强调要进行“问题解决”，在解决问题过程中锻炼思维、提高应用能力。而传统的数学教育由于多方面的限制，片面强调了数学重视演绎推理的一面，忽视了数学作为经验科学的一面。现在，学生自主探究的教学模式可以得到信息技术的有力支持，已经有许多学生利用计算机软件和图形计算器自主地在“问题空间”里进行探索和做“数学实验”。例如，几何画板提供了一个十分理想的让学生积极探索问题的“做数学”的环境，学生完全可以利用它来做“数学实验”，这样就能使学生在问题解决过程中获得真正的数学经验，而不仅仅是一些抽象的数学结论。据报载，1995年夏季，两个美国初中二年级学生David Goldeheim和Dan Litchfiled就应用几何画板发现了又一种任意等分线段的方法。在这种探究式学习的模式下，教师在教室里的角色更像学生的辅导者或帮助者。他们设置环境，帮助学生提出问题并进行探索，激发学生解答问题，并为学生提供他们需要使用的工具与资源，以便学生能够建构知识。在这种探究指导中，教师的主要任务是如何引导学生，如何问学生一些探索性的问题，如何使学生与有关的资源联系起来，如何提供给他们存储、操纵与分析信息的工具。
3．利用计算机进行知识复习和学习评价
在课后，可以利用一些辅导软件来复习和巩固某些已经学会的知识和技能。提高学生完成任务的速度和准确性。这种课件教学内容的组织多按章节划分知识点模块，同时提供文字、图形、动画和视频图像，文、图并茂。学习者可以自己决定进度，针对自身情况逐步深入地复习已经学过的知识内容。另外，利用计算机信息容量大的特点，可以做成一些智能题库（如人民教育出版社的智能训练系统），学生可以用它做题、复习知识。计算机还能同时测试答题者对于某些知识点的掌握程度，从而智能地调节题型、题量，并在线调出相关知识点的理论讲解，复习教学内容。教师也可以利用智能题库随意生成程度不同、内容不同的电子试卷，还可以记录学生一个时期（一学期或一学年）的测试情况，列出统计图，发现问题，并有针对性地进行指导。4．利用网络进行合作学习
近十年来，Internet飞速发展，随着上网人员和组织的增加，Internet所能提供的信息也在迅速增长。如今的Internet，是一个拥有信息最丰富、交流信息最为快捷的媒介。每天，千百万人正在通过Internet学习、交流，从某种意义上说，Internet可以称为世界上最大的学校。学生可以在世界范围服务器主页上浏览，可以利用E-mail双向异步交流，可以通过聊天室双向同步通话，可以通过BBS进行双向同步讨论，可以使用同步多媒体环境的虚拟教室。这样，可以让远方的专家、教师替代计算机有针对性地来帮助，让学生集体通过交互讨论、合作解决复杂问题。所以有了网络，合作式的学习（学习小组）就大大发展了，这会给个别化教学提供另一种解决方式，使学习效果大大增强。
二、多媒体技术在数学课堂教学中的优势
对课堂教学结构的优化，可利用现代教学技术及计算机的多媒体技术，将现代教学媒体与教学目标紧密联系在一起，使课堂教学效果最优化。1.多媒体应用可提高数学思维能力
数学教学的主要目标之一就是培养学生的抽象思维能力。多媒体能用具体形象的媒体展示给同学，使其能从中体验形象与抽象的关系。在课件《函数的概念》的制作中，我适当地运用动画、影片和声音来对学生的学习氛围进行调节，在上课前，不再让班长叫起立，而是通过媒体播放一首CD的音乐，让学生在专心致志地欣赏中达到情感智商的提高，有利于学生数学思维的发展。在讲函数概念中的变量时，我设计插入一段动画影片《旋转着的地球》，时间是半分钟，在同学观看时，结合教师课题讲解，使学生对变量与常量的认识从抽象→具体→抽象的过程中达到对变量的深刻理解。在制作各张幻灯片画面时，注意用意明确，使常规数学教学中要求的基本技能、重要的思想方法、运算能力和分析问题解决问题的能力尽量反映在课件中，各个幻灯片的连接注意衔接合理、自然，利用人工操作控制时间，使其变化有序，让学生对多媒体在教学应用避免产生黑板搬家感觉，函数的概念、定义城的求解以及归纳总结等与常规教学的方法相接近，使学生比较自如、顺畅地进入数学的学习状态。
在对学生发散性思维能力的培养方面，我针对某水厂用水的水压与时间的变化情况的应用题，在制作上采用了多种不同的方式来表达变量之间的函数关系。如教科书中的曲线、表格以及实际生活中常采用的图表型、立柱型、饼图型等表达方式，使学生能在实践生活中体验函数的存在，对开阔学生视野，体现发散思维的流畅性、变通性有较大的帮助。
2、多媒体应用可提高学生学习数学的兴趣
利用多媒体技术对文本、声音、图形、图像、动画等的综合处理及其强大交互式特点，编制出各学科教学计算机辅助教学课件，能充分创造出一个图文并茂、有声有色、生动逼真的教学环境，为教师教学的顺利实施提供形象的表达工具，能有效地减轻学生课业负担，激发学习兴趣，有效地改变传统教育单调模式，使教学落到实处。多媒体信息技术的出现为我们教学手段改进提供了新的机会，产生不可估量的教学效果。
作为一门中学主要学科——数学，教学手段似乎就是那么单调，黑板加粉笔，偶尔加一些模型。由于学科自身的特点，的确没有某些学科形象、生动、具体。难怪学起来有点枯燥无味，从而直接影响学生学习积极性。因此，考虑如何在传授知识的过程中做到生动形象，是数学教师在教学实践中时常思索的问题。而多媒体在数学教学中应用可以较好地解决这个难题。例如在函数图象的判断中，学生对图象的特征虽然了解，但应用上把握不定。我在设计课件这一部分时，采用动画显示曲线或图表，例如，可以使曲线自左飞入，然后按动画叠放次序播放，函数图象中几个变量X与对应值Y所得到的图表自动缓缓移入的方法，让学生能够体念到自变量x与y的对应关系，既激发学生兴趣，同时加深了函数图象的特征的掌握。
三、多媒体技术在数学教材设计中的应用
多媒体应用能丰富课堂教学容量。课堂教学是师生的共同活动，而活动的主体应该是学生，采用多媒体教学，教学容量比以往的常规教学容量多，教师应注重掌握教学节奏。节奏的快慢强弱、轻重缓急，要根据学生的具体情况而定。我在设计课件时从以下方面考虑节奏情况：
1、增加问题情景设计，激起课堂高潮。
以往的数学教学课件因程序化太浓，难以达到学习的高潮。用PowerPoint97自编的课件，灵活结合教材与教学实际是可以做到的。我对《函数的概念》设计采用了三个问题情景：首先是向学生提出函数的表达方式在生活中有哪几种？等学生回答后，我从计算机中调出函数的图象式、图表式、表格式等几种，让学生集中精神观看后，情绪高涨，思路开阔；；在对一堂课的归纳、小结时，采用网络技巧及特写处理，把本节课的主要内容思想和解题技巧以特写方式归于一张幻灯片中，并配上轻松的背景音乐，使同学能掌握学习数学的重要方法。
2、考虑学生的学习规律，培养师生感情。
课堂45分钟学生眼睛盯着荧光屏容易产生疲劳感，我在每一课件的适当位置给予学生思考与活动、讨论的时间，既让学生积极参与，又能注意学生的学习反应，克服因人机对话造成的情感淡薄的问题，培养学生的情商。例如在《函数的最值》这堂课的设计中，我在上课20分钟时加入情景问题：“行驶中汽车，在刹车后由惯性作用，要继续往前滑行一段才停。在某段路面，一种汽车刹车距离S（米）与车速X（千米/时）有如下关系：S=0.055 X+X2/160 ,当车速X在[60，80]时，求刹车距离的最小值”。在师生讨论和操作、计算过程中，学生既体会到数学在交通安全保障中的作用，又体会到站在不同角度观察者的感觉和情景。
四、多媒体数学教学软件设计思路与技术
计算机辅助教学软件与多媒体教学软件的设计，是多媒体在课堂教学应用的关键。在课堂多媒体辅助教学中，教师往往在教学的媒体上选择实物、模型、挂图、录像、录音、幻灯、投影等媒体，但多种媒体临时性拼接往往使教师应接不暇。我采用PowerPoint2000可以把实物、模型、挂图、录像、录音等媒体利用超级链接组合在一起，通过幻灯投影方式在课堂中应用，收到较好效果。同一张幻灯片中的信息，可通过动画设计使图象、声音、文字、图表等按照一定顺序出现。我制作课件时采用以下具体步骤： ⑴、设计课堂教学的思路，建立相关要素分析表。课题:教学内容 学习水平 教学目标 教学媒体 要点: 构成(知识)事实 概念 原理 观察 推理 其他(能力)识记 理解 应用 综合 幻灯片 图片 音乐 影片
⑵、建立文档，设置模板。⑶、按照教学目标制作幻灯片。⑷、设计多媒体动画与程序连接。⑸、课件调试与格式转换。⑹、及时对课件评价与修改。五．多媒体辅助教学存在的误区
成功的多媒体运用，课件应与整体的教学系统相一致，而不应将课件从整体的教学系统中剥离出来．
1、多媒体辅助教学要注重以学生为主体。现在使用的多媒体教学课件的设计多以“教”为主，而以“学”为主的教学设计少。再者，忽视课件的“交互性”，即使有“交互性”的课件，也是在教师设计的范围内的“交互性”。我曾经听过一个用课件辅助教学的数学课，教师对一道题设想了很多种解法，但学生想到的解法不按设计的顺序，还有一种解法不在他的设计之内，这个教师急得满头大汗，手脚忙乱。现代教学的模式与传统教育模式的根本区别就在于把以教师为中心的教学转变以学生为中心的教学，把课堂还给学生，让课堂充满活力，从这里来看，虽然教学设备现代化了，而教学思想却是陈旧的。“教育要面向现代化”首先应该是教学理念的现代化。用多媒体辅助教学成功的主要标志应该是：有利于学生主动参与；有利于学生的主动发展，有利于课堂交流的高效实现，有利于教学内容的实质。
2、为了多媒体教学的应用，忽视师生之间的交流，忽视了传统教学手段的应用。很多数学课件都是从上课“欢迎使用”到下课“谢谢，再见。”教师在课堂上动动鼠标，敲敲键盘代替了教学，教师成了放映员兼解说员，学生45分钟面对着屏幕，把原先的“人灌”，变成了“机灌”，使现代化教学手段成了“应试教育”的帮凶。根据我的教学经验，在中学数学中，还没有需要把多媒体课件，从上课使用到下课的教学内容。有些数学内容用其他手段并不比用课件差。记得在一次上网浏览课件资源，有一个课件是初中几何导入课，很多拼图游戏用课件来展示，这不仅不需要，更限制了学生的参与程度，适得其反。还有的教师用课件，没有了板书和解题演算，整个过程黑板上一个字也没有，这种完全依赖于课件的做法违背了教育规律，把由各种感觉器官参与的教学过程只限制在耳朵和眼睛上。再者，这种做法忽视了师生的情感交流，教学过程是一个十分复杂的过程，教师一个微笑，一个眼神，一个简单的动作。在提高教学效果中起着重要的作用。所以在多媒体辅助的教学中，无需“从一而终”，而应根据需要才用，教学能用是黑板、嘴巴等讲清楚的，能让学生动手参与解决的就不必使用课件。
3、利用多媒体教学不能形式忽视利用它的最终目的。有一些课件追求外表的漂亮、华丽，却看不出它解决了数学教学中什么不用多媒体课件就不能解决的问题，看不出课件辅助教学“辅”在何处，甚至有的老师认为《几何画板》很好，但用《几何画板》制作的课件不易得奖，不如《AUTHORWARE》制作的课件漂亮，不如《FLSH》制作的课件动画效果好。这种思想指导下制作的课件容易分散学生的注意力，干扰学生的观察，不利于看清问题的本质。作为辅助教学的数学教学课件，应把解决数学教学中的问题放在首位，追求它的内在作用。
4、利用多媒体教学必须突出教学形象思维与抽象思维并重。数学是一门特别需要抽象思维能力的学科，中学数学的一个很重要的任务就是培养和训练学生的思维能力。多媒体课件的特点是使静态“变”动态，抽象变形象，但过多的使用，一味追求抽象问题形象化，不利于抽象思维能力的培养，不利于数学的再学习。传统数学偏重逻辑能力培养的认知构建有一定局限性，多媒体技术开发学生形象思维的心理优势和学习潜力可以弥补这一缺憾，一定注意把两者恰到好处结合在一起，使之相辅相成、优势互补、相得益彰。由于技术原因，教师在中学数学教学中的作用是不能用多媒体代替的。如何在中学数学课堂应用多媒体进行教学，如何设计出高水平的中学数学课堂教学课件，采用何种适应数学教学的设计软件，是数学教育工作者、CAI专家、计算机程序设计师共同研讨的课题。
