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新的数学课程标准指出,数学课程的设计与实施应重视运用现代信息技术,特别要充分考虑计算器、计算机对数学学习内容和方式的影响,大力开发并向学生提供更为丰富的学习资源,把多媒体辅助教学作为学生学习数学和解决问题强有力的工具,使学生把更多的精力投入到现实的、探索性的数学活动中去。
一、正确把握多媒体辅助教学的内涵
1.什么是多媒体
多媒体计算机技术是一种把文本、图形、形象、视频图像、动画和声音等运载信息的媒体集成在一起,并通过计算机综合处理和控制的一种信息技术,多媒体技术是信息领域的又一次革命。
多媒体计算机辅助教学是以计算机为教育媒介,利用计算机的逻辑、信息储存等功能为教育教学服务的一种方式。它既能向学生快速提供丰富多彩的集图、文、声于一体的教学信息,又能为学生提供生动、形象、多样化的交互方式。
2.多媒体用于辅助教学的必然性
多媒体辅助教学是一种新型的教学形式,是教育学与计算机科学技术相结合的产物,是现代教育技术的主要内容之一。进入21世纪以来,多媒体辅助教学模式得到了进一步发展,其教学信息更为丰富,教学过程更为生动,学习效果更为明显,知识接受更为主动。
在数学课堂教学中合理、灵活地运用多媒体技术,有助于优化课堂教学结构,全面提高课堂教学效率,从而培养学生主动参与、积极创新的精神和能力。随着信息量的增加和知识的不断更新,多媒体用于辅助教学将成为必然。辅助教学包括两种形式:宏观辅助和微观辅助。
所谓宏观辅助是通过教师对课程的深究,设计合理的脚本,进而代替教师完成一些适于计算机来完成的教学工作,在使用环节上表现为“个别交互”的辅助教学,软件市场上各种各样的计算机过级考试辅助教程、软件学习教程等,是一批教师、计算机专家根据教学内容和学习者的不同需要,设计制作的一些可以部分代替教师工作的计算机辅助教学课件,学习者在缺少教师的直接指导下可以通过计算机学习和掌握某些知识。
微观辅助即在教学活动中作为教师的“拐棍”,为教师提供具体的帮助,在使用环节上表现为“集体交互”的辅助教学。“集体交互”模式的特征是:在教学过程中教师积极地参与交互,使教师随时随地以己之长,补己之短,以计算机之长,补己之短。教师可以通过计算机直接地、更加高效地接触学生,提高课堂效率,增强学生的听课效果,大多数成功的多媒体辅助教学即为这种形式。
二、在中学数学课堂上充分运用多媒体的体验
爱因斯坦说过:“教育应该使提供的东西让学生作为一种宝贵的礼物来欣赏,而不是作为艰苦的任务来负担。”数学似乎早已被许多人认为是一门枯燥、乏味、难讲、难学的学科,而计算机辅助数学教学往往能改变这一现象,并以其极大的表现力和交互性,使数学的教学内容、教学方法、教学模式发生深刻的变革。它使得数学内容趣味化、生动化、形象化、直观化,并将抽象的理论、复杂的空间结构通过三维动画、虚拟现实等各种手段进行处理,从而激发学生的兴趣,使学生获得较为深刻的感性认识,从而更好地理解和记忆所学内容。
1.优势体验
自主、合作、探究是新课程改革的一个方向,初中数学新教材中安排了大量的探究活动。如何在课堂中让学生参与探究活动,是成功实施新课程改革的关键。传统教学由于受教学时间、教学手段等因素的限制,学生很难真正参与其中,因而常常流于形式,借助多媒体技术,能使学生在课堂上积极主动地参与探究活动。
体验一:探索线段垂直平分线的性质:在线段BC的垂直平分线上任意取一点A,分别度量点A和点B,C之间的距离,用鼠标拖动点A,使点A在直线上运动,观察度量值的变化,你发现有什么变化?(图略)
体验二:探索关于原点对称的点的坐标的关系:画一个△ABC,以原点为中心作对称变化,得到△A′B′C′,度量点A、A′的坐标,观察它们的坐标有什么关系;再度量点B、B′的坐标,观察它们的坐标有什么关系。改变三角形的位置,度量点A、A′的坐标,观察它们的坐标有什么关系;再度量点B、B′的坐标,观察它们的坐标有什么关系。(如下图)
通过以上两个动态图形的展示,使学生能够真正体会到数学规律的一般性,从而弥补教学中利用特殊性而得出的一些性质和定理的不足,使学生能够在生动的变化中形成基本规律并加以掌握。在初中数学的图形变化教学内容中,有好多内容都可以利用多媒体进行教学。
2.劣势体验
在长期的数学教学实践中,笔者体验到了运用多媒体教学的许多优势,但是仍然发现在很多教学中多媒体仅仅只是取代了“课本+黑板+粉笔”,导致了现代教学的虚假繁荣,并未达到教学的最终目的。
体验三:在一节观摩课“平行线的性质判定”中,定理、图形、例题、例题解答以及作业布置全都由多媒体直接显示,教师只是把一个例题的图形画在黑板上,作简短的分析。教师在课堂上动动鼠标、敲敲键盘,成了放映员,而学生45分钟面对着屏幕,成了观众。一节课下来,许多学生不知道平行线的性质定理与判定定理的区别在哪里?什么时候用性质定理?什么时候用判定定理?事实上,优秀的板书是师生互动过程和结论的反映,具有概括性、持久性、完整性等特点,有利于学生对所学知识的理解、记忆和思维。运用计算机呈现板书,由于屏幕的限制,本来在黑板上可以整体体现的知识,只能一部分、一部分地呈现,影响了学生对学习内容的整体感知。同时,由于课件的画面要经常变动,用课件呈现的板书便具有短暂性。因此,运用计算机辅助教学时不能忽视传统板书的功能。
由于多媒体具有强大的直观显示功能,因而使教师在较短的时间内呈现大量的教学内容成为可能,当这种可能成为现实时,多媒体辅助教学不仅没有促进学生有效地学习数学,反而带来了另外一个严重的问题——课堂教学容量过大。在公开课“相似三角形”中,笔者试图记下教师所呈现的图形和讲解的例题,以便作具体分析,但没有成功。课后笔者当了一回“放映员”,将课件内容从头到尾点击了一遍,大约花了5分钟时间,由此可以想象学生在上课时是怎样一种状态?从表面上看课堂信息量大了,实际上却出现了“讲者手忙脚乱、看者眼花缭乱、听者心慌意乱”的现象。
在初中数学教学中,并不是每一堂课都适合用多媒体教学。有些课程运用传统的教学手段已经能够很好地解决了,能够达到很好的教学效果,因此就没有必要去刻意地为了“计算机辅助教学”而使用计算机。“好钢用在刀刃上”,笔者认为,多媒体辅助教学应该用来解决一些传统教育难以解决,甚至无法解决的课题上,尤其是在一些动态变化的问题,它能够将变化过程呈现在学生面前。
三、反思如何用多媒体优化数学课堂
1.正确处理好多媒体教学与传统教学的关系
传统教育已经发展了几百年,已形成了一套完整的教学思想和教学方法,也已造就了一批又一批出类拔萃的人才,传统的教学思想和方法有很多东西值得继承和发扬光大。计算机辅助教学是对传统教学的加强而不是否定,它不仅能弥补教师授课时“一支粉笔、一本书、一块黑板”的不足,而且能达到传统教学手段无法达到的教学效果。我们可以利用计算机的动态画面展示事物发展或推理的全过程,利用它的图画特性将抽象的、理论的东西形象化,将空间的、难以想象的内容具体化。但是,它只能是发挥教师主导作用的必要的技术辅助手段,而不能代替教师的教学活动。因此,多媒体教学可以理解为在传统教学基础上增加了多媒体(包括计算机)这一特殊工具的教学。
在设计多媒体教程时,要把握好多媒体的使用时机,正确处理多媒体和粉笔、黑板、普通教具、语言表达之间的关系,特别要考虑时间因素,正确处理好多媒体的教学时间(此处主要是指操作时间)与适时的课堂讲解、板书、交互、反思时间的关系。另外,多媒体存在的最大的缺点是一个字——“快”。由于计算机呈现信息的速度快,教师容易不自觉地加快课堂教学的速度,忽视对学生思维节奏的适应,使课堂教学变成“走马观花”式的教学。笔者建议,在数学课堂中教师最好不要通篇采用多媒体教学,而应发挥教师自身的主导作用,适度控制教学的节奏,避免节奏过快。
2.利用多媒体创设良好的氛围,激发学生的学习兴趣
兴趣是最好的老师,孔子说:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”可见,激发和培养兴趣在求知过程中占有举足轻重的地位。数学的认识过程是一个活动和反省抽象的过程,只有将学生学习的主动性、积极性充分地调动起来,使他们成为学习的主体,才能掌握知识,才能取得较好的效果。因此,必须抓住这点,创设一种宽松、平等、和谐的教学氛围,激发学生的求知欲望,从而在多媒体课堂教学中不断唤醒学生的兴奋点,使教学过程合理、有趣。
比如:在讲两个圆的位置关系时,首先通过多媒体将两个运动的圆呈现在学生面前,利用多媒体的功能慢慢地靠近,从而出现两个圆的五种位置关系,并通过两个圆的圆心距的变化找出与两个圆的半径的关系,为学生创造一个探索问题的环境,激发学生的学习兴趣并得出结论。
3.利用多媒体突出重点,分解难点
在采用传统的教学模式时,常会使许多学生始终无法接受、理解、掌握一些教学内容中的重点和难点,学习起来感到非常吃力。多媒体教学可以创设学生感知过程,化静为动,化难为易,以生动、形象、具体的表现力,帮助学生理解知识,优化学生的思维过程,从而达到其他教学手段达不到的效果。因此,可以借助多媒体辅助教学使重点得到突出,使难点不再那么难。
例如:探索旋转的性质,任意画一个图形,作出这个图形绕某一点O旋转某个角度后的图形,改变点O的位置,或者改变其中一个图形的位置,再对这个图形作旋转变化,观察每组图形中对应点与旋转中心所连线段有什么关系,以及对应点与旋转中心连线所成的角有什么关系(如上图)。通过亲眼目睹,能较好地领悟变换的过程,从而突破难点。同时,也体现了“教师为主导,学生为主体”的教学思想。
4.利用多媒体教学,让数学走进学生生活
数学家华罗庚曾经说过:“对数学产生枯燥乏味、神秘难懂的印象的主要原因就是脱离实际。”现实的生活材料,不仅能够使学生体会到所学内容与自己接触到的问题息息相关,而且能够大大调动学生学习数学的兴趣,使学生认识到现实生活中隐藏着大量的数学问题。正所谓:“人人学有价值的数学,人人学有用的数学。”因此,在教学中教师关于数学学习材料的选择应注意联系学生生活实际,注重实效性。多媒体技术作为信息传播的有效载体能积极配合这一教学理念,使教学效果更加接近教学目标。
比如教“统计表与统计图”时,可引导学生上网收集近5~13年来的国民生产总值,每百人中电话、手机拥有量等数据,并绘制统计表与统计图。学生不仅学到了统计表与统计图的绘制方法,而且形象直观地感受到了改革开放取得的显著成就,体会到了数学来自社会生活、服务于社会生产与生活的道理.
5.尽量让学生参与到课件的制作和操作中来
自从多媒体引入到课堂以来,教师一直是课件的操作者,学生虽然受到多重感官的刺激,但是学生的动手操作能力还是没有得到充分的发挥。所以,应尽量让学生参与到课件的制作和操作过程中来,让他们感觉到自己不仅是学习者更是研究者,从而创设一种自主学习、合作学习、研究性学习的现代教学环境。这样的课堂能够使得学生的参与意识空前高涨,学到的知识自然会留下深刻的印象。
总之,多媒体课件是教学过程中重要的中介,在数学课堂教学中合理、灵活地运用多媒体技术进行生动、形象的描述,能从不同角度,以不同方式展现知识的内在规律,突破时间、空间、抽象、宏观、微观的限制,让学生充分感受和理解知识产生、发展的过程,开拓学生的视野。这样,有助于优化课堂教学结构,全面提高课堂教学效率,培养学生主动参与、积极应用多媒体技术探索和创新。但是,多媒体教学运用得不当也会导致教学实践活动不能顺利进行。因此,我们必须努力研究多媒体辅助教学的特点,在实践中多用、巧用、充分发挥其作用,优化教学效果,提高学生的综合素质。
一、正确把握多媒体辅助教学的内涵
1.什么是多媒体
多媒体计算机技术是一种把文本、图形、形象、视频图像、动画和声音等运载信息的媒体集成在一起,并通过计算机综合处理和控制的一种信息技术,多媒体技术是信息领域的又一次革命。
多媒体计算机辅助教学是以计算机为教育媒介,利用计算机的逻辑、信息储存等功能为教育教学服务的一种方式。它既能向学生快速提供丰富多彩的集图、文、声于一体的教学信息,又能为学生提供生动、形象、多样化的交互方式。
2.多媒体用于辅助教学的必然性
多媒体辅助教学是一种新型的教学形式,是教育学与计算机科学技术相结合的产物,是现代教育技术的主要内容之一。进入21世纪以来,多媒体辅助教学模式得到了进一步发展,其教学信息更为丰富,教学过程更为生动,学习效果更为明显,知识接受更为主动。
在数学课堂教学中合理、灵活地运用多媒体技术,有助于优化课堂教学结构,全面提高课堂教学效率,从而培养学生主动参与、积极创新的精神和能力。随着信息量的增加和知识的不断更新,多媒体用于辅助教学将成为必然。辅助教学包括两种形式:宏观辅助和微观辅助。
所谓宏观辅助是通过教师对课程的深究,设计合理的脚本,进而代替教师完成一些适于计算机来完成的教学工作,在使用环节上表现为“个别交互”的辅助教学,软件市场上各种各样的计算机过级考试辅助教程、软件学习教程等,是一批教师、计算机专家根据教学内容和学习者的不同需要,设计制作的一些可以部分代替教师工作的计算机辅助教学课件,学习者在缺少教师的直接指导下可以通过计算机学习和掌握某些知识。
微观辅助即在教学活动中作为教师的“拐棍”,为教师提供具体的帮助,在使用环节上表现为“集体交互”的辅助教学。“集体交互”模式的特征是:在教学过程中教师积极地参与交互,使教师随时随地以己之长,补己之短,以计算机之长,补己之短。教师可以通过计算机直接地、更加高效地接触学生,提高课堂效率,增强学生的听课效果,大多数成功的多媒体辅助教学即为这种形式。
二、在中学数学课堂上充分运用多媒体的体验
爱因斯坦说过:“教育应该使提供的东西让学生作为一种宝贵的礼物来欣赏,而不是作为艰苦的任务来负担。”数学似乎早已被许多人认为是一门枯燥、乏味、难讲、难学的学科,而计算机辅助数学教学往往能改变这一现象,并以其极大的表现力和交互性,使数学的教学内容、教学方法、教学模式发生深刻的变革。它使得数学内容趣味化、生动化、形象化、直观化,并将抽象的理论、复杂的空间结构通过三维动画、虚拟现实等各种手段进行处理,从而激发学生的兴趣,使学生获得较为深刻的感性认识,从而更好地理解和记忆所学内容。
1.优势体验
自主、合作、探究是新课程改革的一个方向,初中数学新教材中安排了大量的探究活动。如何在课堂中让学生参与探究活动,是成功实施新课程改革的关键。传统教学由于受教学时间、教学手段等因素的限制,学生很难真正参与其中,因而常常流于形式,借助多媒体技术,能使学生在课堂上积极主动地参与探究活动。
体验一:探索线段垂直平分线的性质:在线段BC的垂直平分线上任意取一点A,分别度量点A和点B,C之间的距离,用鼠标拖动点A,使点A在直线上运动,观察度量值的变化,你发现有什么变化?(图略)
体验二:探索关于原点对称的点的坐标的关系:画一个△ABC,以原点为中心作对称变化,得到△A′B′C′,度量点A、A′的坐标,观察它们的坐标有什么关系;再度量点B、B′的坐标,观察它们的坐标有什么关系。改变三角形的位置,度量点A、A′的坐标,观察它们的坐标有什么关系;再度量点B、B′的坐标,观察它们的坐标有什么关系。(如下图)
通过以上两个动态图形的展示,使学生能够真正体会到数学规律的一般性,从而弥补教学中利用特殊性而得出的一些性质和定理的不足,使学生能够在生动的变化中形成基本规律并加以掌握。在初中数学的图形变化教学内容中,有好多内容都可以利用多媒体进行教学。
2.劣势体验
在长期的数学教学实践中,笔者体验到了运用多媒体教学的许多优势,但是仍然发现在很多教学中多媒体仅仅只是取代了“课本+黑板+粉笔”,导致了现代教学的虚假繁荣,并未达到教学的最终目的。
体验三:在一节观摩课“平行线的性质判定”中,定理、图形、例题、例题解答以及作业布置全都由多媒体直接显示,教师只是把一个例题的图形画在黑板上,作简短的分析。教师在课堂上动动鼠标、敲敲键盘,成了放映员,而学生45分钟面对着屏幕,成了观众。一节课下来,许多学生不知道平行线的性质定理与判定定理的区别在哪里?什么时候用性质定理?什么时候用判定定理?事实上,优秀的板书是师生互动过程和结论的反映,具有概括性、持久性、完整性等特点,有利于学生对所学知识的理解、记忆和思维。运用计算机呈现板书,由于屏幕的限制,本来在黑板上可以整体体现的知识,只能一部分、一部分地呈现,影响了学生对学习内容的整体感知。同时,由于课件的画面要经常变动,用课件呈现的板书便具有短暂性。因此,运用计算机辅助教学时不能忽视传统板书的功能。
由于多媒体具有强大的直观显示功能,因而使教师在较短的时间内呈现大量的教学内容成为可能,当这种可能成为现实时,多媒体辅助教学不仅没有促进学生有效地学习数学,反而带来了另外一个严重的问题——课堂教学容量过大。在公开课“相似三角形”中,笔者试图记下教师所呈现的图形和讲解的例题,以便作具体分析,但没有成功。课后笔者当了一回“放映员”,将课件内容从头到尾点击了一遍,大约花了5分钟时间,由此可以想象学生在上课时是怎样一种状态?从表面上看课堂信息量大了,实际上却出现了“讲者手忙脚乱、看者眼花缭乱、听者心慌意乱”的现象。
在初中数学教学中,并不是每一堂课都适合用多媒体教学。有些课程运用传统的教学手段已经能够很好地解决了,能够达到很好的教学效果,因此就没有必要去刻意地为了“计算机辅助教学”而使用计算机。“好钢用在刀刃上”,笔者认为,多媒体辅助教学应该用来解决一些传统教育难以解决,甚至无法解决的课题上,尤其是在一些动态变化的问题,它能够将变化过程呈现在学生面前。
三、反思如何用多媒体优化数学课堂
1.正确处理好多媒体教学与传统教学的关系
传统教育已经发展了几百年,已形成了一套完整的教学思想和教学方法,也已造就了一批又一批出类拔萃的人才,传统的教学思想和方法有很多东西值得继承和发扬光大。计算机辅助教学是对传统教学的加强而不是否定,它不仅能弥补教师授课时“一支粉笔、一本书、一块黑板”的不足,而且能达到传统教学手段无法达到的教学效果。我们可以利用计算机的动态画面展示事物发展或推理的全过程,利用它的图画特性将抽象的、理论的东西形象化,将空间的、难以想象的内容具体化。但是,它只能是发挥教师主导作用的必要的技术辅助手段,而不能代替教师的教学活动。因此,多媒体教学可以理解为在传统教学基础上增加了多媒体(包括计算机)这一特殊工具的教学。
在设计多媒体教程时,要把握好多媒体的使用时机,正确处理多媒体和粉笔、黑板、普通教具、语言表达之间的关系,特别要考虑时间因素,正确处理好多媒体的教学时间(此处主要是指操作时间)与适时的课堂讲解、板书、交互、反思时间的关系。另外,多媒体存在的最大的缺点是一个字——“快”。由于计算机呈现信息的速度快,教师容易不自觉地加快课堂教学的速度,忽视对学生思维节奏的适应,使课堂教学变成“走马观花”式的教学。笔者建议,在数学课堂中教师最好不要通篇采用多媒体教学,而应发挥教师自身的主导作用,适度控制教学的节奏,避免节奏过快。
2.利用多媒体创设良好的氛围,激发学生的学习兴趣
兴趣是最好的老师,孔子说:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”可见,激发和培养兴趣在求知过程中占有举足轻重的地位。数学的认识过程是一个活动和反省抽象的过程,只有将学生学习的主动性、积极性充分地调动起来,使他们成为学习的主体,才能掌握知识,才能取得较好的效果。因此,必须抓住这点,创设一种宽松、平等、和谐的教学氛围,激发学生的求知欲望,从而在多媒体课堂教学中不断唤醒学生的兴奋点,使教学过程合理、有趣。
比如:在讲两个圆的位置关系时,首先通过多媒体将两个运动的圆呈现在学生面前,利用多媒体的功能慢慢地靠近,从而出现两个圆的五种位置关系,并通过两个圆的圆心距的变化找出与两个圆的半径的关系,为学生创造一个探索问题的环境,激发学生的学习兴趣并得出结论。
3.利用多媒体突出重点,分解难点
在采用传统的教学模式时,常会使许多学生始终无法接受、理解、掌握一些教学内容中的重点和难点,学习起来感到非常吃力。多媒体教学可以创设学生感知过程,化静为动,化难为易,以生动、形象、具体的表现力,帮助学生理解知识,优化学生的思维过程,从而达到其他教学手段达不到的效果。因此,可以借助多媒体辅助教学使重点得到突出,使难点不再那么难。
例如:探索旋转的性质,任意画一个图形,作出这个图形绕某一点O旋转某个角度后的图形,改变点O的位置,或者改变其中一个图形的位置,再对这个图形作旋转变化,观察每组图形中对应点与旋转中心所连线段有什么关系,以及对应点与旋转中心连线所成的角有什么关系(如上图)。通过亲眼目睹,能较好地领悟变换的过程,从而突破难点。同时,也体现了“教师为主导,学生为主体”的教学思想。
4.利用多媒体教学,让数学走进学生生活
数学家华罗庚曾经说过:“对数学产生枯燥乏味、神秘难懂的印象的主要原因就是脱离实际。”现实的生活材料,不仅能够使学生体会到所学内容与自己接触到的问题息息相关,而且能够大大调动学生学习数学的兴趣,使学生认识到现实生活中隐藏着大量的数学问题。正所谓:“人人学有价值的数学,人人学有用的数学。”因此,在教学中教师关于数学学习材料的选择应注意联系学生生活实际,注重实效性。多媒体技术作为信息传播的有效载体能积极配合这一教学理念,使教学效果更加接近教学目标。
比如教“统计表与统计图”时,可引导学生上网收集近5~13年来的国民生产总值,每百人中电话、手机拥有量等数据,并绘制统计表与统计图。学生不仅学到了统计表与统计图的绘制方法,而且形象直观地感受到了改革开放取得的显著成就,体会到了数学来自社会生活、服务于社会生产与生活的道理.
5.尽量让学生参与到课件的制作和操作中来
自从多媒体引入到课堂以来,教师一直是课件的操作者,学生虽然受到多重感官的刺激,但是学生的动手操作能力还是没有得到充分的发挥。所以,应尽量让学生参与到课件的制作和操作过程中来,让他们感觉到自己不仅是学习者更是研究者,从而创设一种自主学习、合作学习、研究性学习的现代教学环境。这样的课堂能够使得学生的参与意识空前高涨,学到的知识自然会留下深刻的印象。
总之,多媒体课件是教学过程中重要的中介,在数学课堂教学中合理、灵活地运用多媒体技术进行生动、形象的描述,能从不同角度,以不同方式展现知识的内在规律,突破时间、空间、抽象、宏观、微观的限制,让学生充分感受和理解知识产生、发展的过程,开拓学生的视野。这样,有助于优化课堂教学结构,全面提高课堂教学效率,培养学生主动参与、积极应用多媒体技术探索和创新。但是,多媒体教学运用得不当也会导致教学实践活动不能顺利进行。因此,我们必须努力研究多媒体辅助教学的特点,在实践中多用、巧用、充分发挥其作用,优化教学效果,提高学生的综合素质。