关于计算机辅助数学教学的调查与分析.doc

关于计算机辅助数学教学的调查与分析the investigation and analysis about the computer assisted instruction of mathematics摘要：对利用计算机辅助数学教学的情况进行了调查和分析，得到几个结论，即利用计算机辅助数学教学能在一定程度上吸引学生的注意力，提高学生学习数学的兴趣，促进学生加深对数学知识的理解；当前教师利用计算机辅助教学存在若干不足之处；根据这些情况，笔者对数学课件的设计和使用提出了改进的建议 关键词：计算机辅助数学教学； 调查； 建议key words: computer assisted instruction of mathematics； investigation； suggestionabstract investigated and analyzed the effect of using the computer assisted instruction of mathematics, draw several conclusions, that is to say, computer assisted instruction of mathematics can attract the students attention and improve the students interest in mathematics, which also can help the students to understand mathematics better. based on the situation, some suggestions about improving the computer assisted instruction of mathematics have been given from the design and using of the mathematics courseware. 一、问题的提出随着科技的发展，计算机在社会各个领域逐渐得到普及，各个学校也越来越多的利用计算机辅助教学。在语文，外语，历史，地理等文科科目中利用计算机把文本、图形、图像、音频、视频等多种媒体集于一身进行信息加工处理，通过声、光、色、动画等技术创造出适当的问题情景，会对学生学习大有帮助。如何评价计算机在辅助数学教学中的作用？它对学生思维发展的影响如何？目前计算机辅助数学教学存在什么问题？对于上述问题，专家们发表了不少具有参考价值的意见。例如，有的对目前开展计算机辅助数学教学的硬件设备和教师情况进行了调查和分析1，有的从数学课件的制作方面提出了若干建议2，还有的对计算机辅助数学教学中存在的问题进行了剖析3。然而，已有文献多是对硬件设备，软件开发或师资状况等因素进行了分析，而对计算机辅助教学的主体学生的反应考虑不够，而这恰恰是值得研究的重要方面。为了获取这方面的情况，笔者对广州市四所中学（华南师范大学附中、执信中学、培正中学、广州市十七中）的部分班级进行了调查。调查的样本具有一定的代表性：所调查的学校都对计算机辅助数学教学比较重视，都有较好的硬件设备和师资力量，教师具备进行多媒体教学的能力；四所中学有一定的层次性，包括两所省重点中学和两所市一级学校；调查具有一定的广泛性，包括初一到高三共13个班级。发出问卷共750份，收回问卷680份，其中有效问卷672份。通过调查，对上述问题有了初步的了解，调查结果促使我们思考进一步的问题。二、 主要结论1、 学生对使用计算机辅助教学大体上持欢迎态度在回答“你喜欢数学教师在课堂上使用电脑来上课吗”的问题中，选“a.非常喜欢”的占17.3%,选“b.喜欢”的占31.7%,选“c.无所谓”的占40.6%，选“d.不喜欢”的只占10.4%。这表明半数学生欢迎电脑教学，只有少数学生不喜欢。然而，这个结果与事先的估计还有差距，即学生并非对计算机辅助数学教学一致叫好，可见目前用计算机辅助数学教学还存在着不足之处。在喜不喜欢计算机辅助数学教学这一点上，初中生与高中生并无明显的差异。例如，初一学生对上述四项的回答的比例分别为：22.1%,31.4%,39%,7.5%,而高一学生回答的比例分别为：15%,37.6%,39.8%,7.5%。2. 计算机辅助教学能在一定程度上吸引学生的注意力，但仍存在不足在回答问题“跟平时相比，教师在用电脑上课时，你的注意力如何”时，有14.4%的人选“a.非常集中”，35.4%的人选“b.比较集中”,38.1%的人选“c.没什么两样”，而有12.1%的人选“d.我的注意力反而不能集中”。这说明用计算机辅助数学教学能使半数学生比平时更加集中精力，但同时也导致了12.1%的人注意力反而不能集中。究其原因，一是部分数学教师计算机水平不够高，导致在课堂上操作失误或课件设计中出现一些错误，影响了学生的注意力；另一方面是有些数学教师为了追求美观，在课件中设计了与教学内容无关的动画、声音或图片，干扰了学生的注意力。其实数学课件的设计不必片面追求华丽，这一点从学生回答“数学教师用电脑上课时，屏幕是否越漂亮越好”可以看出。选“a.对，越漂亮越好”的占30.7%,选“b.不，关键是能帮助我理解问题”的占45.7%,选“c.无所谓”的占18.8%,而选“d.其它”的占4.9%。在其它一项的回答中，绝大多数人要求课件的设计要“简洁，清晰，能帮助理解”。3. 计算机辅助教学能在一定程度上促进学生的理解，但当前尚未达到我们的初衷通常认为利用计算机辅助数学教学有助于加深学生对知识的理解，实际情况是否如此呢？在回答“跟平时相比，教师在用电脑讲解一个问题的时候，你理解得如何”这个问题时，选“a.我理解得非常好”的占9.7%,选“b.我理解得要好一些”的人占33.8%，选“c没什么两样”的人占44%，选“d我反而弄糊涂了”的人占12.5%。从这些统计数据说明，计算机辅助数学教学离我们的初衷还有一段距离。笔者认为，出现这种情况的原因包括如下几点：（1）选材问题：数学科目中只有部分章节是适合于用多媒体进行教学的，对于那些可用可不用的知识点或者根本就不适合用的知识点生硬使用计算机效果就会适得其反。（2）某些教师设计的课件存在一些毛病，容易引起学生误解；（3）使用现成的课件未必符合教师的思路和本班的实际情况，而自己设计课件又要花较多时间。教师既要钻研教材，查找资料，又要设计课件，往往会顾此失彼；（4）青年教师缺乏数学教学经验，对于如何把传统教学和多媒体教学有机的结合起来，仍然存在着不少困难，而老教师在计算机操作方面也存在较多困难。 部分教师认为，利用计算机把一些需要学生想象与思考的东西直观显示出来，会剥夺学生思维的权力，不利于培养学生的逻辑思维能力和空间想象能力。在这一点上，初中生与高中生的看法是不同的。54%的高中生认为“能帮助自己更好的思维，印象很深”，而对于同一个问题，初中生作同样回答的比例只占34.7%。笔者认为这跟初高中课程的结构不同有关。初中代数主要是培养学生的运算能力，初中几何图形比较简单，对学生的空间想象力要求不是太高，利用计算机对学生抽象思维能力的培养没有明显的优越性，而高中知识有较多抽象的内容，如立体几何中，一些空间图形的性质与关系较复杂，借助计算机形象生动地表现出来，对学生帮助很大，同样，对于幂函数、指数函数和对数函数以及三角函数的图像等内容用计算机显示出来，也有着独到的优势。三、改进计算机辅助数学教学的建议 针对上述调查结果，为提高计算机辅助数学教学质量，我们提出如下建议：1、 设计数学课件要力求简洁，清晰，能促进理解。首先选好题材。笔者认为，在中学数学中有如下几个方面的内容适合于进行多媒体教学：函数图像问题，例如研究幂函数，指数函数，对数函数的图像，对参数赋予不同的值就有不同的图像；定值问题，例如三角形内角和为180 ，不论其形状如何变化，结论始终保持不变；轨迹问题，如平面解析几何中有关圆、椭圆、双曲线、抛物线等的问题；空间图形问题，如截面问题，立体图的展开问题等；另外，对于一些比较复杂的图形或较难画出的图形利用计算机作出来，也很有优势，例如，正、余弦函数的图像，圆的渐开线，等速螺线等。而对于可用可不用或根本就不适合用的内容，则没有必要强加使用计算机。例如，一堂课只是需要书写文字或公式，那就不如不用；又如初中讲授尺规作图时，如果用电脑演示则缺乏真实感，效果反而不好，倒不如教师在黑板上用直尺和圆规作图印象深刻；再如，用动画将一个容器中的液体倒入其它容器中探求两几何体的体积关系的方法，不如用实物演示直观可信。 选好材料后，采用集体备课的形式，由教学经验丰富的教师对教学内容进行分析，再由计算机知识比较好的教师来进行课件的设计。课件的设计一定要符合数学原理，不要让学生产生误解。例如，在设计三角函数y=asin(w x+ j )的图像变化规律的课件时，把周期改变之后，却忘了把相应的j值也进行改变，导致平移位置不准确。尽量不要在课件中加入太多声音，以免分散学生的注意力。事实上，有65%的学生认为在课件中偶尔用一、两次声音未尝不可，但搞太多就没有必要。对于动画，在不同的年级可以有所不同。对于初中生，在课件中可以适当增加一些动画，以增强趣味性，而对于高中生，则没有必要搞得太多。例如，初一学生在回答：“数学教师在用电脑上课时，有必要展示一些与本堂课内容没有太大关系，但是你认为很有趣的动画吗？”这个问题的时候，有26.2%的人认为“a很有必要”，有38.4%的人认为“b有必要”，两者加起来已经接近65%,而认为“c无所谓”的人占25%,认为“d没必要”的只占9.9%，这也是符合初中生贪玩，追求新奇的心理特点；而高三学生回答上述问题的比例分别为23.6%,25.7%,30.6%,20.1%,前两者加起来只有半数。有的教师喜欢在屏幕上给出一些鼓励学生思考的话，或者学生回答问题之后在屏幕上给出一些赞扬的话，对于这些语言，只有19.2%的学生表示喜欢，而32.6%的学生认为更希望教师口头鼓励，更多的学生（41.4%）则表示无所谓。笔者认为，教学中使用的鼓励性语言，应该根据学生回答的实际情况，有针对性地灵活使用。2使用课件要注意控制节奏，重视学生的思考与参与 如果用电脑给出例题或习题的解答过程的话，必须注意要一步一步的给出来，而不应一下子给出全部答案，否则学生上课就会象看电影一样，没有足够的时间思考。在回答“数学教师在讲一个定理的证明过程或一道习题的解答过程的时候，我希望：”这个问题的时候，只有6.7%的人选择“a教师通过电脑一次给出解答过程”，而有56.7%的人选择“b教师通过电脑一步一步给出解答过程”，值得注意的是：有24.7%的人选择“c教师在黑板上一步一步写出解答”，可见有部分学生更喜欢老师的板书。事实上，教师要把一个解答过程或证明过程输入电脑的话，无疑增加了工作量，延长了课件的设计时间，这是不合算的，更为重要的是，学生的思路与教师事先想好的解答可能完全不同，用电脑无法处理这类“异常”情况。综合众多方面的原因，笔者认为，对于例题或习题的解答过程，在黑板上书写就行了。另外，调查表明，有90%以上的学生要求教师提出一个问题之后，自己先思考一会儿，再由教师在电脑上或黑板上给出答案。例如讲授二次函数y=ax2+bx+c的图像时，在得到结论：“当a0时，抛物线开口向上”之后，继续向学生提问“当a0时，抛物线的开口方向如何？”此时不急于把结果在电脑上显示出来，而是先让学生想一想再给出答案，通过这种方式来引导学生积极地进行思考。最好能够给学生参与的机会。有将近60%的学生表示如果数学教师想请一位同学上讲台用电脑演示一个实验过程的时候愿意去操作。因此，教师可以考虑让学生上台进行简单的操作过程，一方面可提高学生的参与意识，增强课堂学习的气氛，另一方面也避免了教师上课只是一个劲的点鼠标，而缺少与学生的交流。在调查中发现，有条件的学校都开设了电脑课，然而却很少有学校能够把电脑课和数学课结合起来上。可以考虑在上电脑课的同时，学习有关数学的软件（例如几何画板），让学生自己利用软件来探索有关数学的知识，从而把多媒体辅助数学教学从目前的以演示型为主向互动型转化，真正实现学生自己对知识的建构。3、 提高课件的利用率。对于有条件的学校，可以将课件放到互联网上供学生下载（或直接让学生用软盘拷贝回家），同时也可供其他教师借鉴。据初步调查，在大城市，大约有80%的学生家里拥有电脑，在回答“如果有可能的话，你愿意把教师讲课用的课件拷贝回家再温习一遍吗？”这个问题的时候，有66.8%的学生表示“a非常愿意”，有9.2%的学生表示“b愿意，但我不懂电脑”，而只有16.8%的学生选“c我没兴