CAI课件辅助数学教学的探讨.doc

CAI课件辅助数学教学的探讨摘 要数学教学是一个灵活而又有一定结构的教学系统。大量CAI课件进入数学教学，使得原本就复杂的教学系统构成要素发生了变化，CAI课件辅助数学教学，在现今教育中已经开始慢慢的被运用，这一事实说明了CAI课对辅助数学教学具有重要的作用和特性。CAI课件辅助数学教学，就是将CAI课件用于数学教学中，这样可以起到辅助数学教学，激发学生的思维,陶冶学生情操,优化教学的作用.另外CAI课件辅助数学教学，可以更好的运用抽象与具体相结合的原则，更易于创造一种良好的教学氛围，使单调、枯燥的数学学习变得有意义。关键词：CAI 数学教学 课件一、CAI课件的理论依据1.1 CAI的概念计算机辅助教学(Computer Aided Instruction ，简称CAI)是在计算机辅助下进行的各种教学活动，以对话方式与学生讨论教学内容、安排教学进程、进行教学训练的方法与技术。CAI为学生提供一个良好的个人化学习环境。综合应用多媒体、超文本、人工智能和知识库等计算机技术，克服了传统教学方式上单一、片面的缺点。它的使用能有效地缩短学习时间、提高教学质量和教学效率，实现最优化的教学目标。1.2 CAI的理论依据建构主义学习理论认为，学习过程是学习者在一定的学习环境中，与其他学习者协作、讨论等，建立自己的认识和理解的过程。利用多媒体技术和仿真技术制作的CAI课件，其许多特性和功能特别适合实现建构主义学习环境的建构。因此，在CAI课件设计和在课堂教学中的运用都围绕建构主义学习理论的四大环境要素进行，把多媒体计算机当作建构主义学习环境下的认知工具，在老师的指导下，使学生自主学习和求知，这就为辅助数学教学提供了理论依据。二、CAI课件辅助数学教学的作用与特性2.1 CAI课件辅助数学教学的作用1、创设情境 引发学生学习兴趣兴趣是最好的老师，是驱动学习的直接动力。现今教师的任务不是简单地向学生灌输知识，而应该是要激发学生的学习兴趣。激发学生学习兴趣，帮助学生形成学习主动性，是教学成功的重要条件之一。传统的教学模式，方法较单一，易使学生产生疲倦、乏味感，产生“厌学”心理。如何激发学生的求知欲，调动学生积极性，这在教学中成为一个迫切解决的难题。多媒体技术图文音像并茂，化静为动，化抽象为直观，使学生如闻其声，如临其境，能迅速进入最佳学习状态，提高学生的学习积极性。给学生提供多种感官的感受，这种感受能很大限度地激发学生的学习兴趣，激发学生的学习主动性和创造性。例如：我在制作长方形的概念这一课件时，先不急于介绍单调抽象的概念，而是先并配上优美轻松的世界名曲，演示几幅精美的世界建筑的图画，伟大的建筑令学生们赞叹不已，激发了他们浓厚的求知兴趣，然后不失时机地提出问题：“请大家在这些建筑物中找出各种长方形，在我们周围，又有哪些长方形？”引发学生的学习兴趣。2、突出重点、突破难点 数学是一门具有严密逻辑性和高度抽象性的学科。在传统的数学教学中，教师通常是通过讲解向学生传授新知识，但遇到比较抽象的概念和复杂的问题，总是想尽一切语言去表达，希望能清楚准确地向学生说明，而数学教材中，某些教学内容，语言文字很难表达清楚，学生不易理解。这时选用合适的CAI课件能突破时空的限制，化静为动，化抽象为直观，利用学生感知具体形象的直觉思维比较发达的心理特点，通过形象思维活动，培养学生抽象思维能力，使学生由直观思维占主导地位逐步向抽象思维占主导地位转化。CAI课件能将事物很形象地表现出来，因此运用恰当，不但能突破教材中的难点，而且可以加深学生对难点的理解，化难为易，化教材的知识结构为学生的认知结构。如，向学生介绍“长方形的定义”。这一概念时，单调地注入式讲解很难引起学生的注意，和学生对概念的理解。而在CAI课件中可以很好地解决问题。比方，给长方形下定义时，先按照顺或逆时针方向动态演示长方形的形成过程，使静态的知识动态化，如图1，而动态的画面与学生的思维活动紧密相联，学生的学习主动性得到发展。这样，使学生在视觉上形成概念，然后，显示文本并讲解“对边平行且有一个角是直角的四边形”，在听觉上概括出定义，从而理解知识；再比方定义长方形的边，先动态地依次闪烁四条对应线段，通过“闪烁”提示，引发思维，“闪烁”不仅能引起学生的注意，而且能引发学生的思维。然后再显示文本并讲解边的定义，从而在学生头脑中形成概念。通过文本、图象、语音、动画等感受，充分调动学生视觉、听觉多重感官，使难点变易，重点突出。 图13、启迪积极思维 培养创造意识 现代建构主义理论认为，学生学习知识的过程，应该是一个“学生以一种积极的心态，调动原有的知识和经验，尝试解决新问题，同化新知识并积极建构他们自己的意义”的主动建构过程。在利用CAI课件辅助教学时，可以重视培养学生学习的自主能动意识和能力，注重培养学生积极思维的意识。建构主义理论强调学生的认知主体作用，认为学生是信息加工的主体，是意义的主动建构者，教师是意义建构的帮助者和促进者。正是如此，利用CAI课件辅助于教学中可发挥学生主体作用和教师的主导作用。 如平行是数学中一个重要的概念。传统的教法就是把有关的定义、定理和结论灌输给学生。使学生听懂并记住、会依样画葫芦，把本来与生活密切相关，既有大自然的美，又有数学之美的一个内容变得枯燥无味。为了能激发兴趣、调动学生主动参与的积极性，更为了体现数学是源于生活又高于生活的一门科学，让学生主动发现数学，而不是被动地接受数学，利用几何画板制作CAI课件，可取得意想不到的效果。多媒体技术的运用，使学生由原来的单纯听讲接受灌输的被动地位，转化为能有机会主动参与、发现、探究的主体地位，使学生能主动参与探索知识的过程，学生通过观察、实践、思考，使教学媒体转化为学生的认识工具，学生主动发现问题，寻求规律，品尝学习的成功体验和乐趣，同时也培养了学生积极思维自主学习的能力和创造意识，突出学生的主体作用。2.2 CAI课件辅助数学教学的特性传统的课堂教学方式的主要缺点是：教学内容更换缓慢，教学方式单一，学生缺少实地观察与实际动手操作的训练，教学进度缓慢。利用CAI辅助教学则可以创造出合乎教师、学生所需的较理想的教学环境：计算机的巨大存储容量，老师可以将有关学科的所有知识有机地组织存放起来，上课时可方便地使用和查阅；多种人机会话手段，可以代替黑板、纸、笔等，成为使用方便的多功能教学设施；如:五年级数学下册容积和容积单位中测量物体的体积，为了让学生很好的理解各种不规则物体的体积的求法，形象生动的和学生讲解，使用CAI课件辅助能很好的实现。如测量一个红薯的体积.可展示下图2，可问学生是否像红薯，提高学生的兴趣。可以提问学生怎么测红薯的体积。让学生开动脑筋，看学生反应再依次展示图3，图4，形象生动的测量红薯的一个过程，让学生很容易就理解和掌握。 图2 图3 图4模拟功能则可以提供安全、准确、可靠的教学实验手段，丰富的教学活动模式是学生与教师可以因人而异地选择学习方式。而目的是帮助教师更好的“教”，学生更有效的“学”， 人机之间的协同是指在计算机辅助数学教学过程中，还必须正确处理好人与计算机的关系。CAI课件虽然能承担教师的一部分工作，但绝不能代替教师在教学过程中，教师始终是运用、管理、支配、控制计算机及其软件并给予评价的主体。三、CAI课件辅助数学教学的应用3.1运用 CAI课件辅助数学教学，激发学生的思维现代建构主义理论认为，学生学习知识的过程，应该是一个“学生以一种积极的心态，调动原有的知识和经验，尝试解决新问题，同化新知识并积极建构他们自己的意义”的主动建构过程。在利用CAI课件辅助教学时，可以重视培养学生学习的自主能动意识和能力，注重培养学生积极思维的意识。建构主义理论强调学生的认知主体作用，认为学生是信息加工的主体，是意义的主动建构者，教师是意义建构的帮助者和促进者。正是如此，利用CAI课件辅助于教学中可发挥学生主体作用和教师的主导作用。例如，在向学生教授两个图形的位置关系时，可利用CAI课件辅助教学，让学生自己思考、发现、总结结论。教师通过计算机动态地演示两个图形的运动过程，先在屏幕两端各显示一个图形，然后拖动任意图形，请学生观察、思考：“在这两个图形的运动过程中，有哪些情况出现？”学生得出：刚开始，两图形没有相连；继续运动，两图形相交于一点；再继续运动，两图形相交于两点。教师再重新演示一遍运动过程，同时给出结论：两图形没有相连时，显示字幕“相离”，两图形相交于一点时，显示字幕“相切”，并闪烁交点；两图形相交于两点时，显示字幕“相交”， 同时闪烁两个交点。运动过程演示完毕，将三种情况依次全部显示在同一屏幕上再重复以上操作，加深学生对结论的理解。 再如，对称是数学中一个重要的概念。传统的教法就是把有关的定义、定理和结论灌输给学生。使学生听懂并记住、会依样画葫芦，把本来与生活密切相关，既有大自然的美，又有数学之美的一个内容变得枯燥无味。为了能激发兴趣、调动学生主动参与的积极性，更为了体现数学是源于生活又高于生活的一门科学，让学生主动发现数学，而不是被动地接受数学，利用几何画板制作CAI课件，可取得意想不到的效果。首先，在概念的引入上，利用几何画板的动画功能，制作一只会“飞”的花蝴蝶（如图四）。这只蝴蝶刚“飞”上屏幕，立刻就吸引了所有同学的注意力。一些平时不爱上数学课的学生这时也活跃起来。这只司空见惯的蝴蝶在数学课上出现，就有了新的含义。同学们从蝴蝶两只翅膀在运动中重合的现象中很快就自己得出了轴对称的定义，并举出许多成轴对称的实例。这时再在屏幕上显示两个成轴对称的三角形（如图五），并利用几何画板的动画和隐藏功能，时而让两个对称的三角形运动起来，出现不同情况的对称图形（图形在对称轴两侧、对称点在对称轴上以及两图形重叠），时而隐去或出现一些线段及延长线。同学们不仅不感到枯燥，而且积极思考。在老师的启发、引导下，学生通过观察，找出了对称点与对称轴、对称线段与对称轴之间的关系，得到了对称的三个性质定理和定理的逆定理。多媒体技术的运用，使学生由原来的单纯听讲接受灌输的被动地位，转化为能有机会主动参与、发现、探究的主体地位，使学生能主动参与探索知识的过程，学生通过观察、实践、思考，使教学媒体转化为学生的认识工具，学生主动发现问题，寻求规律，品尝学习的成功体验和乐趣，同时也培养了学生积极思维自主学习的能力和创造意识，突出学生的主体作用。3.2 运用CAI课件辅助数学教学，陶冶学生情操有时传统的教学方法和教学手段不能很好的解决数学教学中某些抽象的概念，又难以形象的展现出某些事物的特征，让学生很直观的理解，如几何图形之间的平移、旋转和重合等“动”的问题，限制学生思维，阻碍学生进一步学习。而CAI课件以其图形、文字、图象、动画、声音等多种功能作用于学生多个感官，既容易解决图形“动”的问题，又不改变图形的性质。不仅能吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，同时也在学习的过程中，被精美的图文，音乐，动画陶冶了情操。3.3运用CAI课件辅助数学教学优化教学 数学教材中某些教学内容，用传统的教学手段费时费力，而多媒体技术具有图文音像并茂，动静相间，形声兼备等特点，表现力、感染力极强。运用多媒体CAI课件能充分调动学生的感官效能，发挥个体的最大潜能，从而加快知识的理解、记忆、迁移过程，起到优化教学的作用。同时计算机辅助教学知识点密集，环环紧扣，确保了教学的整体性、科学性、系统性和直观性，能有效地提高课堂教学效率。 例如， 正方形的概念，涉及到的内容有四边形、正方形的边、顶点、角、角平分线、中线、高，这些都是纯理论性的概念，并且重点、难点较多，按常规教学需两个课时才能完成，并且教学过程中学生理解、掌握的难度较大，而使用根据教学设计自制的CAI课件辅助教学，学生能在一个课时内就轻轻松松地掌握有关知识，提高了教学效率。同时，运用多媒体技术辅助教学，实现了视听结合，协调统一的教学效果，使课堂内容更形象、生动、具体、直观，学生巩固知识，加深记忆的效果也提高了，起到了优化教学的作用。四、在运用CAI课件辅助数学时要注意的事项通过计算机辅助数学教学的实践，我们认为以下“六性”是避免课堂教学中“机灌”代替“人灌”的有效手段，它们相互作用、共同影响着计算机辅助数学教学的效果。1、明确计算机辅助数学教学的必要性原则 在数学教学中运用建构主义运用CAI的目的是服务与教与学。提高数学课堂教学效率，构建新形式下的数学教学模式。CAI在数学教学中是在为需要用而用，而不是用来为课堂教学而点缀，更不是公开课上的昙花一现，而是要发挥CAI的技术力量，去做传统教学器具或手段不能做或做得不完善的工作，从而更合理地优化教学资源，构建互动式、多样化的学习环境，激发学生学习数学的兴趣和对数学知识意义的理解，领悟数学的本质。2、明确计算机辅助数学教学的实用性原则 在数学教学中运用CAI可以使许多抽象的数学概念和难以理解的逻辑关系变得生动有趣、直观形象，在数学中收到了事半功倍的效果。因此，CAI技术应用与数学教学应力求简捷、方便、实用。数学教学中并不是提倡每堂课都使用CAI，但教学中运用时，力求选择经典的适用于计算机辅助教学的教材内容（函数概念引入，圆锥曲线概念的引入等），可以通过计算机模拟演示突破学生思维瓶颈。在CAI课件的制作上，力求简捷、方便、实用，在界面设计上力求简捷、明快，在课件演示的操控上力求进退自如。 3、明确计算机辅助数学教学的启发性原则 建构主义学习理论认为，学习者的学习过程就是建立自己的认识和理解的过程，教师是这一过程中所提供的学习资源至关重要一环。如果CAI课件只是用来验证知识的结论，而只能增加学习者对知识的理解和记忆，而不能培养和启迪学生的创新意识和创新精神，所以，CAI课件在设计和制作上都要从创新的角度出发，围绕教师的主导作用和学生的主体地位来进行。4、 明确计算机辅助数学教学的目的性原则。 应用计算机辅助数学教学的目的就是借用其形象性、直观性，将数学中看似静止的、孤立的事物变得活动起来，从而使学生较容易找出事物之间的联系，形成具体形象的概念，并加深对知识的理解，促使学生表象的形成。因此不能生搬硬套地利用计算机辅助数学教学，避免画蛇添足。5、把握计算机辅助数学教学的时机性原则。 在教学过程中，把握学生在学习过程中的心理状态，使媒体在最佳时机，以最佳方式呈现教学内容，帮助学生解决“掌握知识与形成能力”之间的矛盾，这就是计算机辅助数学教学过程中的“协同性”。一堂课，如果过多地利用多媒体技术，反而使学生的注意力分散于计算机多媒体的神奇上，而忽视教学内容本身。6、注意计算机辅助数学教学的协同性原则。计