几何画板所带来的数学CAI课件设计制作的新思路.doc

几何画板所带来的数学CAI课件设计制作的新思路溧阳市埭头中学 朱睿一九九六年十一月全国中小学计算机教育研究中心北京部潘懋德副主任在广西向中小学教师推荐了软件操件开发平台-几何画板，该软件很容易让数学教师掌握、运用，不用学会程序设计，只要掌握Windows的基本操作便能利用这一工具根据尺规作团的原理设计制作出图文并茂、带有动画效果的辅助教学软件，制作的时间很短。例如，笔者利用几何面板制作高中解析几何中的椭圆课堂教学演示用的 CAI课件，作出这样内容带有动画演示的课件只需几十分钟的时间，且更改容易，可以在使用课件的过程中直接改进、调整演示的效果，如果不是亲自体验真难以置信，而一九八九年笔者编程制作同样的软件曾花两周时间，且修改、完善课件还需更多的时间。几何画板是一个使数学教师能容易掌握使用的数学CAI课件设计制作的开发工具(平台)-它不需要数学教师学会程序设计、掌握编程的技巧，不需要数学教师有很多的计算机知识，不需要数学教师先用较多时间接受计算机知识培训，只要掌握计算机的基本的操作如健盘、鼠标的使用、了解操作系统如Windows的启动、关闭和在操作系统下启动几何画板，通过图形按钮或菜单给开发课件的教师提供开发的功能，用鼠标或键盘选择功能、输入相关的课件素材后开发工具(平台)能自动地生成CAI课件，课件的制作的关键已不是编程而是创意。下面举一例来说明笔者利用几何画板制作的由定义作椭圆轨迹的GAI课件的一种作法(当然还有多种其他的作法)：制作步骤：1、作直角坐标系XOY(用鼠标选定显示直角坐标系的功能即可)。2、作线段AB为椭圆的长轴(用鼠标直接画出，以后还可随时改变长轴长度，这时如果已作好了椭圆就会动跟随改变！）。3、在X轴上作焦点 F1，并作 F1关于原点O的对称点F2(在下拉菜单中选相应的功能即可，注意应使 F1F2AB。4、在AB上任作一点P。(以后可让点P在AB上来回移动，但不要让P与 A、B重合，总有PA+PB=AB)5、以F1为圆心、PA为半径作圆C1；以F2为圆心、PB为半径作圆C2（在下拉菜单中选相应的功能即可）6、以圆C1与C2的交点之一为M（则M为椭圆上的点），让M作为轨迹跟踪点。（在下拉菜单中选相应的功能即可）7、在画面上产生让点P在AB上来回移动的动画按钮（在下拉菜单中选相应的功能即可）8、把不必出现的图形如圆C1、C2隐藏（在下拉菜单中选相应的功能即可）9、在画面加上字母、文字（用键盘输入）到此课件制作完毕。使用方法： 1、用鼠标箭头连击画面上的动画按钮，点P就会在AB上自动地来回移动，而点M也会跟随作相应的移动-得到的轨迹就是椭圆！鼠标再任击一下，动画就停下。2、用鼠标箭头抓住点P并在AB上来回移动，点M也会跟随作相应的移动也得椭圆的轨迹。3、用鼠标箭头抓住点A或B移动改变长轴的长，椭圆的形状也会作相应的变形。4、用鼠标箭头抓住点F1或F2在X轴上移动，改变焦距，椭圆的形状也会作相应的变形。几何画板给我们的数学课堂教学CAI课件设计制作提供了有效的工具，给课件的创作带来了新思路。下面谈谈笔者的一些体会：一、数学CAI课件设计制作的平台使数学教师也能自己设计制作数学CAI课件，而不是由计算机专业人员设计制作。1、数学教师设计制作并自己使用数学CAI课件，数学内容的科学性能得到保证计算机不仅是一种特殊的教具，还能直接用来表达教学内容，有的人还用计算机作为电子课本，用它所表达的内容的形式、容量及使用功能都比书本优越，因而就象进入课堂的课本一样，进入课堂的CAI课件的内容的正确性首先要得到保证，必须避免因CAI而产生科学性错误。(曾有过CAI课件科学性有误的先例)。数学教师是数学课堂教学执行组织者，也是CAl课件的使用者，由他自己设计制作CAI课件能最大限度地避免因CAI制作者对教学内容的误解而造成的科学性错误。2、数学教师设计制作并自己使用数学CAl课件，能够根据本身数学课堂教学的实际需要来确定课件的内容，设计制作的CAI课件有针对性、实用性强，能真正地发挥CAI的优势。如教师使用几何画板在屏幕上作图就象用尺规在黑板作图，教师自由度大、选择的余地多，而在黑板也不可能作动画的效果。已正式出版发行的GAI课件有不少，笔者也曾试用过一些CAI课件，但发现有些课件象是用CAI取代正常的教学的录像课，有些课件仅仅是一个电子黑板，没有针对性的实际教学内容，不了解教学目的。这样设计制作出来的CAI课件，实用的价值不大，因而也就难以推广应用。3、数学教师设计制作并自己使用数学CAI课件，能使CAI与教师个人的具体教学特点相结合。每位教师的教学都有自己的风格、特点，他自己设计制作的课件最能充分体现他的教学风格和特点，又由他自己使用就更能发挥他教学中的特长。4、数学教师设计制作并自己使用的数学CAI课件，能保持教学内容的连贯性与系统性。二、数学CAI课件的制作变得十分容易1、 CAI课件容易制作，制作的时间短，设计制作的工作量、工作强度则相对少，避免因为使用CAI而成为教师额外沉重负担，在当前中小学的CAI实施中有着十分重要的现实意义。以前，正是因为CAI课件制作实现难度大、开发周期长，谁用GAI谁的负担就重，CAI变成了只在评比课、研究课或公开课中才出现且仅作为增添教学特色的形式上点辍，难以成为作为提高课堂教学效率实质性手段，CAI课件设计制作变成了只是计算机教师承担的工作，这种现状不改变就难让CAI真正进入教学课堂而发挥它的作用。2、CAI课件容易制作，能在教学当中即兴制作课件并使用。有经验的教师在课堂的授课当中，教学过程的细节的恰如其份的即兴发挥往往能取得好的效果，因而在实际的教学中即兴制作GAI课件并使用也是必要的，如当场画一个几何图形、作方程的曲线和简单的动画等，学生能看到制作的过程，给学生的印象会很深刻的，产生的积极影响可能是很深远的，这对培养学生的各种能力是有好处的。3、CAI课件容易制作，就能使教师的主要精力放在研究教学方法上，而不会因采用了CAI而被牵制在课件制作上，避免教学工作的主次不分，真正体现出CAI的“辅助”地位而真正发挥CAI的优越性。三、能对数学CAI课件方便地修改1、一个CAI课件不可能都适用于每一位教师，让别的教师能方便地修改已制作好的CAI课件以适应不同教师的要求，避免同一内容的CAI课件的重复制作，CAI课件的使用效率就高。2、随着教师的教学经验的积累，教学水平不断地提高，处理教学内容的方法也会有改变，也需要对已制作成的CAI课件作调整、修改。3、教材的内容的修改，CAI课件也要跟随更改。如几年来现行的“九义”教材内容每年都有一些修改，按旧教材内容设计制作的CAI课件就不能适应新教材的教学需要，必须修改。所以，只有能方便地修改的CAI课件才具有实用价值，CAI课件才会被教师接受，CAI才能容易推广普及，才真正具有生命力。四、数学CAI课件能够升级、扩充1、计算机的硬件设备、软件系统更新换代很快，这给CAI开展提供了新设各和新技术，对已使用的CAI课件就有必要升级到新设备、新系统中。2、对工具软件原已有的功能或能采用的技术，因开发课件的教师因经验不足一时未用在GAI课中的，到一定的时候可能会对已制作成的CAI课件升级、扩充。3、使CAI真正体现出技术先进、功能强大的教学手段。如在多媒体技术被推广、普及之前制作的CAI课件，现在可能需要扩充功能，象增加声音、照片和录像等,几何画板就具有了把Windows下的其他应用软件制作的内容如文字、公式、图片、动画和声音等嵌入自己的画板中使用“几何画板”没有的功能或不能直接制作的内容都可以借助别的应用软件实现，因而也可以说其适应性和可扩充功能是相当强大的。一九八九年，笔者曾在中华学习机上设计制作了高中数学解析几何中椭圆的CAl课件并用于实际的课堂教学中，对图形、文字和动画均能有选择地重复演示，成功地演示了“到两个定点的距离之和为定值的点运动生成椭圆”这一过程，形象生动地演示了椭圆随着离心率的变化而变“圆”变“扁”的情景。因当时硬件条件的限制，制作课件的手段不多，仅有BASIC和汇编和少数几个制工具软件(象ACE课件制作工具)，掌握这些软件用来开发课件需要有相当编程能力与经验才能办到，而且制作时间长、工作量很大，效率不高。制作成这个课件需用2周多的时间，经不断修改变为一个成熟课件需一个月或更长时间，因而难以制作更多的CAI课件。现用几何面板作出这样课件几十分钟已能完成且功能还要大得多，还能由使用者随意修改。但当时基于中华学习机的CAI课件应用巳取得很好的效果。教师使用这一课件的课已能突了重点，解决难点，学生感到直观易懂，印象深刻。原来用两、三课时才能完成的内容，用这CAI课件后只用一课时就完成了，这就反应了应用CAI教学效果更好、效率高。在当年首次进行的广西“全区高中数学青年教师课堂录像”评比中，我校参如比赛的数学教师使用了椭圆CAI课件的课堂教学录像课，就获得了广西的一等奖。在我校数学教研组教师共