多媒体计算机辅助数学课堂教学误区透析

1、电化教育研究1999年第 5期 (总第 79期)计算机与多媒体教学论文编号1003- 1553 (1999) 05- 0056- 04多媒体计算机辅助数学课堂教学误区透析潘小明,吴凤泰州师范学校江苏泰州225300【摘要】本文简要论述了多媒体计算机辅助数学课堂教学的重要性,即它是数学教学手段现代化的突破口之一;重点分析了多媒体计算机辅助数学课堂教学在现实运用中所出现的 6个误区:忽视对数学多媒体课件的评价、忽视数学教学思想的更新、忽视抽象思维的训练、忽视情绪智力的培养、忽视教学媒体组合、忽视数学教学情境的创设。【关键词】多媒体计算机辅助数学课堂教学;数学课件;数学抽象思维【中图分类号】G434

2、【文献标识码】A所谓多媒体计算机辅助数学课堂教学,就是在数学课堂教学中利用多媒体计算机,把数学教学内容以人类联想方式将多媒体信息有机集成,并显示在屏幕上,使学生通过人机交互界面,于完成交互操作中进行数学学习,其理论基础可以溯源至皮亚杰的儿童思维发展理论之上的建构主义学习理论。建构主义认为,知识不是通过教师传授使学生得到,而是学习者在一定的情境即社会文化背景下,借助包括教师和学习伙伴等他人的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得。由于多媒体技术的支持,多媒体计算机能把语言处理技术、图像处理技术和视听技术都集成在一起,并能把语言信号、图像信号通过模数转换变成统一的数字信号以方便地对它们

3、进行存储、加工、控制、编辑、变换、查询、检索。多媒体计算机辅助数学课堂教学有着许多其他媒体不可比拟的优越性,如多媒体计算机的交互性有利于激发学生数学学习的兴趣和认知主体作用的发挥;多媒体计算机提供外部刺激的多样性有利于数学知识的获取、保持以及数学思想方法的内化;多媒体计算机的超文本功能可实现对数学教学信息的有效组织和管理、有利于数学思维的训练等等。在迎接 21世纪的战略研讨会上,一些发达国家的代表认为:谁能在本世纪内把中小学教育的质量搞上去,谁就能掌握 21世纪的主动权。面对这一56严峻的挑战,我国数学课堂教学加快了现代化的步伐,多媒体计算机辅助数学教学已成了教学手段现代化的突破口。当然,数学

4、课堂教学的现代化除了需要教学手段的现代化外,还需要教学观念的现代化、教学内容的现代化和教学管理的现代化。那种孤芳自赏式的、单一的多媒体计算机课堂展示,如果没有教学现代化整体思想的指导,发挥不了系统的功能,也许还会出现用“电子黑板”“电子课本”对学生进行“电灌”的现象。本文拟对多媒体计算机辅助数学课堂教学中可能出现的误区进行透视,以便扬长补短,充分发挥多媒体计算机在数学课堂教学中的辅助功能。误区一:忽视对数学多媒体课件的评价现今市面上出现了不少数学多媒体课件,由于大多数卖家要求先付款而买家在购买前不能了解其内容,所以只能盲目购买,演示后才发现这些课件多数不能在数学课堂教学中使用。遗撼的是不少人还

5、不知上当受骗,仍把这些不适用的课件引进数学课堂以示其运用了电化教学手段,跟上了数学课堂教学现代化的步伐,殊不知这只能是自欺欺人。事实上,数学多媒体课件的质量已经成了影响多媒体计算机在数学课堂教学中辅助效益的瓶颈。综观已有的数学多媒体课件,从类型上来看,大多数仍是按线性顺序展开教学内容,只适合辅导学生自学、或个别人补习用,摆脱不了数学教材或数学参考资料搬家的窠臼。数学知识有整体性,数学教师使用这类课件时根本发挥不了应有的灵活性和创造性。还有一些数学多媒体课件是属于操练和练习型的,并不教学生新知识和新技能,而它用来巩固和熟练的那些数学基本知识和基本技能,是完全可以通过其他方式学会的,所以这类课件亦

6、不适用于辅助数学课堂教学。为什么能在数学课堂教学中发挥辅助教学功能的实验模拟型、教学游戏型、问题解决型多媒体课件会缺乏呢?究其原因,是因为许多数学多媒体课件的设计者或者因追求利润而粗制滥造,或者不懂得去与数学教育专家、数学教学能手真诚合作,充分运用超文本与超媒体的设计思想。 (所谓超文本是由表现信息的单元“节点”和表示信息间联系的“链”组成的非线性网络结构,它是收集、储存和浏览信息以及建立和表示信息间关系的技术。在超文本结构中,节点包含有文本、图像、影像、声音等多媒体信息,则称为超媒体。)因此,现有的不少课件没有充分体现数学多媒体课件应有的特点。更有甚者,许多数学多媒体课件的素材制作粗糙,如立

7、体图形由人工绘制的带有虚线的平面图用扫描仪扫入后就成了课件中的立体图形,根本不具有立体感,更谈不上动态感了,其实它们本可用 3D S等先进的三维设计软件去设计的,不过所耗费的工作量要略大些罢了。个别的数学多媒体课件因其软件播放的平台不统一,使得使用课件的数学教师只能望洋兴叹。事实上,一个商品化的数学多媒体课件要能在数学课堂教学中真正有用武之地,应当经过严格的多层次评审,一个非商品化的由数学教师为某节数学课专门设计的多媒体课件也应经过反复推敲、试用和评价,才能发挥应有的作用。误区二:忽视教学思想更新忽视教学思想更新表现在数学课件的设计者和使用者观念陈旧或者不和谐,致使多媒体计算机辅助课堂教学的层

8、次偏低,只重视数学知识的传授,不重视数学学习能力和全面素质培养的现象仍然存在,传统的教师中心论及行为主义的影响并未因多媒体计算机走进课堂得到彻底的改变,以至学生数学学习的主体性作用还是得不到发挥,学生进行数学认知信息的加工和意义建构得不到数学教师以及课件的有效帮助。教学思想是数学多媒体课件和数学教师教学的灵魂。从课件上分析,即使两个数学多媒体课件表面上看来是同一种 CA I模式,但完全可以是用不同的教学思想为指导而设计的,在课件上隐含着设计者对教学的看法,而这种看法能渗透到数学多媒体的功用方面。从教师教学的角度分析,教师能否摆脱数学多媒体课件形式的束缚,辩证地理解传统数学课堂教学与现代数学课堂

9、教学的本质,在充分体现多媒体教学的优势的前提下继承传统教学之长,制定合理的教学策略,都与教学思想的领会、更新息息相关。数学思想的更新需要教师不断进修。有一位在传统教学方法运用上堪称行家里手的数学教师,因为对外公开课需粉饰本校电化教育的情况,尽管自己不熟悉多媒体计算机辅助数学课堂教学的手段,但也硬着头皮在一些既非本节课重点又非本节课难点的地方摆弄起多媒体计算机进行辅助教学。走进这种误区的根源实在是教学思想没有更新,使得数学课堂教学现代化浮于表面化、形式化。误区三:忽视抽象思维训练数学是关于空间形式和数量关系的科学。数学的基本特点是高度的抽象性、严密的逻辑性和广泛的应用性。学生如果缺乏抽象思维的训

10、练,自然难以掌握这门学科。中学阶段是学生抽象思维发展的关键时期,实在不可忽视对学生抽象思维的训练。然而,目前的许多数学课,似乎瞅准了多媒体计算机出图迅速、图形富有色彩及其动态的功能,不但在一些可要可不要的地方陈列了图形,并且,以为这样做可以加强数形结合思想的渗透。尽管由于这种做法借助于图形或图像的直观性、形象性,使得一些抽象思维能力欠佳的学生能较快地领会教师或课件的分析讲解,从而使数学课堂教学表面上很顺利,使人觉得很完美、无懈可击,其实这样做无疑是过分强调了形象思维并弱化或忽视了抽象思维的训练,致使一些思维能力较好的学生产生对这种直观性教学情景的反感,反而降低了他们学习的效率。研究表明学生对图

11、形、图像的依赖心理容易形成思维的惰性和单线性。上述做法本质上是对学生思维能力的迁就、妥协,不利于学生的可持续发展。在数学史上,欧拉因57双目失明,解决数学问题时从不画图,但却取得了杰出的成就。究其原因,并非欧拉不需要数学图形,而是他虽然没有把图形画在纸上、黑板上,却把图形画在了脑海里,成了一种“心智图像”如果忽视对学生的抽象思维训练,这种“心智图像”是不可能产生的。一味强调图形直观、重形象思维训练、轻抽象思维训练的做法,国外曾有过极大的教训。当计算机辅助教学在美国开始流行的时候,美国一些大学的数学教师在讲解数学分析中有关概念、定理时,运用计算机出图迅速、逼真的优势,力所能及地直观表现了微分和积

12、分的思想,学生学得愉快,教师也教得轻松,但麻烦很快在后续课程上反映了出来:这些教师在教授复变函数、实变函数时发现学生因抽象思维能力太低,根本无法理解有关的概念、定理,后来这些教师只得给这些学生重新补数学分析的课,实际上是补抽象思维的课。根据“最近发展区”的教学原理,教学中的问题应当有一定的难度,以使学生能“跳一跳伸手摘桃子”目前在多媒体计算机辅助数学课堂教学中的重复国外忽视抽象能力训练的做法,难道不应当引起我们足够的警惕吗?误区四:忽视情绪智力培养何谓情绪智力?美国耶鲁大学的塞拉维和新罕布什尔大学的梅耶认为:情绪智力是“个体监控自己及他人的情绪和情感,并识别与利用这些信息指导自己的行为的能力”

13、,也就是对自己和他人情绪状态的识别和理解,并利用这些信息来解决问题和调节行为的能力。美国心理博士戈尔曼在情绪智力一书中指出:“真正决定一个人成功与否的关键是情商而非智商”现代情绪理论认为:情绪可以适应性地引导认知活动;情绪不仅对逻辑思维或智力有帮助,而且已经成为智力的一部分。数学课堂教学中重视学生情绪智力建设的重要性已被大多数数学教师认识到了。然而,当多媒体计算机辅助教学的手段介入数学课堂时,不少数学教师反而忽视了学生情绪智力的培养或者显得力不从心。由于存储在计算机中的解题方法和教学程序是固定的,学生看不懂时只能机械地一遍又一遍地重复。尽管计算机不会因为学生看不懂它的解法或自己辅助数学教学失败

14、而变得有挫折感,但是学生58却在单调的重复仍不能理解中失去了自信。这种现象,有不少老师没有充分考虑到。还有一些教师想当然地以为计算机是万能的。由于计算机软硬件原因、学生计算机素养缺乏的原因,或者学生对辅助教学活动缺乏适应性的原因等等,多媒体计算机常在工作时失灵,“闹罢工”,如键盘被锁、死机等,对这些现象教师常爱莫能助,他们不但不给学生以安慰和帮助,甚至还会随着学生情绪的波动或者课堂气氛的不和谐而弄得自己手忙脚乱。有些超媒体系统因为控制权完全交给了学生,而学生由于受知识的限制并不能合理选择学习内容,在使用中尽管耗费了大量的心力,却仍学无所成,导致迷航现象,引起心情上的烦燥,因诸多原因教师又不能及

15、时补救与调整教学策略。忽视情绪智力的培养还在于教师不能充分发挥“同学”要素的作用。情绪是一个基本的动机系统,它具有动力的作用,能激发学生去解决复杂的或者有挑战性的问题。如果学生之间能加强合作学习,他们不但能互相激励,而且能在个性互补中完成对数学问题的探究。教师不能发挥“同学”要素的作用,一方面可以归因于多媒体系统硬件环境如网络化等的欠缺,另一方面可以归因于教师对多媒体辅助数学课堂教学的模式缺少研究,自身缺乏应具备的相应的个性特征和态度倾向。个性需要个性来养成,数学教师在多媒体计算机辅助数学课堂教学中的态度显得特别重要,以色列著名的教育技术学家凯兹曾建议:“在让教师使用计算机进行教学之前,应对其

16、作个性及态度的测试,以确定该教师是否具备在课堂教学中有效地使用计算机的各种素质。”误区五:忽视教学媒体组合有自然主义认识倾向的数学教师强调数学是思维训练的体操,计算机在数学课堂教学中起不到思维训练应有的辅助作用,因而认为多媒体计算机辅助数学课堂教学可有可无,而这种观点的对立面是只看到多媒体计算机辅助数学课堂教学的优点而排斥其他媒体,包括一些必备的几何模型,不承认它们的作用。其实这两种观点都有片面性,在教学中都忽视了各种媒体的优化组合。多媒体计算机辅助数学课堂教学因其具有以多媒体方式显示数字化信息、以超文本组织数学教学信息、以图形交互界面建立一定的友好的交互作。用的环境、以 CD - ROM光盘

17、储存大量数学问题资料等等特征,故能满足学生数学学习的有关需要。多样联想方式相近的信息组织结构,能够发挥一定的作用。有些抽象概念的教学,如立体几何第一章“直线和平面”中的“平面”仅涉及到平面的无限延伸性、线面、线线之间的关系及立体感、平面图形的斜二测画法等内容,也许只要用好多媒体计算机的辅助教学功能就能达到教学目的,但有些内容如测量问题等的教学,要在教学中培养学生的动手能力,就需要多媒体计算机与其他教学媒体进行优化组合,比如我们可以通过 3D S把一个三棱锥切割成三个小三棱锥,从而求出原三棱锥的体积,进而推导出棱锥的体积公式,并用 3D S切割一个棱锥使之变成棱台,求出棱台的体积。若我们要求学生

18、动手制作棱锥、棱台的模型并从中领会公式,则一定能使学生学得更深刻。同样,对于底面半径和高都相等的圆柱、圆锥、半球的体积之间有何关系?怎样验证?我们也应尽可能让学生从“做中学”,准备好相应的模型让学生自己去实验,效果好、效率高。“听一遍不如看一遍,看一遍不如做一遍”,在多种教学媒体的参与下,学生会从中获得数学发现的乐趣。有的教师由于忽视了这点,把许多本可由学生自己动手“做的数学”,由自己代劳,然后制成录像并集成到计算机中去,教学中仅能让学生由视觉产生感性认识,虽然教学媒体简洁,但由于没有学生动手的机会,就起不到多媒体计算机辅助数学课堂教学的真正作用。误区六:忽视教学情境创设件,试图给学生呈现一个或几个问题情景,让学生加以解决,问题情景常常以其神秘性、迷惑性以及两难性给学生以挑战,从而引发学生的