合理利用CAI課件 讓高等數(shù)學(xué)活起來(lái)

【摘 要】CAI課件在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中已普遍使用但效果不佳。本文通過(guò)分析CAI課件的基本理念和使用現(xiàn)狀，探討了在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中合理利用CAI課件的新思路，使高等數(shù)學(xué)教學(xué)真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)現(xiàn)代化，從而讓高等數(shù)學(xué)教學(xué)活起來(lái)，改變高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)現(xiàn)狀。

【關(guān)鍵詞】高等數(shù)學(xué) CAI課件 軟件

【中圖分類號(hào)】G642.0【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1674-4810(2009)10-0013-02

高等數(shù)學(xué)以嚴(yán)格的格式、復(fù)雜的推導(dǎo)、慎密的邏輯、高度的抽象，讓學(xué)習(xí)者折服于數(shù)學(xué)這門學(xué)科的精確，同時(shí)又令那些初學(xué)者特別是非數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生望而生畏，成為尤其頭痛的一門，如何讓學(xué)生產(chǎn)生對(duì)數(shù)學(xué)的興趣，使高等數(shù)學(xué)學(xué)而有效，是擺在數(shù)學(xué)教師和數(shù)學(xué)工作者面前的迫切任務(wù)。在信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，合理利用CAI課件，完全可以給高等數(shù)學(xué)帶來(lái)更大的活力。教員可以通過(guò)制作多種類型的CAI課件，如實(shí)驗(yàn)?zāi)M型課件、教學(xué)游戲型課件、協(xié)助教學(xué)型課件、模擬測(cè)試型課件等，讓多媒體高等數(shù)學(xué)教學(xué)活起來(lái)，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

一、CAI課件的基本理念

CAI課件是把自己的教學(xué)想法，包括教學(xué)目的、內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)教學(xué)活動(dòng)的策略、教學(xué)的順序、控制方法等，用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行描述，并存入計(jì)算機(jī)，經(jīng)過(guò)調(diào)試成為可以運(yùn)行的程序，換言之，課件是一種根據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)的，表現(xiàn)特定的教學(xué)內(nèi)容，反映一定教學(xué)策略的計(jì)算機(jī)教學(xué)程序。CAI課件具有激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與、擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面、提供多種學(xué)習(xí)路徑、高效輕松的復(fù)習(xí)方式、學(xué)生能力的多方位考查、全真模擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)、全面優(yōu)化課堂教學(xué)等教學(xué)功能。所以CAI課件的設(shè)計(jì)要設(shè)置情景提高學(xué)生的教學(xué)參與度，課件中要多用問(wèn)題啟發(fā)，多讓學(xué)生操作，應(yīng)為學(xué)生的探究式學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)創(chuàng)造環(huán)境。

二、數(shù)學(xué)CAI課件的使用現(xiàn)狀

課件在教學(xué)中發(fā)揮的作用應(yīng)該是其它教學(xué)手段所無(wú)法達(dá)到的，而數(shù)學(xué)學(xué)科本身就是一個(gè)抽象性、嚴(yán)密性高，邏輯性強(qiáng)的學(xué)科，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的本質(zhì)是讓學(xué)生學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)思維，優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程更是一個(gè)主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、猜想、探究與自我監(jiān)控的過(guò)程，單一獲取知識(shí)，容易造成學(xué)生被動(dòng)接受，并不利于學(xué)生獨(dú)立思考能力的培養(yǎng)。而如今教師在使用CAI課件時(shí)，只是將大量的板書和公式推導(dǎo)過(guò)程寫入課件，在課堂上依次顯示，并且為了體現(xiàn)CAI課件集文本、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫于一體的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)時(shí)教師為提高學(xué)生興趣，機(jī)械插入過(guò)多圖片、動(dòng)畫和聲音，甚至一些內(nèi)容和高等數(shù)學(xué)毫無(wú)關(guān)系。這樣的課件使課堂節(jié)奏過(guò)快，信息量過(guò)大，無(wú)關(guān)刺激過(guò)多，容易造成學(xué)生課堂疲勞或注意力集中在無(wú)關(guān)信息上，從而降低課堂教學(xué)效果。所以課件的制作必須在一定理論指導(dǎo)下進(jìn)行，否則用傳統(tǒng)的思想制作出來(lái)的課件很容易變成“人灌”加“電灌”，達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)目的。

三、合理利用CAI課件

合理利用CAI課件教學(xué)，可以促進(jìn)教學(xué)方法的更新和發(fā)展，有助于改變傳統(tǒng)的教育思想和模式，此合理應(yīng)體現(xiàn)在利用正確的教學(xué)理念和教學(xué)設(shè)計(jì)，再針對(duì)高等數(shù)學(xué)的課程特點(diǎn)，選取合適的教學(xué)內(nèi)容，制作適合此教學(xué)內(nèi)容的多種類型的CAI課件，從而改變高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，讓學(xué)生變厭學(xué)為樂學(xué)。

1.協(xié)助教學(xué)型課件

協(xié)助教學(xué)型課件可以利用計(jì)算機(jī)將課堂中一些必要但繁瑣的工作簡(jiǎn)單化。可以說(shuō)高等數(shù)學(xué)的課堂提問(wèn)對(duì)督促學(xué)生學(xué)習(xí)尤其重要，如果能把課堂提問(wèn)的平時(shí)成績(jī)與期末成績(jī)相結(jié)合，必能達(dá)到督學(xué)的效果，但由于平時(shí)成績(jī)課堂記錄較繁瑣，且有失公平性，使教員不能很好堅(jiān)持，平時(shí)成績(jī)名存實(shí)亡。根據(jù)此種情況用authorware中的判斷圖標(biāo)和交互圖標(biāo)編寫《課堂提問(wèn)記錄》程序，利用程序功能在課堂隨機(jī)抽取學(xué)員，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄回答情況，并形成實(shí)時(shí)成績(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄此成績(jī)，并配合這一程序編寫相應(yīng)保存和讀取程序，使每堂課的記錄及時(shí)存取。這種方式既減輕了教師的負(fù)擔(dān)，又加強(qiáng)了課堂監(jiān)督的效力，從而使課堂提問(wèn)成績(jī)正規(guī)化。

2.實(shí)驗(yàn)?zāi)M型課件

模擬型課件可在一種現(xiàn)實(shí)情況不允許或者不容易實(shí)現(xiàn)的情況下，用計(jì)算機(jī)模擬高等數(shù)學(xué)中的某些規(guī)律和現(xiàn)象，供學(xué)生觀察，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)、發(fā)現(xiàn)和理解這些規(guī)律和現(xiàn)象，所以利用一些數(shù)學(xué)軟件和常規(guī)軟件，制作合適的課件，讓某些數(shù)學(xué)公式、數(shù)學(xué)圖形、數(shù)學(xué)定義定理由抽象變的直觀。

(1)利用幾何畫板軟件

用幾何畫板制作數(shù)學(xué)課件，操作簡(jiǎn)單，無(wú)需編制任何程序。幾何的精髓是在不斷變化的幾何圖形中研究不變的幾何規(guī)律，而幾何畫板不同于其他繪圖工具的突出特點(diǎn)就是能動(dòng)態(tài)的保持幾何關(guān)系。所以可以用幾何畫板的定義動(dòng)畫功能，通過(guò)讓動(dòng)曲線繞定直線平行移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)來(lái)演示柱面、旋轉(zhuǎn)曲面等二次曲面的形成過(guò)程，讓學(xué)生更直觀的了解動(dòng)直線或動(dòng)曲線的不同變換方式所構(gòu)成不同二次曲面的過(guò)程。

(2)利用mathcad軟件

Mathcad是美國(guó)mathsoft公司推出的一個(gè)交互式數(shù)學(xué)軟件，是集文字編輯、數(shù)學(xué)計(jì)算、程序編輯和仿真于一體的軟件，它除了可以看作是一個(gè)功能強(qiáng)大的計(jì)算器，尤其可以利用mathcad動(dòng)態(tài)演示高等數(shù)學(xué)中的一些重要概念，例如數(shù)列和函數(shù)的極限、兩個(gè)重要極限、導(dǎo)數(shù)的定義、變上限的定積分函數(shù)、定積分的概念動(dòng)畫等。以定積分的概念為例，利用mathcad既能給出與幀有關(guān)的一些函數(shù)表達(dá)式的精確計(jì)算值的特征，又能準(zhǔn)確動(dòng)畫顯示函數(shù)圖形的特點(diǎn)，同時(shí)顯示曲邊梯形和用來(lái)作近似計(jì)算的矩形，計(jì)算不同分割下f(x)=x2與x軸，x=0，x=1所圍成的曲邊梯形的面積的近似值，利用mathcad中的精確計(jì)算這一功能求出它們之間面積值的差，并利用這個(gè)差來(lái)解釋定積分的定義。從而讓學(xué)生在具體數(shù)值和圖形相比較的直觀中去揣摩抽象，更好的去理解高等數(shù)學(xué)中這些抽象的定義和定理。

3.教學(xué)游戲型課件

游戲型課件的教學(xué)方式是寓教學(xué)于游戲之中，課件提供和控制一種富有趣味性和競(jìng)爭(zhēng)性的教學(xué)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，使學(xué)生在富有教學(xué)意義而教學(xué)目標(biāo)明確的游戲活動(dòng)中，得到訓(xùn)練或是有所發(fā)現(xiàn)，取得積極的教育效果。教學(xué)游戲型課件在課堂效果較佳，制件教學(xué)游戲型高等數(shù)學(xué)課件，利用數(shù)字化游戲的趣味性、互動(dòng)性、激勵(lì)性、及時(shí)反饋性等特點(diǎn)，為傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)和學(xué)習(xí)方式提供一些動(dòng)力。根據(jù)高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容制作游戲型課件的好處是將傳統(tǒng)游戲和高等數(shù)學(xué)的知識(shí)相結(jié)合，使學(xué)員在游戲的樂趣和互相追趕中，達(dá)到基礎(chǔ)知識(shí)的復(fù)習(xí)效果。

(1)將一些知識(shí)性強(qiáng)的定理命題(如:連續(xù)不一定可導(dǎo)，可導(dǎo)一定連續(xù)等)整理總結(jié)，制作成類似于“打地鼠”的游戲，用authorware程序即可實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)的功能如下:第一，每隔20秒鐘，在16個(gè)小方格中會(huì)隨機(jī)出現(xiàn)一個(gè)數(shù)學(xué)命題，其中有的命題正確，有的命題錯(cuò)誤;第二，在20秒鐘內(nèi)對(duì)顯示的圖片進(jìn)行單擊，單擊正確命題得分，單擊錯(cuò)誤命題扣分，直到過(guò)2分鐘游戲完畢;第三，根據(jù)單擊圖片的多少和正誤，給出一個(gè)成績(jī)，并提供“退出”、“重玩”和“成績(jī)上榜”按鈕。

(2)將公式記憶變形類知識(shí)(如二次曲面的名稱與方程、積分和導(dǎo)數(shù)的公式等)兩兩一組，制作成“記憶游戲”或“連連看”游戲，首先按隨機(jī)順序顯示12張圖片，例如6張寫有二次曲線名稱，6張寫有對(duì)應(yīng)的二次曲線方程，然后經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，顯示這12張圖片的背面，用戶如果連續(xù)單擊兩張內(nèi)容相關(guān)的圖片，如寫有“橢圓拋物面”和“2x2+y2=2”的圖片，則消除這兩張圖片，否則不能消除圖片，直到全部圖片消除完畢，最后設(shè)置關(guān)卡，并讓最高成績(jī)上榜。

4.模擬測(cè)試型課件

模擬測(cè)試型課件可應(yīng)用于習(xí)題課或復(fù)習(xí)課，這種課件針對(duì)一個(gè)章節(jié)或某個(gè)知識(shí)點(diǎn)提供反復(fù)練習(xí)和評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成果。要實(shí)現(xiàn)這一目的，可以反復(fù)利用authorware中的按鈕交互功能將典型高等數(shù)學(xué)題型和知識(shí)點(diǎn)作成自動(dòng)單選多選題，制作“開心辭典”、“開心闖關(guān)”等程序，當(dāng)答完一道題之后自動(dòng)出現(xiàn)下一題，以單選按鈕的形式來(lái)答題，全部答完給出計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)，成績(jī)好的學(xué)生顯示祝賀詞，以這種方式測(cè)試復(fù)習(xí)，既達(dá)到學(xué)習(xí)的目的，又達(dá)到測(cè)試的目的，而且相對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)試，這種無(wú)紙化測(cè)試可以降低學(xué)員對(duì)考試的恐懼度和反感度。

四、結(jié) 語(yǔ)

CAI課件運(yùn)用于高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)必須具體問(wèn)題具體分析，一是要選取適合做課件的教學(xué)內(nèi)容;二是要用合適的軟件制作合適的課件。這就需要廣大數(shù)學(xué)教師及時(shí)學(xué)習(xí)先進(jìn)的教學(xué)理念，不斷掌握和熟悉更高級(jí)的數(shù)學(xué)軟件，使高等數(shù)學(xué)教學(xué)真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)現(xiàn)代化，從而讓學(xué)生積極面對(duì)高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，自主性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性得以健康的發(fā)展。

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