對師范院校數學專業CAI技術教學的幾點思考

[摘要] 隨著計算機的普及，越來越多的中小學數學教師將CAI技術應用到了教學中，收到良好效果的同時，在認識和課件制作中也存在著一些問題。作為肩負培養和培訓中小學數學教師重任的師范院校，普遍開設了CAI技術輔助教學的相關課程，本文就如何正確認識和對待多媒體輔助數學教學進行了探討。

[關鍵詞] CAI技術 中小學數學教學 思考 對策

隨著計算機的普及，計算機及其應用走進了千家萬戶，CAI(Computer Assisted Instruction)即計算機輔助教學的應用也被越來越多的中小學數學教師所接受，他們在CAI的輔助下，使原來枯燥的課堂變得生動、直觀，使學生更易于和樂于接受數學知識，起到了很好的作用。但在其推廣發展過程中也存在著不少的問題，作為肩負培訓和培訓中小學數學教師的師范院校，大多開設了CAI相關課程，如何真正發揮高校的作用，使中小學數學教師正確認識和對待多媒體輔助教學，筆者結合自己在高校從事教學工作的經驗對這一問題作深入探討。

一、存在的問題

(一)認識上的偏差

在多媒體應用于中學數學教學的過程中，存在著兩種比較極端的觀點，一種是因為傳統教學思想在頭腦中根深蒂固，認為傳統的教育手段和模式是無數教育工作者通過開發、實驗、積累總結出的一套行之有效的方法，是他們勞動的結晶。其地位是多媒體技術無法取代的。對CAI技術持漠視甚至抵觸的態度。另一種觀點則認為只要在教學過程中使用了多媒體，教學就先進，教學手段就現代化，就自己教得好，學生學得好，就意味著教學的成功。

其實這兩種觀點都是片面的。傳統教學培養出了一代又一代人，其中不乏優秀人才，成果是有目共睹的，但我們應該看到，傳統的數學課堂和教學存在著枯燥乏味，抽象等弊端，讓不少學生望而卻步，而CAI技術在視覺、聽覺效果方面具有獨特的優勢，能實現虛實、遠近、快慢的變換，如圖形的翻滾、閃爍、重合、定格以及其他各種色彩變化和動畫效果，鮮明、直觀地展示客觀事物的本質屬性，以提高認知效果。比如在初中學習“概率”時，如果通過自制課件，讓計算機模擬100次、1000次，…，10000次的拋硬幣實驗，直觀的實驗比最好的講解更能使學生信服硬幣正反面向上的可能性均為50%。所以，圖文并茂、生動形象的CAI課件遠比單調的教學手段更具吸引力和感染力。

應該認識到，教師和計算機技術的應用不是互相排斥的。一方面，再先進的技術都要人來運用，CAI的效果要靠教師才能得以顯現，而另一方面多媒體技術確能讓教師改進教學中的不足，增強教學效果。所以兩者的關系應該是教師為主，計算機為輔，取長補短，優勢互補。相信在信息時代背景下的中學數學講臺上，適當運用CAI一定會使教學活動更能培養出適應現代社會需要的人才。

(二)關于多媒體課件

要想做出聲形并茂、圖文兼顧、動靜結合、生動直觀的數學課件，至少要會運用PowerPoint、Maple、MathCAD、幾何畫板，更進一步要熟悉Excel、Flash、3DsMax、Active X控件、Photoshop等軟件和知識。這些要求對于非計算機專業的數學教師特別是從教多年的老教師顯然是不太容易做到的。而具有這些能力的年輕教師又不具備老教師的豐富教學經驗，所以在年輕教師或是請非數學專業人員制作的課件中就出現了不少的問題。

1.只重形式，忽視了主題。只想把課件制作得色彩艷麗、場面壯觀，一心只考慮如何把聲音、圖像、動畫等特效用在課件中而忽略甚至忘了主題。如在一學生制作的“兩條直線所成的角”多媒體課件中，本來重點和難點是掌握斜率分別為k1和k2的直線所成角θ的計算公式:，可是課件里五顏六色的直線飛來飛去，伴之還有各種怪異的聲音，花了大量精力和時間制作出的數學課件，最后因為怪異的聲音、無關的圖片和花哨的動作等分散了學生的注意力，差點把數學課上成了音樂課和美術課。

2.只求速度，忽視了效果。多媒體的應用，加大了課堂容量，加快了教學進程。有的教師只顧點擊鼠標，對重點難點不做充分深刻的解讀，這樣走馬觀花的課堂讓學生思維跟不上，筆記記不上，對不斷變換的畫面應接不睱，最終導致對所學內容不理解。比如，利用EXCEL軟件探究這樣一個數學問題:

(3)依據以上事實設計出求2的近似值的一種方案，并說明理由。

學生在教師的指導下利用EXCEL中的貼粘函數計算功能，對這個數列的各項進行計算，會從中發現越到后面這個數值與2越接近，就有理由猜測這個數列的極限值為2。利用計算機強大的計算功能為學生的探究方法奠定基礎，這是過去不運用信息技術很難做到的一種方式，按這種思路學生可以很自然地掌握一種測算算術平方根的探究方法，最后教師再做出邏輯證明，使學生了解這種測算的合理性，可是這位上課的教師為趕時間，等不急大部分同學猜想出結果就給出了自己的結論。沒能讓學生完整經歷這個科學探究過程，沒達到教學目的。

3.只顧講授，忽視了學生。不管學生的反應，只顧自己擊鍵講解，把原來的“人灌”變成了“機灌”。是新技術下的“填鴨式”教學，忽視學生主體作用，不與學生交流，致使學生失去興趣、走神、說話、睡覺等。造成這種現象除了教師的因素外，課件的交互性差也是一大原因，預先估計的情況如果和實際有出入，如學生的解答和計算機給出的不一樣等，教師為了能按預定順序演示所準備的內容而不敢與學生交流溝通，甚至還會想方設法將學生的思路引到既定的流程上來。這樣會導致學生的思維受到嚴重壓抑。不能激發學生的興趣，不能做到認知與情感的統一。

4.只為應付，忽視課件的通用性。不少中小學數學教學比賽和業務活動中的公開課都變成了多媒體課件制作水平展示的平臺，各位教師使盡渾身解數請專業人員制作出精美的課件，整節課只用按部就班點擊鼠標就可以照計劃完成，這樣整堂課都用多媒體課件講授，勢必會消弱教學中“教師”這一重要角色的作用，同時由于完整課件專業性強，知識面窄，所以通用性差，不易移植和進行二次編輯，這樣就造成了極大的人力物力的浪費。

5.重視結論，忽視了過程。一些課件形式上體現了完整的教學過程，比如一堂課題為“兩角和與差的三角函數”的課有:設問題情境、準備預備知識架設認知橋梁、復習舊知識挖掘認知基礎、探索方法形成新概念、橫向理解知識擴展認知體系、反饋練習鞏固新知、小結本課內容形成新的認知體系、課后作業等很全面的步驟，但對定理的證明、幾何問題的作圖等見不到過程，整版的結論倒是很多，學生無法從中感受分析、解決問題的辛苦和樂趣，這樣一來，對培養學生相應能力和興趣的作用就大打折扣了。

6.課件的應用不適當。多媒體比較適合用在傳統教學手段表現不力的地方，如不考慮這個問題，而濫用CAI，則收不到良好的教學效果。如“函數y=Asin(ωx+φ)的圖象”(計算機輔助教學)一課中，教師在屏幕上演示了由y=sinx的圖象按相位變換→周期變換→振幅變換的順序以及按周期變換→相位變換→振幅變換的順序，最后得到函數y=Asin(ωx+φ)(A>0，ω>0)的圖象的整個過程，并且還演示了其它四種變換順序，但在由交換相位變換與周期變換的先后順序則平移單位不同，這一傳統教學手段往往不易闡明的難點上卻一晃而過，學生對于y=sinωx圖象上各點向左 (φ>0)或向右(φ<0)平移|ω/φ|個單位而不是|φ|個單位就不能真正弄清楚，若能用二至三次的慢鏡頭演示，通過親眼目睹，學生則可較好地領悟變換過程。

俗話說好鋼用在刀刃上，我們在課堂教學中要選用好計算機表現的內容，這樣才能起到事半功倍的效果。這就需要教師深入研究學生的認知特點，既要考慮學生學習興趣，還要考慮如何促進學生認知的發展和優化，以及新的認知結構的建構和優化。制作一個優秀的課件就像拍一部優秀的電影一樣，它涉及到教育學、心理學、數學、計算機科學和美學等多門學科的交叉，需要各方面的融合。

二、建議和對策

(一)認識要到位

要認識到教育教學應隨時代發展而不斷創新和完善，CAI應用于數學教學確實在圖像的動感繪制、情境的模擬再現、主題的幻燈顯示等音畫方面提供了生動活潑的直觀刺激，為節約教學時間和培養學生的直觀性思維帶來了傳教教學無法比擬的積極作用。但是，不可夸大計算機輔助教學的功能，它只能是“輔助”，而決不能替代教師在教學中的地位。因為計算機很難將深刻的數學思維過程表象化。很多數學思想方法和思維方式，只能通過數學教師生動的數學語言、形體演示和師生間的溝通合作才能夠盡情表現，這種具有靈性的思想火花是計算機無法實現的。只有處理好教師與多媒體課件的關系，才能真正地讓CAI技術為中學數學教學服務。

(二)具體工作

1.開展多媒體教學比賽和相關討論。讓廣大教師切身體會CAI的魅力，對如何運用多媒體技術有一個感性的認識，同時消除對計算機技術的抵觸情緒。

2.在中小學成立由老、中、青年教師參加的課件制作小組。在高校經常請有實際中小學教學經驗的老師到學校來，通過經常性定期和不定期的交流，把老教師的豐富經驗和年輕教師的計算機知識有機結合起來，這樣取長補短會使制作出的數學課件富含寶貴的教學經驗，才有可能具備效果明顯、流暢、易用等特點。制作時應注意到:課件應盡量以知識點為單位并且可進行再編輯，這樣會大大增加課件的通用性，使課件在不同教師的課堂上顯示出不同的風采，另外還要注意所開發課件的交互功能，從中體現出學生的主體地位。

3.建立多媒體課件資源庫。將多媒體課件分類存放于庫中，無論是教師還是學生，在課后都可以將課堂上講解的多媒體課件再次從教學資源庫中讀取，對于不理解的環節還可以反復觀看。學生在學校的教學網絡上可以完成課后復習、練習以及完成作業等。當然，學生在復習中可以瀏覽課堂上教師的教學內容，還可以觀看其他教師的教學內容，這不僅大幅度降低了教師的工作強度，更重要的是極大地提高了學生的學習興趣。另外，還能與Internet技術結合，通過網絡與兄弟院校交流、共享，實現現代教育技術的網絡化，全球共享化。大大提高資源的利用率，同時通過交流學習還能使本校多媒體課件制作的水平得到提高。更進一步還可開發包含網絡多媒體課件素材資料庫和網絡多媒體數學課件組合平臺的中學數學網絡多媒體課件系統。

4.在師范院校的數學專業加強“計算機輔助教學”課的開設力度。高校在多媒體設備的配備上比大多數中小學更有優勢，如果能充分利用這些設備，讓師范學生在校期間就對相關知識進行系統的學習，在走上工作崗位以前就具有一定的CAI知識，具備制作高質量數學教學課件的能力。再加上課余有針對性地對中學數學教師進行培訓，其作用應當是巨大和明顯的。

三、結束語

像其它任何事物一樣，CAI輔助教學有利有弊。如何才能發揮它的優勢而避免得不償失，把傳統的數學課堂變得更加生動有趣，這是一個值得長期探討的課題。

參考文獻:

[1]瞿坤.多媒體CAI課件設計與制作基礎.北京:電子工業出版社，1998.

[2]何池宏.信息技術在數學教學中的應用探討.昭通師專學報，2004，(2):60-62.

[3]吳華，宋西紅，盛曉明.網絡多媒體課件系統與數學教學的整合.數學教育學報，2004，13(1):60-62.

[4]趙瑾.多媒體技術對數學教學的負面影響及對策初探.中國科教創新導刊，2008，(12).

[5]占敏玉.數學課堂用多媒體來增光添彩.中國校外教育(理論)，2008，(12).