數(shù)學(xué)通用性軟件、課件的開發(fā)與應(yīng)用的研究報(bào)告(續(xù)朝霞)

數(shù)學(xué)通用性軟件、課件的開發(fā)與應(yīng)用的研究報(bào)告(續(xù)朝霞)

數(shù)學(xué)通用性軟件、課件的開發(fā)與應(yīng)用的研究報(bào)告

----藝術(shù)綜合高中數(shù)學(xué)與信息實(shí)踐分析

            單  位：朝陽(yáng)市藝術(shù)高中數(shù)學(xué)組   負(fù)責(zé)人：續(xù)朝霞   2009年10月

     《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出，現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展對(duì)數(shù)學(xué)教育的價(jià)值、目標(biāo)、內(nèi)容以及學(xué)與教的方式產(chǎn)生了重大的影響。數(shù)學(xué)課程的設(shè)計(jì)與實(shí)施應(yīng)重視運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，特別要充分考慮計(jì)算器、計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容和方式的影響，大力開發(fā)并向?qū)W生提供更為豐富的學(xué)習(xí)資源，把現(xiàn)代信息技術(shù)作為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和解決問(wèn)題的強(qiáng)有力工具，致力于改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生樂(lè)意并有更多的精力投入到現(xiàn)實(shí)的、探索性的數(shù)學(xué)活動(dòng)中去。

    隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)已經(jīng)成為目前教學(xué)中的一個(gè)熱點(diǎn)。越來(lái)越多的學(xué)校加強(qiáng)了硬件和軟件的建設(shè)，建起多媒體教室；多媒體技術(shù)的強(qiáng)大功能從理論上對(duì)教學(xué)應(yīng)發(fā)揮巨大的作用。然而從高中數(shù)學(xué)教學(xué)信息技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀看：我們現(xiàn)在絕大多數(shù)的數(shù)學(xué)課依舊是粉筆加黑板的傳統(tǒng)教學(xué)模式，信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)嚴(yán)重脫節(jié)。從每屆高一學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)看，我們都倍感學(xué)生抽象思維的貧乏，圖形觀念的淡薄，動(dòng)手能力的膚淺，而學(xué)生也抱怨高中數(shù)學(xué)難學(xué)，提高不了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，感到吃力和畏懼。而僅用傳統(tǒng)的教學(xué)方式不可能在短期內(nèi)使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解能力有一個(gè)較大的提高，改變這種現(xiàn)狀就需要借助現(xiàn)代信息技術(shù)，幫助學(xué)生理解和發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)本質(zhì)。為什么計(jì)算機(jī)進(jìn)入數(shù)學(xué)課堂的步履如此艱難呢?經(jīng)過(guò)調(diào)查和分析我們發(fā)現(xiàn)：一是教師計(jì)算機(jī)應(yīng)用知識(shí)不足，軟件操作水平有限，二是適合表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容、適合不同基礎(chǔ)學(xué)生的通用性課件缺乏。

   為了改變我們學(xué)校在數(shù)學(xué)教學(xué)中也存在的這些狀況，我們數(shù)學(xué)組和計(jì)算機(jī)組聯(lián)合起來(lái)，借用網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)申請(qǐng)并承擔(dān)了數(shù)學(xué)通用性軟件課件的開發(fā)和應(yīng)用課題，在學(xué)校的大力支持下，歷時(shí)一年的時(shí)間，完成了課題的預(yù)定目標(biāo)。下面我把數(shù)學(xué)軟件課件的開發(fā)、應(yīng)用及實(shí)踐情況介紹一下：

    根據(jù)新課標(biāo)數(shù)學(xué)教材內(nèi)容，教學(xué)參考，有關(guān)文獻(xiàn)（如中學(xué)數(shù)學(xué)教材與教法等）確定各章節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)，經(jīng)過(guò)全組教師的分析討論，主要選擇傳統(tǒng)教學(xué)方式難以表現(xiàn)的、抽象的需動(dòng)態(tài)表現(xiàn)的知識(shí)點(diǎn)或難以在黑板課堂完成的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)為重點(diǎn)，從圖文并茂，動(dòng)靜功能強(qiáng)大，易學(xué)易用PowerPoint、幾何畫板軟件為平臺(tái)，收集、制作、整理了100多個(gè)高中通用性課件，初步形成了可插、可用、可改的小型課件資源庫(kù)，同時(shí)組織了數(shù)學(xué)教師的軟件應(yīng)用培訓(xùn)，漸次完成21節(jié)教學(xué)實(shí)踐。從實(shí)踐的效果看，我們確實(shí)看到了多媒體課件對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)及師生的影響變化。

    一．在課堂教學(xué)方面

    在使用課件的教學(xué)實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)：多媒體在數(shù)學(xué)教學(xué)中充分展示了它的優(yōu)越性。首先，課件教學(xué)增強(qiáng)了數(shù)學(xué)課的活力。從實(shí)踐反饋中我們統(tǒng)計(jì)到80%以上的學(xué)生喜歡課件教學(xué)。第二，降低了學(xué)生對(duì)抽象數(shù)學(xué)的思維難度，為教學(xué)中突破重難點(diǎn)提供了有力的幫助。第三，增加了課堂容量，最可貴的是，課件提供的人機(jī)互動(dòng)也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，從而提高了課堂教學(xué)的效率。

    例如：在講投擲硬幣和骰子的點(diǎn)數(shù)的概率課中，我們運(yùn)用了VB實(shí)驗(yàn)課件，讓學(xué)生親自輸入實(shí)驗(yàn)次數(shù)，親自統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生自主參與，快樂(lè)學(xué)習(xí)，對(duì)知識(shí)接受快，教學(xué)效果好。 

    在講授三角函數(shù)圖象的變換的課節(jié)中，畫多個(gè)三角函數(shù)圖象在傳統(tǒng)課堂是很費(fèi)時(shí)費(fèi)力的，尤其難以表現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化，在運(yùn)用動(dòng)態(tài)變化的課件后，學(xué)生清楚的看到不同三角函數(shù)圖象的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，變抽象為具體，比較輕松的掌握了平移、周期、振幅三大變換在不同順序變換時(shí)，函數(shù)解析式的相應(yīng)變化，攻克了以往傳統(tǒng)教學(xué)的難點(diǎn)。

    另在三視圖的教學(xué)實(shí)踐中，我們?cè)?a style="outline:none; cursor:pointer; border:none; text-decoration:none">教學(xué)中作過(guò)這樣的對(duì)照實(shí)驗(yàn)：選擇兩個(gè)平行班級(jí)，一個(gè)班使用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，另一個(gè)班使用多媒體輔助教學(xué)，對(duì)照結(jié)果如下：

    在課件教學(xué)中主講教師主要組合了PowerPoint的實(shí)物視圖片和動(dòng)態(tài)透視效果的幾何畫板課件，只用一節(jié)就完成了新知識(shí)的教學(xué)，第2節(jié)有充裕的時(shí)間練習(xí)，所以練習(xí)多，正確率也教高，相反傳統(tǒng)教學(xué)在教師繪圖就花費(fèi)了很多時(shí)間，2節(jié)課例題講完，練習(xí)較少，出錯(cuò)率相對(duì)較高，學(xué)生的視圖感覺(jué)很模糊。

    所以課件的合理運(yùn)用能提高課堂學(xué)習(xí)的效率和效果。

    二.學(xué)生方面

    傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，一個(gè)教師面對(duì)所有的學(xué)生，這就使得所有的學(xué)生都不得不被動(dòng)接受統(tǒng)一的內(nèi)容、統(tǒng)一的進(jìn)度、統(tǒng)一的程序，這種統(tǒng)一步調(diào)的教學(xué)造成了學(xué)生沒(méi)有創(chuàng)造力，沒(méi)有個(gè)性，甚至還嚴(yán)重影響了部分學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)信心和學(xué)業(yè)成績(jī)，因?yàn)樗麄儫o(wú)法適應(yīng)教師教學(xué)的一律化。恰當(dāng)?shù)氖褂谜n件輔助教學(xué)，可以改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，由被動(dòng)學(xué)習(xí)逐步轉(zhuǎn)向主動(dòng)學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的過(guò)程，更多地成為學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程，學(xué)生的主體地位得到充分體現(xiàn)，興趣高漲、思維活躍，學(xué)生的潛能得到最大開發(fā)。

    例如，在指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)的學(xué)習(xí)中，傳統(tǒng)教學(xué)，通常是在教師（或教科書）的要求下，學(xué)生用“描點(diǎn)法”作出有限幾個(gè)特殊函數(shù)的圖像，讓學(xué)生觀察這幾個(gè)圖像來(lái)討論指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)。在這樣的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生對(duì)于有限的幾個(gè)函數(shù)圖像就可以代表一般的情況，圖象和性質(zhì)按底數(shù)a分為0＜a＜1和a＞1兩類情況都是不信服的，所以對(duì)結(jié)論的正確性也不一定完全相信，學(xué)習(xí)過(guò)程比較被動(dòng)。而在信息技術(shù)環(huán)境中，利用幾何畫板課件強(qiáng)大的作圖功能，先引導(dǎo)學(xué)生隨意地取a的值，并在同一個(gè)坐標(biāo)系內(nèi)畫出圖像（這里教師應(yīng)當(dāng)在a的取值的典型性上作些引導(dǎo)），理論上講可以在同一個(gè)坐標(biāo)系內(nèi)畫出容易多的函數(shù)圖像。而在工具作圖的過(guò)程中，學(xué)生可以非常清楚地看到底數(shù)a是如何影響函數(shù)的性質(zhì)的。由于函數(shù)的圖像隨著0＜a＜1和a＞1而自然地聚集，學(xué)生就可以非常清楚地看到a=1這條分界線，而函數(shù)的定義域、值域、單調(diào)性、特殊點(diǎn)（0，1）等更是一目了然的。在此基礎(chǔ)上，再通過(guò)a的連續(xù)動(dòng)態(tài)變化來(lái)演示函數(shù)圖像的變化情況，從而讓學(xué)生更加直觀、清楚地看到指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)。在這樣的教學(xué)中，對(duì)“為什么以a=1為分界點(diǎn)”，“過(guò)點(diǎn)（0，1）為什么要作為性質(zhì)之一”等等的認(rèn)識(shí)，都不是教師強(qiáng)加的，而是學(xué)生在自己的學(xué)習(xí)活動(dòng)中獲得的。這樣的課件輔助教學(xué)，使得教學(xué)方式從“指定式”、“命令式”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;引導(dǎo)式”、“啟發(fā)式”，教學(xué)過(guò)程也是開放性的，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式則從“服從式”、“接受式”轉(zhuǎn)變成了“探索式”、“研究式”。在信息技術(shù)環(huán)境中，可以把教學(xué)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)放在對(duì)知識(shí)的重新組織上，讓學(xué)生從整體上對(duì)函數(shù)進(jìn)行處理，通過(guò)改變a的值而實(shí)現(xiàn)對(duì)函數(shù)圖像的實(shí)時(shí)變換，這樣就使學(xué)生順利地實(shí)現(xiàn)了在函數(shù)的解析式表示與圖像表示之間的轉(zhuǎn)換，并使“參數(shù)”a、函數(shù)以及它的圖像之間建立起聯(lián)系，突破了由于數(shù)學(xué)的高度抽象性而帶來(lái)的思維困難，極大地改善了學(xué)生的數(shù)學(xué)思維環(huán)境，圖像的直觀可以引導(dǎo)學(xué)生把思考的重點(diǎn)放在a=1和特殊點(diǎn)（0，1）上，從而順利地概括出性質(zhì)。在這個(gè)過(guò)程中，還可以使學(xué)生體驗(yàn)到應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行“數(shù)學(xué)研究”。在信息工具所營(yíng)造的認(rèn)知環(huán)境中，學(xué)生可以從一種新的角度去探究數(shù)學(xué)問(wèn)題，在一種動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程中去認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)概念的本質(zhì)，這就使得學(xué)生通過(guò)自主的、積極主動(dòng)的數(shù)學(xué)思維而成功地建構(gòu)數(shù)學(xué)概念、解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的可能性大大增加了.

    在對(duì)學(xué)生的實(shí)際調(diào)查中，我們也看到了課件教學(xué)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生了有益的影響。下面是我校參加實(shí)踐教學(xué)的學(xué)生（藝術(shù)高中學(xué)生）問(wèn)題調(diào)查的初步統(tǒng)計(jì)結(jié)果與分析：

    （一）是否愿意利用課件進(jìn)行課堂教學(xué)。

    調(diào)查說(shuō)明，81%的學(xué)生愿意利用課件學(xué)習(xí)，6.7%的學(xué)生不愿意，還有12.3%的學(xué)生采取無(wú)所謂的態(tài)度。這說(shuō)明利用課件進(jìn)行課堂教學(xué)已被大多數(shù)的學(xué)生所喜歡。

    （二）學(xué)生對(duì)多媒體課件教學(xué)的評(píng)價(jià)。

    調(diào)查顯示：50.6%的學(xué)生認(rèn)為課件教學(xué)有助于他們解決數(shù)學(xué)上難于理解的抽象問(wèn)題，36.2%的學(xué)生認(rèn)為利用多媒體上課更熱鬧，形式更多樣一些，60.7%的學(xué)生認(rèn)為利用課件教學(xué)提高了他們的學(xué)習(xí)效率。這說(shuō)明在數(shù)學(xué)教學(xué)中使用多媒體輔助對(duì)教學(xué)難點(diǎn)的突破、教學(xué)重點(diǎn)的突出都有很大的作用，同時(shí)還可以增加課堂教學(xué)容量，提高學(xué)習(xí)效率。

    在教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)中，通過(guò)課件教學(xué)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性增強(qiáng)，數(shù)形結(jié)合、分類討論等能力有所提高。

    三.教師方面

    通用性課件的使用可以幫助教師實(shí)施個(gè)性化的教學(xué)，每個(gè)教師對(duì)知識(shí)的表現(xiàn)方法、重組方式會(huì)有不同，通用性打開了這種羈絆，使得課堂教學(xué)千人千面，各放異彩，也使得學(xué)生的個(gè)性和學(xué)習(xí)風(fēng)格得到更好的照顧。

    通過(guò)對(duì)多媒體技術(shù)的學(xué)習(xí)和運(yùn)用，我們數(shù)學(xué)組的教師已經(jīng)逐步認(rèn)識(shí)到：新課標(biāo)，新要求。教師要改變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，學(xué)習(xí)現(xiàn)代教育理論，調(diào)整知識(shí)結(jié)構(gòu)，在鉆研學(xué)科專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，還必須學(xué)習(xí)和掌握信息技術(shù)的硬件、軟件知識(shí)以及開發(fā)應(yīng)用等方面的基本理論和方法，不斷更新充電，不斷自我完善。只有這樣，教師才能使信息技術(shù)更好地為數(shù)學(xué)教學(xué)服務(wù)，才能正確合理地選擇教學(xué)策略，從而有效的組織教學(xué)，提高教學(xué)效率。尤其我們課題組的教師在整理和制作課件的過(guò)程中，補(bǔ)充了大量的信息知識(shí)，認(rèn)識(shí)到不同的知識(shí)內(nèi)容，應(yīng)選用不同類型的軟件制作平臺(tái)。如在課題研究期間，我們教師參加了省優(yōu)秀課評(píng)比，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，沒(méi)有動(dòng)態(tài)變化，更側(cè)重知識(shí)的引導(dǎo)和回憶的特點(diǎn)，我們用PowerPoint平臺(tái)制作了課件，考慮課堂思維量大，我們用樸素的風(fēng)格制作畫面，擯棄艷彩和音效，注重知識(shí)問(wèn)題的設(shè)計(jì)，最后獲得省級(jí)優(yōu)秀課一等獎(jiǎng)?？傊?，計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)入數(shù)學(xué)課堂，促進(jìn)了教師教育觀念的轉(zhuǎn)變，同時(shí)也對(duì)教師提出了更高的要求。教師要時(shí)刻與時(shí)俱進(jìn)，跟上教育發(fā)展的腳步。

    七．課題研究過(guò)程中的反思

    1、如何有效掌握與運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)

    信息技術(shù)作為輔助手段引入課堂教學(xué)，學(xué)校有時(shí)并不能提供足夠多的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，沒(méi)有安排足夠多的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，且學(xué)生家里也不是全有電腦，因此信息技術(shù)的知識(shí)與技能的掌握需要一個(gè)較長(zhǎng)的循序漸進(jìn)的過(guò)程，教師和學(xué)生掌握信息技術(shù)的基本知識(shí)與技能還欠熟練，往往因相關(guān)同步知識(shí)不具備而使輔助教學(xué)本身遇到障礙。因此在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過(guò)程中，不可能等完全掌握某種信息技術(shù)工具的所有功能才去實(shí)踐，應(yīng)在了解其基本特性和使用方法后，在實(shí)踐中逐漸應(yīng)用、學(xué)習(xí)、完善。

    2、信息技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)手段的“互補(bǔ)”

    信息技術(shù)只是作為教學(xué)的“輔助手段”，要注意數(shù)學(xué)邏輯思維的培養(yǎng)，因此不能忽視“黑板”所起的作用。傳統(tǒng)教學(xué)手段之所以延續(xù)至今，是因?yàn)橛兴薮蟮慕逃δ?。信息技術(shù)不可能簡(jiǎn)單地、完全地取代傳統(tǒng)教學(xué)手段。要在充分了解傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上使用信息技術(shù)，發(fā)揮信息技術(shù)的長(zhǎng)處，不能每節(jié)課都用信息技術(shù)作為教學(xué)的“主要手段”。因此要注意傳統(tǒng)教學(xué)與信息技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，協(xié)同發(fā)揮其教學(xué)功能。

    3、教師與學(xué)生的“地位”關(guān)系

    雖然我們提倡以“學(xué)生為主體地位”，但教師的“主導(dǎo)地位”不變，教師的演講解釋與傳授知識(shí)不可或缺。特別是基本的概念與定義先由教師去構(gòu)建，再由學(xué)生去構(gòu)建自己的知識(shí)體系與技能。高素質(zhì)的教師應(yīng)具有先進(jìn)的教學(xué)觀念，熟練掌握現(xiàn)代化的教學(xué)方法與手段，熟練運(yùn)用信息技術(shù)對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行有效的整合，在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)。

    4、預(yù)防由“人灌”變“機(jī)灌”

    數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)必須給學(xué)生以思考的時(shí)間。教師在黑板上板書是需要一定的時(shí)間的，此時(shí)正是學(xué)生審題、思考的時(shí)間，利用信息技術(shù)后，許多知識(shí)很快地呈現(xiàn)給學(xué)生了，沒(méi)有給學(xué)生以思考的時(shí)間，變“人灌”為“機(jī)灌”。在利用信息技術(shù)時(shí)必須給予學(xué)生自由、獨(dú)立思考的時(shí)間。

    結(jié)束語(yǔ)

    隨著高科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的普及，現(xiàn)代教育思想給傳統(tǒng)的教育思想注入了新的理念，現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展使我們的教學(xué)手段越來(lái)越先進(jìn)，合理地使用信息技術(shù)，加強(qiáng)信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程教材整合的優(yōu)化，可以提高教學(xué)效率，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，從而提高學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育的目標(biāo)。