数学通用性软件、课件的开发与应用的研究报告(续朝霞)

数学通用性软件、课件的开发与应用的研究报告(续朝霞)

数学通用性软件、课件的开发与应用的研究报告

----艺术综合高中数学与信息实践分析

            单  位：朝阳市艺术高中数学组   负责人：续朝霞   2009年10月

     《数学课程标准》中指出，现代信息技术的发展对数学教育的价值、目标、内容以及学与教的方式产生了重大的影响。数学课程的设计与实施应重视运用现代信息技术，特别要充分考虑计算器、计算机对数学学习内容和方式的影响，大力开发并向学生提供更为丰富的学习资源，把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力工具，致力于改变学生的学习方式，使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探索性的数学活动中去。

    随着计算机技术的飞速发展，计算机辅助教学已经成为目前教学中的一个热点。越来越多的学校加强了硬件和软件的建设，建起多媒体教室；多媒体技术的强大功能从理论上对教学应发挥巨大的作用。然而从高中数学教学信息技术的应用现状看：我们现在绝大多数的数学课依旧是粉笔加黑板的传统教学模式，信息技术与数学教学严重脱节。从每届高一学生的数学素质看，我们都倍感学生抽象思维的贫乏，图形观念的淡薄，动手能力的肤浅，而学生也抱怨高中数学难学，提高不了学习数学的兴趣，感到吃力和畏惧。而仅用传统的教学方式不可能在短期内使学生的学习兴趣和理解能力有一个较大的提高，改变这种现状就需要借助现代信息技术，帮助学生理解和发现数学本质。为什么计算机进入数学课堂的步履如此艰难呢?经过调查和分析我们发现：一是教师计算机应用知识不足，软件操作水平有限，二是适合表现教学内容、适合不同基础学生的通用性课件缺乏。

   为了改变我们学校在数学教学中也存在的这些状况，我们数学组和计算机组联合起来，借用网络和计算机技术申请并承担了数学通用性软件课件的开发和应用课题，在学校的大力支持下，历时一年的时间，完成了课题的预定目标。下面我把数学软件课件的开发、应用及实践情况介绍一下：

    根据新课标数学教材内容，教学参考，有关文献（如中学数学教材与教法等）确定各章节的教学重点、难点，经过全组教师的分析讨论，主要选择传统教学方式难以表现的、抽象的需动态表现的知识点或难以在黑板课堂完成的数学实验为重点，从图文并茂，动静功能强大，易学易用PowerPoint、几何画板软件为平台，收集、制作、整理了100多个高中通用性课件，初步形成了可插、可用、可改的小型课件资源库，同时组织了数学教师的软件应用培训，渐次完成21节教学实践。从实践的效果看，我们确实看到了多媒体课件对数学教学及师生的影响变化。

    一．在课堂教学方面

    在使用课件的教学实践中我们发现：多媒体在数学教学中充分展示了它的优越性。首先，课件教学增强了数学课的活力。从实践反馈中我们统计到80%以上的学生喜欢课件教学。第二，降低了学生对抽象数学的思维难度，为教学中突破重难点提供了有力的帮助。第三，增加了课堂容量，最可贵的是，课件提供的人机互动也激发了学生学习的兴趣和热情，调动了学生学习的积极性，从而提高了课堂教学的效率。

    例如：在讲投掷硬币和骰子的点数的概率课中，我们运用了VB实验课件，让学生亲自输入实验次数，亲自统计实验结果，学生自主参与，快乐学习，对知识接受快，教学效果好。 

    在讲授三角函数图象的变换的课节中，画多个三角函数图象在传统课堂是很费时费力的，尤其难以表现动态变化，在运用动态变化的课件后，学生清楚的看到不同三角函数图象的动态变化过程，变抽象为具体，比较轻松的掌握了平移、周期、振幅三大变换在不同顺序变换时，函数解析式的相应变化，攻克了以往传统教学的难点。

    另在三视图的教学实践中，我们曾在教学中作过这样的对照实验：选择两个平行班级，一个班使用传统的教学方法，另一个班使用多媒体辅助教学，对照结果如下：

    在课件教学中主讲教师主要组合了PowerPoint的实物视图片和动态透视效果的几何画板课件，只用一节就完成了新知识的教学，第2节有充裕的时间练习，所以练习多，正确率也教高，相反传统教学在教师绘图就花费了很多时间，2节课例题讲完，练习较少，出错率相对较高，学生的视图感觉很模糊。

    所以课件的合理运用能提高课堂学习的效率和效果。

    二.学生方面

    传统的课堂教学，一个教师面对所有的学生，这就使得所有的学生都不得不被动接受统一的内容、统一的进度、统一的程序，这种统一步调的教学造成了学生没有创造力，没有个性，甚至还严重影响了部分学生的学习兴趣、学习信心和学业成绩，因为他们无法适应教师教学的一律化。恰当的使用课件辅助教学，可以改变学生的学习方式，由被动学习逐步转向主动学习、探究式学习，学习的过程，更多地成为学生发现问题、提出问题、解决问题的过程，学生的主体地位得到充分体现，兴趣高涨、思维活跃，学生的潜能得到最大开发。

    例如，在指数函数的性质的学习中，传统教学，通常是在教师（或教科书）的要求下，学生用“描点法”作出有限几个特殊函数的图像，让学生观察这几个图像来讨论指数函数的性质。在这样的教学过程中，学生对于有限的几个函数图像就可以代表一般的情况，图象和性质按底数a分为0＜a＜1和a＞1两类情况都是不信服的，所以对结论的正确性也不一定完全相信，学习过程比较被动。而在信息技术环境中，利用几何画板课件强大的作图功能，先引导学生随意地取a的值，并在同一个坐标系内画出图像（这里教师应当在a的取值的典型性上作些引导），理论上讲可以在同一个坐标系内画出容易多的函数图像。而在工具作图的过程中，学生可以非常清楚地看到底数a是如何影响函数的性质的。由于函数的图像随着0＜a＜1和a＞1而自然地聚集，学生就可以非常清楚地看到a=1这条分界线，而函数的定义域、值域、单调性、特殊点（0，1）等更是一目了然的。在此基础上，再通过a的连续动态变化来演示函数图像的变化情况，从而让学生更加直观、清楚地看到指数函数的性质。在这样的教学中，对“为什么以a=1为分界点”，“过点（0，1）为什么要作为性质之一”等等的认识，都不是教师强加的，而是学生在自己的学习活动中获得的。这样的课件辅助教学，使得教学方式从“指定式”、“命令式”转变为“引导式”、“启发式”，教学过程也是开放性的，学生的学习方式则从“服从式”、“接受式”转变成了“探索式”、“研究式”。在信息技术环境中，可以把教学设计的重点放在对知识的重新组织上，让学生从整体上对函数进行处理，通过改变a的值而实现对函数图像的实时变换，这样就使学生顺利地实现了在函数的解析式表示与图像表示之间的转换，并使“参数”a、函数以及它的图像之间建立起联系，突破了由于数学的高度抽象性而带来的思维困难，极大地改善了学生的数学思维环境，图像的直观可以引导学生把思考的重点放在a=1和特殊点（0，1）上，从而顺利地概括出性质。在这个过程中，还可以使学生体验到应当如何进行“数学研究”。在信息工具所营造的认知环境中，学生可以从一种新的角度去探究数学问题，在一种动态变化的过程中去认识数学概念的本质，这就使得学生通过自主的、积极主动的数学思维而成功地建构数学概念、解决数学问题的可能性大大增加了.

    在对学生的实际调查中，我们也看到了课件教学对学生产生了有益的影响。下面是我校参加实践教学的学生（艺术高中学生）问题调查的初步统计结果与分析：

    （一）是否愿意利用课件进行课堂教学。

    调查说明，81%的学生愿意利用课件学习，6.7%的学生不愿意，还有12.3%的学生采取无所谓的态度。这说明利用课件进行课堂教学已被大多数的学生所喜欢。

    （二）学生对多媒体课件教学的评价。

    调查显示：50.6%的学生认为课件教学有助于他们解决数学上难于理解的抽象问题，36.2%的学生认为利用多媒体上课更热闹，形式更多样一些，60.7%的学生认为利用课件教学提高了他们的学习效率。这说明在数学教学中使用多媒体辅助对教学难点的突破、教学重点的突出都有很大的作用，同时还可以增加课堂教学容量，提高学习效率。

    在教师对学生的评价中，通过课件教学学生的学习主动性增强，数形结合、分类讨论等能力有所提高。

    三.教师方面

    通用性课件的使用可以帮助教师实施个性化的教学，每个教师对知识的表现方法、重组方式会有不同，通用性打开了这种羁绊，使得课堂教学千人千面，各放异彩，也使得学生的个性和学习风格得到更好的照顾。

    通过对多媒体技术的学习和运用，我们数学组的教师已经逐步认识到：新课标，新要求。教师要改变传统的教学观念，学习现代教育理论，调整知识结构，在钻研学科专业知识的同时，还必须学习和掌握信息技术的硬件、软件知识以及开发应用等方面的基本理论和方法，不断更新充电，不断自我完善。只有这样，教师才能使信息技术更好地为数学教学服务，才能正确合理地选择教学策略，从而有效的组织教学，提高教学效率。尤其我们课题组的教师在整理和制作课件的过程中，补充了大量的信息知识，认识到不同的知识内容，应选用不同类型的软件制作平台。如在课题研究期间，我们教师参加了省优秀课评比，根据教学内容，没有动态变化，更侧重知识的引导和回忆的特点，我们用PowerPoint平台制作了课件，考虑课堂思维量大，我们用朴素的风格制作画面，摈弃艳彩和音效，注重知识问题的设计，最后获得省级优秀课一等奖。总之，计算机技术进入数学课堂，促进了教师教育观念的转变，同时也对教师提出了更高的要求。教师要时刻与时俱进，跟上教育发展的脚步。

    七．课题研究过程中的反思

    1、如何有效掌握与运用计算机技术

    信息技术作为辅助手段引入课堂教学，学校有时并不能提供足够多的计算机实验室，没有安排足够多的实验时间，且学生家里也不是全有电脑，因此信息技术的知识与技能的掌握需要一个较长的循序渐进的过程，教师和学生掌握信息技术的基本知识与技能还欠熟练，往往因相关同步知识不具备而使辅助教学本身遇到障碍。因此在学习数学的过程中，不可能等完全掌握某种信息技术工具的所有功能才去实践，应在了解其基本特性和使用方法后，在实践中逐渐应用、学习、完善。

    2、信息技术与传统教学手段的“互补”

    信息技术只是作为教学的“辅助手段”，要注意数学逻辑思维的培养，因此不能忽视“黑板”所起的作用。传统教学手段之所以延续至今，是因为有它巨大的教育功能。信息技术不可能简单地、完全地取代传统教学手段。要在充分了解传统教学的基础上使用信息技术，发挥信息技术的长处，不能每节课都用信息技术作为教学的“主要手段”。因此要注意传统教学与信息技术的有机结合，取长补短，协同发挥其教学功能。

    3、教师与学生的“地位”关系

    虽然我们提倡以“学生为主体地位”，但教师的“主导地位”不变，教师的演讲解释与传授知识不可或缺。特别是基本的概念与定义先由教师去构建，再由学生去构建自己的知识体系与技能。高素质的教师应具有先进的教学观念，熟练掌握现代化的教学方法与手段，熟练运用信息技术对教学资源进行有效的整合，在课堂教学中培养学生综合素质。

    4、预防由“人灌”变“机灌”

    数学学习必须给学生以思考的时间。教师在黑板上板书是需要一定的时间的，此时正是学生审题、思考的时间，利用信息技术后，许多知识很快地呈现给学生了，没有给学生以思考的时间，变“人灌”为“机灌”。在利用信息技术时必须给予学生自由、独立思考的时间。

    结束语

    随着高科技的发展，计算机的普及，现代教育思想给传统的教育思想注入了新的理念，现代教育技术的发展使我们的教学手段越来越先进，合理地使用信息技术，加强信息技术与数学课程教材整合的优化，可以提高教学效率，弥补传统教学的不足，从而提高学生数学素质实现素质教育的目标。