利用计算机辅助教学,优化初中数学的课堂教学

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利用计算机辅助教学,优化初中数学的课堂教学
广东省汕尾市红海湾区张静中学    张阳
   
摘要：CAI，是“Computer Aided Instruction”的缩写，意思是“计算机辅助教学”。是在计算机辅助下进行的各种教学活动，它能有效地缩短学习时间、提高教学质量和教学效率，实现最优化的教学目标。CAI和初中数学课堂教学有机结合，真正实现出其高层次、高效率和形象的优势，发挥其教学的最佳效能，有效地促进数学课堂教学的优化。
关键词：CAI运用；效果；启发；反思
   CAI，是“Computer Aided Instruction”的缩写，意思是计算机辅助教学。是在计算机辅助下进行的各种教学活动，以对话方式与学生讨论教学内容、安排教学进程、进行教学训练的方法与技术。它能有效地缩短学习时间、提高教学质量和教学效率，实现最优化的教学目标。计算机辅助教学是一种高级的程序教学，它以计算机为主要媒体来进行教学活动，是现代科学技术与教育教学完美结合的产物。从整个教育改革和发展方向来看，加强对计算机辅助教学的研究具有十分深远的意义。
一.CAI在数学教学中运用的效果
数学是一门具有高度的抽象性和严密的逻辑性的学科，而多媒体辅助教学图文声像，充分展现知识的形成过程，给课堂教学增添了无穷的力量。多媒体技术具有丰富的感受性和新颖性，是解剖抽象复杂性数学知识的有力手段，例如，对于等腰三角形“三线合一”的教学，传统教学因较难展现其发展过程，从而造成学生对其不好理解。而利用几何画板，可以在屏幕上作出斜三角形ABC及其∠A的平分线，BC边的垂直平分线和中线，之后用鼠标在屏幕上随意拖到点A，利用几何画板功能，此时△ABC和“三线”在保持依存关系的前提下随之发生变化。在移动的过程中，学生会直观地发现存在这样的点A，使角平分线、垂直平分线和中线三线重合，并且学生在开发课件的过程中还能进行创新，尝试对其他点进行移动，从而更好地掌握了“等腰三角形三线合一”这一定理。
可见，多媒体辅助教学有其独到的优势，它既能让学生看得见（视觉），听得着（听觉），还能用手操作（触觉），这种多样性的刺激，比单一地听老师讲解强得多。同时多媒体技术的丰富性、交互性、形象性、生动性、可控性、参入性大大强化这种感官刺激，非常有利于知识的获取和保持。综合分析，其效果明显。
    1、化无形为有形
初中数学理性知识成分太重，传统的教学只片面强调逻辑思维训练，缺乏充分的图形支持，缺乏供学生探索的环境，于是只能靠学生的死记和教师的说教了。比如，初三几何“点的轨迹”，学生最终会知识“轨迹”是一些直线或射线，但学生对“轨迹”是毫无想象力的。几何画板能有效地解决这一问题，它显示的“点”一步步地动态有形地组成直线或射线，旁边还能显示轨迹中“点”的条件，这种动态的有形的图形是十分完整的，清晰的，它远远超出老师“把轨迹比喻成流星的尾巴”。

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    2、化抽象为直观
初中数学的概念教学是教学中的难点，学生几乎被动地从教师那里接受数学概念，只有靠强化记忆知道概念的共性和本质特征。初三代数“函数”，就是一个典型的概念教学，关键是让学生对“对于x的每一个值，y都有唯一值与它对应”，有一个清晰直观的印象。运用多媒体的直观特性，分别显示解析式y=x+1，《数学用表》中的平方表，天气昼夜变化图象，用声音、动画等形式直观地显示“对于x的每一个值，y都有唯一值与它对应”，最后播放三峡大坝一期蓄水时的录相，引导学生把水位设为y，时间设为x，就形成了y与x的函数关系。不仅引起学生的自豪感，而且对函数概念理解非常透彻。
3、化静止为运动
    运动的几何图形更加有效地刺激大脑视觉神经元，产生强烈的印象。初中几何《圆》这一章，各知识点都是动态链接的，许多图形的位置发生变化，图形间蕴藏的规律和结论是不变的。熟悉几何画板的教师，无一例外会用几何画板来演示“垂经定理”、“圆心角、弧、弦、弦的弦心距关系定理”等等，鼠标一动，结论立现，效果相当好。需要用“翻折”“旋转”“平移”等知识证明的定理，都可用几何画板动态揭示知识的形成过程。有些题目，不经意用鼠标移动一个点，图形变化了，结论仍然成立。
4、化繁琐为简明
    计算机辅助教学的一个重要出发点是更好地实现教学目标，突破重难点，提高课堂教学效率。初三代数“频率分布”，在传统的教学中，教师引着学生在“50名女学生身高”数据中，找最大值，最小值；再分组；一个一个地数出每组中数据的个数；计算频率；绘频率分布表，画频率分布直方图，既繁琐又费时。用计算机辅助教学，简洁明了，把50个数据输入Excel，排序，最大值和最小值，各组中的频数，一目了然，用Excel还能方便地绘出柱状图，类似频率分布直方图。若教师重点讲透步骤、方法和道理，把非智力过程交给计算机处理，这样才能提高课堂效率。培养学生运用信息技术的能力，是信息社会对基础教育的需要，也是教育面向现代化的需要。
二.CAI在数学教学中运用的启发
    我们应该充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。但是不是每节课都必须要使用多媒体，用了课件的课才是优质课呢？不是这样的。教师在选材上注意与教学内容相结合，注意实用性，课件的作用只是辅助性的，不能取代一切教学活动，不能多用，也不能少用，要适时，适度，适量。如何在数学教学中运用CAI，须要考虑数学学科的特点，让CAI发挥其最大、最佳的作用。

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1.在操作疑难处运用
“思维是从动作开始的，切断了动作和思维的联系，思维就不能向前发展。”因此，教师在教学中要千方百计地给学生创造动手操作的机会，使其外部活动逐渐内化为自身内部的智力活动，从而使他们主动地获取知识，提高思维素质，但由于数学知识的抽象性，传统的操作方法有时会显得苍白无力，而运用寓教于乐、启迪思维的计算机往往能收到奇效。
例如，在教学三角形的三条重要线段时，要讲到三条角平分线、三条高、三条中线都相交于一点，角平分线、中线的交点在三角形内，高的交点视三角形形状而定，当三角形是锐角三角形时交点在三角形内，直角三角形时在直角的顶点上，钝角三角形时在三角形外。教学时可以让学生自己动手画得出结论，但由于学生的知识水平各异，得出的结论各不相同，教学时还有学生得出有两个、三个交点的错误结论。这时可以通过计算机展示正确的结论，可拉动三个三角形的任一顶点，当三角形变成各种形状时，学生可以看到，三条红线（角平分线）、三条绿线（高）、三条蓝线（中线）都分别交于一点，红线和蓝线的交点总在三角形内部，而三条绿线的交点正如上面所提的那样，计算机辅助教学在这种情况下就显示出其得天独厚的优势，它可以使三角形运动起来，在难点处定格，使学生清晰地看到交点的个数和位置，将教师解释不清楚，学生自己动手操作也不一定得到的结论，迅速、快捷、清楚地展现出来，促进知识的内化。
2.在知识的延伸处运用
数学的各个知识点之间有着密切的联系，有时，这种联系用传统的演示方法很难表现出来，此时，运用多媒体计算机的功能对学生的逻辑思维进行整合，可以促进他们对所学知识进行迁移。
例如，等腰三角形的“三线合一”性质，学生在学了三角形的三条重要线段和等腰三角形后，把三角形的三条重要线段延伸到等腰三角形中，将得到一个重要的结论：等腰三角形的“三线合一”性质，即等腰三角形的顶角的平分线、底边上的中线、高互相重合。通过课件动态演示，强化学生对等腰三角形的“三线合一”性质的掌握，使学生的思维活动不断深化。
3.在概念的易混淆处运用
在中学数学的教材中，一些概念的差异性常常被它们的相似性、相近性掩盖，学生容易混淆，借助多媒体计算机让学生辨析，能收到事半功倍的神效，促使学生在分化概念中防止概念的泛化。
三.CAI在数学教学中运用的反思
1.要合理使用CAI技术
计算机辅助教学，是运用计算机辅助授课教师解决难点教学问题，因而应让计算机成为教师进行课堂教学的辅助手段，而不能完全代替教师的授课。而且，每一节课不要非用计算机辅助教学不可，这样容易进入用计算机代替黑板的误区，至于什么内容适合用计算机辅助教学，我在教学实践中总结出“用传统教学方式很难讲清楚的内容用计算机辅助教学比较合适”，具体的说有以下几方面：1、从常量到变量的过渡，如：函数；2、从静态到动态的过渡，如：三角函数，点的轨迹；3、从平面图形向空间图形的过渡，如：柱、锥、台；4、逻辑思维与形象思维的结合，如：数形结合；5、教学资料的汇总，如：图片、声音、录象的合成，6、探索性问题，如：多边形的内角和，等方面。

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2.要加强自身的学习
计算机辅助教学是辅助教师授课、解决教学难点的手段，在课堂上，计算机只是一种教学工具，和黑板、粉笔一样，只不过现代化水平高一点，因而，教师在讲课中不要完全依赖计算机，不要把课堂变为课件展示。所以，任课教师在用计算机进行辅助教学时，除了在课件上下大工夫，让课件尽量符合本节课的要求，能解决教学难点之外，还应在教学基本功上多钻研，提高教师的讲课水平和驾驭课堂的能力，使自己的课在教学水平方面上一个大的台阶，而让计算机课件起到锦上添花的作用。
3.课件要“以人为本”
    课件是教师事先预设好的，它只能按固定的顺序展现给学生，而学生是活生生的个体，他们不一定能按照教师预设的步骤走。因此，计算机课件的设计应体现“以人为本”的原则，把学生放在主体位置上，着重于学生能力的培养，体现学生的思维方式，而不是老师的思维方式，让学生在课件的引导下，学习新知识，建构自己的知识体系，形成自己的思维方式和解决此类问题的能力，让学生理解此难点内容的实质所在，彻底掌握此知识点，教学的目的是使学生脱离课件后仍然能解决问题。
4.提高教师编制课件能力
现阶段，能直接用于计算机辅助教学的现成的CAI课件很少，虽然有一部分的课件，但还是远远不能满足课堂教学的需要，更谈不上根据学生的不同情况使用不同的课件了。因此，要找到适合本节课的内容，适合该教师的讲课风格，适合该班学生的学习习惯和能力的课件可算是难上加难了。所以，教师要选用合适的课件，最好在此基础上再进行深度加工，使课件适合本节课的内容，适合该教师的讲课风格，适合该班学生的学习习惯和能力，使其真正对课堂教学有用。但是，由于任课教师都不是计算机专业的，因而要求他们用计算机编制CAI课件，困难可想而知。
总之，运用CAI课件，生动形象，音形兼备，极大地丰富了教学的手段。在数学教学中教师适时、适量地运用多媒体辅助教学，才更能体现出其高层次、高效率和形象的优势，发挥其教学的最佳效能，能有效地促进数学课堂教学的优化，这正是CAI的生命力所在。