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浅谈多媒体技术在数学教学中的应用

摘  要:论述了多媒体技术在数学教学中的作用,多媒体辅助数学教学的原则,以及如何将多媒体技术与传统教学有机融合,以提高数学教学质量。

关键词:多媒体技术;数学教学;应用

21世纪,知识经济初见端倪,信息技术突飞猛进,以多媒体技术和网络技术为核心的信息技术,正在以排山倒海之势,冲击着整个教育,不仅是教学方法与手段的变革,它对教育观念、教育思想、教育内容、教育理论及教育模式都将引起更深层次的变革,信息技术与学科整合成了教学改革的一个突破口。一方面,我国基础教育正经历一次深刻的大变革,以《基础教育课程改革纲要(试行)》为指导,全面推进素质教育的中小学课程改革正在全国范围内展开。这是一场基于知识经济的教育创新,一场基于现代信息技术的学习大革命。另一方面,随着我国经济的飞速发展,对基础教育的重视,经费投入的增加,在不远的将来,信息技术将更广泛地改善中小学的教学环境,多媒体计算机、大屏幕投影设备和网络将进入每一间课室。这样,如何适应教育环境的这种深刻变化,如何最有效地使用信息技术提高教学质量,研究信息技术与学科教学的整合问题,就成为广大教育工作者一个迫切需要研究的问题。

一、多媒体技术在数学教学中的作用

计算机最初的发展是与数学密切联系的,直到现在,计算机与数学还存在着特殊的关系。计算机是数学的创造物,又是数学的创造者。1985年曾在法国的斯特拉斯堡专门召开国际讨论会,研究计算机多媒体对数学和数学教育的影响。利用计算机屏幕演示可及时处理数学教学中的大量数据和图像,能展看一些连续变化的教学过程,形成鲜明逼真的动态效果,使抽象的理论按其本来面目完整地表露在学生面前,帮助学生形成抽象概念。计算机不仅可以为数学概念、定理、性质提供足够的范例,帮助学生从不同的角度理解抽象概念的内涵与外延,其图形功能也有利于培养他们的空间想象力。利用计算机辅助数学教学不但有助于提高学生抽象分析、想象及创造思维能力,而且还有利于使他们获得系统理解和取得完整观点的能力。

传统的数学作为一种形式体系,强调推广、证明、抽象等一系列演绎推理方式。随着计算机提供新的符号计算方法,数学的实验方面日益显示出重要性。当前数学的研究与计算已越来越依赖于数学软件如几何画板、Mathematica,Matlab等,而其他自然科学中涉及到的数学问题的解决,更是离不开这些数学软件。通过计算机提供数据,做出图像或动态表现,使学生有了更多的观察、探索、试验与模拟的机会,从而可以形成顿悟与直觉,做出预测,还可以通过检验假设证明自己的猜想,获得技能,取得经验。传统的数学强调存在性、唯一性等理论证明,由于计算机提供了高速运算工具,又给数学提出了可计算性与可实现性的新问题,因而数学成了一门新的实验科学。拓扑学中著名的地图四色问题的计算机证明就是一个例子。“实验”是数学的一个必要却易被忽略的部分,计算机与数学的结合为数学的证明注入了活力。随着计算机多媒体技术的发展,软件的编制也越来越容易,利用数学教学软件辅助教学不仅可激发学生的数学能动性,拓广知识的广度和深度,也为学生提供了各种生动的数据结构、模型,以反映数学对象与过程的具体现象,使学生通过自主的行为模式,形成有关数学观念与结构的智力形象,从而增强数学思维能力。

二、多媒体辅助数学教学的原则

借助于多媒体技术,数学学科大概是最困难的。不像英语、生物、地理等学科的教学软件可以做得图文并茂、有声有色。因为数学需要进行思维训练,不仅依靠课件表面的生动难于激发学生持久的学习热情,而且也难于达到数学教学的目的。研究多媒体辅助数学教学的原则,考虑在多媒体辅助下什么是理想的数学教学。

1.启发性原则

数学科学的最大特点是集严密性、逻辑性、应用性于一身,而这也正是数学被公认为“难”的地方,因此多媒体辅助教学应力求促进学生对抽象的数学概念和严谨的数学证明的有效认知。使用多媒体技术不能追求表面的生动、界面的漂亮,而应注重启发性,让学生有思考的欲望。有些内容过去单凭教师的“说”,学生不好理解,现在多媒体能帮助教师“说话”,抽象和直观有机结合起来,情况就大不相同了。当前市面上出售的数学教学软件就缺乏启发性。所谓讲解就是在屏幕上显示出有关的概念、定理、公式,不谈他们的来源和用场,不谈知识的内在联系和发展,更不谈最值得领悟的数学思想和方法。所谓练习就是在屏幕上显示出答案,有的甚至连必要的过程都没有,对于判断选择题或一类简单的填空题,计算机倒是有些交互功能,但反馈信息却谈不上任何启发性。启发性是数学教学的灵魂,现在则需要考虑如何在多媒体辅技术的支持下设计出比传统教学更富于启发性的教学。

2.针对性原则

在传统课堂教学中教师只能用统一的节奏,同样的策略,面对全班学生,更多地只能考虑共性,难于照顾个性。而每个学生原有的基础知识与经验不同、思维有快有慢,教师在课堂上不可能做到针对每一个学生。多媒体辅助教学情况有了一些变化,学生一人一机利用教学软件学习,他们可以利用键盘或鼠标控制学习节奏,还能通过菜单选择他们需要的内容或帮助信息,这在一定程度上增强了教学的针对性。多媒体辅助教学要有针对性,就要设想电脑在和学生面对面地交谈,学生看到电脑的每一屏他可能怎么想,下一步屏幕上又该显示怎样的具有启发性的文字或图像。实现真正意义上的分层教学和个性化教学。

3.主体性原则

学生是认知活动的主体,是知识意义的主动建构者。传统教学强调学生为主体,而现实依然是教师讲,学生听,学生处在一种被动的地位。多媒体辅助教学可以改变学生获得数学知识的方式,借助多媒体技术,创设数学学习情境,让学生参与到数学的活动中,甚至是自做课件,可以更好地发挥他们的主动性,更好地促进认知。把多媒体技术作为一个认知数学的工具与环境,应能改善学生的数学活动,给学生的参与开辟更为广阔的空间,以利于培养学生的发现和创新能力,动手操作能力,集体协作能力,并能增强学生的兴趣和自信心,使学生由原来被动听讲的接受者,转变为主动积极的参与者,成为学习的主体。

三、多媒体技术与传统教学的融合

传统教学培养了一代又一代人,尤其在培养“精英教育”上,实践证明,这种教学是成功的。而在大众教育阶段,一方面入学比例提高,使得学生整体素质降低;另一方面课堂教学时数缩减,学生所学知识增加;这些众多的因素均迫使我们借助多媒体优化传统教学。数学教学是数学活动的教学,多媒体技术为数学活动的展开提供了一个“活”的教与学的平台,而且也使师生能够在该平台里动态地探索和研究数学问题。多媒体技术与传统教学的融合,主要是数学软件、数学课件等在教学中的运用。多媒体技术怎样融入传统教学中才会获得更好的教学效果?

1.充当电子黑板,提高教学效率

数学理论性强,它是许多实际背景的高度抽象,逻辑推理十分严谨。对这些理论性强,思维难度大的内容,则宜采用传统教学,多媒体技术不宜融入过多。比较难的定理只能用粉笔在黑板上一步一步的推理,才有利于师生思维同步。教师一句话能说明白的就不必用演示,需要训练学生抽象思维能力的就不要马上展示一个直观的画面,需要让学生动手计算画图时就不要融入多媒体技术。

对于有些信息量大、内容较多的章节,可利用多媒体的“电子黑板”功能。如把讲课内容设计成模块结构:概念产生的背景,内在联系,实际应用,归纳总结等制作成“电子教案”,并在某些模块中通过超级链接播放一些教材上没有的内容,开阔学生的眼界,扩大学生的知识面。这样不仅省去了课堂上板书的时间,而且增加了教学信息量,使课堂教学更加紧凑和有效。

2.模拟仿真形象,化结果为过程

数学软件如mathematica,matlab等,功能非常强大,基本上可以完成从小学到大学所有的数学问题。数学软件给数学形象化提高了有力工具。例如传统教学说不清、道不明的概念,借助多媒体动态仿真形象能帮助学生度过这一难关。又如数学中有大量的空间图形,传统教学中临时画图就比较难以处理。若图画的太少,则可能看不出问题的实质;若画的太多,不仅时间不允许,而且会使学生不耐烦,影响学生的思维;若事先在小黑板上画好,则无法引导学生探索结论的形成过程。而在计算机上用可以轻易的解决这个问题。而利用计算机上数学软件我们只需一两分钟就能画出动态仿真的图形:动态的三维坐标、特殊的二次曲面、空间中的立体等。还可以用画面反复闪烁引起学生的注意,运用隐去一部分不相关的内容来突出主体内容,用画面的迭加和分解来揭示某个结论形成的过程,过去许多用口头用语言难以讲清楚的概念,现在一看图形就完全明白了。

3.模拟数学实验,体验数学发现

对于某些数学问题的探究,可以模拟数学实验。传统的研究或学习数学的方法大多数是沿着“定义——假设——定理——证明——推论”的道路进行的。模拟数学实验则采用:教师提出问题和思路、学生上机实验仿真和模拟、教师小结和讲评等步骤。学生在教师指导下,参与解决理论和实际问题的全过程,通过自己动手选择方法、借助数学软件、计算结果、检验结果、发现问题、寻找原因等环节,来体会数学分析是一种解决问题的重要工具。这是一种全新的学习数学的方法,充分发挥学生的主观能动性和创造力。模拟数学实验一方面培养学生将实际问题转化为数学问题即数学建模的能力;另一方面,也是最主要的,就是培养学生创新意识和应用计算机进行科学计算的能力,包括数值计算、符号演变以及机器证明等,要求能给出图形或数据结果。模拟数学实验可以让学生换个角度来学习数学,以学生动手为主,使学生以更直观、更真切的方式感受课堂上听起来枯燥玄妙的数学理论和数学原理,对实验内容有更好的理解和掌握,是加强实践性的一个重要环节。

通过近几年的教学实践表明,把多媒体技术适当、适度地融入数学教学中,可以优化教学方式,提高学生的学习兴趣,加深对概念的理解,提高教学效率,节省教学时间。这是顺应科技发展潮流的必由之路。 

参考文献

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[4]王鹏远、王选勃、王珏.如何用几何画板教数学[M]。北京:人民教育出版社

[5] 孙杰远.信息技术与课程整合[M],北京,北京大学出版社,2002,7。

[6]许兴业.几何画板与中学数学微型课件制作[M],广州:广东科技出版社,2003,12 

来源:(http://blog.sina.com.cn/s/blog_6264e97f0100jmes.html) - 浅谈多媒体技术在数学教学中的应用_曾令锋_新浪博客
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[1]作者简介:曾令锋(1983— )男,江西赣州人,主要从事中小学数学教育教学研究.

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