關(guān)于計算機輔助數(shù)學教學的調(diào)查與分析

1、關(guān)于計算機輔助數(shù)學教學的調(diào)查與分析the investigation and analysis about the computer assisted instruction of mathematics摘要：對利用計算機輔助數(shù)學教學的情況進行了調(diào)查和分析，得到幾個結(jié)論，即利用計算機輔助數(shù)學教學能在一定程度上吸引學生的注意力，提高學生學習數(shù)學的興趣，促進學生加深對數(shù)學知識的理解；當前教師利用計算機輔助教學存在若干不足之處；根據(jù)這些情況，筆者對數(shù)學課件的設計和使用提出了改進的建議 關(guān)鍵詞：計算機輔助數(shù)學教學； 調(diào)查； 建議key words: computer assisted instruct

2、ion of mathematics； investigation； suggestionabstract investigated and analyzed the effect of using the computer assisted instruction of mathematics, draw several conclusions, that is to say, computer assisted instruction of mathematics can attract the students attention and improve the students int

3、erest in mathematics, which also can help the students to understand mathematics better. based on the situation, some suggestions about improving the computer assisted instruction of mathematics have been given from the design and using of the mathematics courseware. 一、問題的提出隨著科技的發(fā)展，計算機在社會各個領(lǐng)域逐漸得到普及，

4、各個學校也越來越多的利用計算機輔助教學。在語文，外語，歷史，地理等文科科目中利用計算機把文本、圖形、圖像、音頻、視頻等多種媒體集于一身進行信息加工處理，通過聲、光、色、動畫等技術(shù)創(chuàng)造出適當?shù)膯栴}情景，會對學生學習大有幫助。如何評價計算機在輔助數(shù)學教學中的作用？它對學生思維發(fā)展的影響如何？目前計算機輔助數(shù)學教學存在什么問題？對于上述問題，專家們發(fā)表了不少具有參考價值的意見。例如，有的對目前開展計算機輔助數(shù)學教學的硬件設備和教師情況進行了調(diào)查和分析1，有的從數(shù)學課件的制作方面提出了若干建議2，還有的對計算機輔助數(shù)學教學中存在的問題進行了剖析3。然而，已有文獻多是對硬件設備，軟件開發(fā)或師資狀況等因素

5、進行了分析，而對計算機輔助教學的主體學生的反應考慮不夠，而這恰恰是值得研究的重要方面。為了獲取這方面的情況，筆者對廣州市四所中學（華南師范大學附中、執(zhí)信中學、培正中學、廣州市十七中）的部分班級進行了調(diào)查。調(diào)查的樣本具有一定的代表性：所調(diào)查的學校都對計算機輔助數(shù)學教學比較重視，都有較好的硬件設備和師資力量，教師具備進行多媒體教學的能力；四所中學有一定的層次性，包括兩所省重點中學和兩所市一級學校；調(diào)查具有一定的廣泛性，包括初一到高三共13個班級。發(fā)出問卷共750份，收回問卷680份，其中有效問卷672份。通過調(diào)查，對上述問題有了初步的了解，調(diào)查結(jié)果促使我們思考進一步的問題。二、 主要結(jié)論1、 學生

6、對使用計算機輔助教學大體上持歡迎態(tài)度在回答“你喜歡數(shù)學教師在課堂上使用電腦來上課嗎”的問題中，選“a.非常喜歡”的占17.3%,選“b.喜歡”的占31.7%,選“c.無所謂”的占40.6%，選“d.不喜歡”的只占10.4%。這表明半數(shù)學生歡迎電腦教學，只有少數(shù)學生不喜歡。然而，這個結(jié)果與事先的估計還有差距，即學生并非對計算機輔助數(shù)學教學一致叫好，可見目前用計算機輔助數(shù)學教學還存在著不足之處。在喜不喜歡計算機輔助數(shù)學教學這一點上，初中生與高中生并無明顯的差異。例如，初一學生對上述四項的回答的比例分別為：22.1%,31.4%,39%,7.5%,而高一學生回答的比例分別為：15%,37.6%,39

7、.8%,7.5%。2. 計算機輔助教學能在一定程度上吸引學生的注意力，但仍存在不足在回答問題“跟平時相比，教師在用電腦上課時，你的注意力如何”時，有14.4%的人選“a.非常集中”，35.4%的人選“b.比較集中”,38.1%的人選“c.沒什么兩樣”，而有12.1%的人選“d.我的注意力反而不能集中”。這說明用計算機輔助數(shù)學教學能使半數(shù)學生比平時更加集中精力，但同時也導致了12.1%的人注意力反而不能集中。究其原因，一是部分數(shù)學教師計算機水平不夠高，導致在課堂上操作失誤或課件設計中出現(xiàn)一些錯誤，影響了學生的注意力；另一方面是有些數(shù)學教師為了追求美觀，在課件中設計了與教學內(nèi)容無關(guān)的動畫、聲音或圖

8、片，干擾了學生的注意力。其實數(shù)學課件的設計不必片面追求華麗，這一點從學生回答“數(shù)學教師用電腦上課時，屏幕是否越漂亮越好”可以看出。選“a.對，越漂亮越好”的占30.7%,選“b.不，關(guān)鍵是能幫助我理解問題”的占45.7%,選“c.無所謂”的占18.8%,而選“d.其它”的占4.9%。在其它一項的回答中，絕大多數(shù)人要求課件的設計要“簡潔，清晰，能幫助理解”。3. 計算機輔助教學能在一定程度上促進學生的理解，但當前尚未達到我們的初衷通常認為利用計算機輔助數(shù)學教學有助于加深學生對知識的理解，實際情況是否如此呢？在回答“跟平時相比，教師在用電腦講解一個問題的時候，你理解得如何”這個問題時，選“a.我理

9、解得非常好”的占9.7%,選“b.我理解得要好一些”的人占33.8%，選“c沒什么兩樣”的人占44%，選“d我反而弄糊涂了”的人占12.5%。從這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)說明，計算機輔助數(shù)學教學離我們的初衷還有一段距離。筆者認為，出現(xiàn)這種情況的原因包括如下幾點：（1）選材問題：數(shù)學科目中只有部分章節(jié)是適合于用多媒體進行教學的，對于那些可用可不用的知識點或者根本就不適合用的知識點生硬使用計算機效果就會適得其反。（2）某些教師設計的課件存在一些毛病，容易引起學生誤解；（3）使用現(xiàn)成的課件未必符合教師的思路和本班的實際情況，而自己設計課件又要花較多時間。教師既要鉆研教材，查找資料，又要設計課件，往往會顧此失彼；（

10、4）青年教師缺乏數(shù)學教學經(jīng)驗，對于如何把傳統(tǒng)教學和多媒體教學有機的結(jié)合起來，仍然存在著不少困難，而老教師在計算機操作方面也存在較多困難。 部分教師認為，利用計算機把一些需要學生想象與思考的東西直觀顯示出來，會剝奪學生思維的權(quán)力，不利于培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和空間想象能力。在這一點上，初中生與高中生的看法是不同的。54%的高中生認為“能幫助自己更好的思維，印象很深”，而對于同一個問題，初中生作同樣回答的比例只占34.7%。筆者認為這跟初高中課程的結(jié)構(gòu)不同有關(guān)。初中代數(shù)主要是培養(yǎng)學生的運算能力，初中幾何圖形比較簡單，對學生的空間想象力要求不是太高，利用計算機對學生抽象思維能力的培養(yǎng)沒有明顯的優(yōu)越性

11、，而高中知識有較多抽象的內(nèi)容，如立體幾何中，一些空間圖形的性質(zhì)與關(guān)系較復雜，借助計算機形象生動地表現(xiàn)出來，對學生幫助很大，同樣，對于冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)以及三角函數(shù)的圖像等內(nèi)容用計算機顯示出來，也有著獨到的優(yōu)勢。三、改進計算機輔助數(shù)學教學的建議 針對上述調(diào)查結(jié)果，為提高計算機輔助數(shù)學教學質(zhì)量，我們提出如下建議：1、 設計數(shù)學課件要力求簡潔，清晰，能促進理解。首先選好題材。筆者認為，在中學數(shù)學中有如下幾個方面的內(nèi)容適合于進行多媒體教學：函數(shù)圖像問題，例如研究冪函數(shù)，指數(shù)函數(shù)，對數(shù)函數(shù)的圖像，對參數(shù)賦予不同的值就有不同的圖像；定值問題，例如三角形內(nèi)角和為180° ，不論其形狀如何變

12、化，結(jié)論始終保持不變；軌跡問題，如平面解析幾何中有關(guān)圓、橢圓、雙曲線、拋物線等的問題；空間圖形問題，如截面問題，立體圖的展開問題等；另外，對于一些比較復雜的圖形或較難畫出的圖形利用計算機作出來，也很有優(yōu)勢，例如，正、余弦函數(shù)的圖像，圓的漸開線，等速螺線等。而對于可用可不用或根本就不適合用的內(nèi)容，則沒有必要強加使用計算機。例如，一堂課只是需要書寫文字或公式，那就不如不用；又如初中講授尺規(guī)作圖時，如果用電腦演示則缺乏真實感，效果反而不好，倒不如教師在黑板上用直尺和圓規(guī)作圖印象深刻；再如，用動畫將一個容器中的液體倒入其它容器中探求兩幾何體的體積關(guān)系的方法，不如用實物演示直觀可信。 選好材料后，采用集

13、體備課的形式，由教學經(jīng)驗豐富的教師對教學內(nèi)容進行分析，再由計算機知識比較好的教師來進行課件的設計。課件的設計一定要符合數(shù)學原理，不要讓學生產(chǎn)生誤解。例如，在設計三角函數(shù)y=a·sin(w x+ j )的圖像變化規(guī)律的課件時，把周期改變之后，卻忘了把相應的j值也進行改變，導致平移位置不準確。盡量不要在課件中加入太多聲音，以免分散學生的注意力。事實上，有65%的學生認為在課件中偶爾用一、兩次聲音未嘗不可，但搞太多就沒有必要。對于動畫，在不同的年級可以有所不同。對于初中生，在課件中可以適當增加一些動畫，以增強趣味性，而對于高中生，則沒有必要搞得太多。例如，初一學生在回答：“數(shù)學教師在用電腦

14、上課時，有必要展示一些與本堂課內(nèi)容沒有太大關(guān)系，但是你認為很有趣的動畫嗎？”這個問題的時候，有26.2%的人認為“a很有必要”，有38.4%的人認為“b有必要”，兩者加起來已經(jīng)接近65%,而認為“c無所謂”的人占25%,認為“d沒必要”的只占9.9%，這也是符合初中生貪玩，追求新奇的心理特點；而高三學生回答上述問題的比例分別為23.6%,25.7%,30.6%,20.1%,前兩者加起來只有半數(shù)。有的教師喜歡在屏幕上給出一些鼓勵學生思考的話，或者學生回答問題之后在屏幕上給出一些贊揚的話，對于這些語言，只有19.2%的學生表示喜歡，而32.6%的學生認為更希望教師口頭鼓勵，更多的學生（41.4%）

15、則表示無所謂。筆者認為，教學中使用的鼓勵性語言，應該根據(jù)學生回答的實際情況，有針對性地靈活使用。2使用課件要注意控制節(jié)奏，重視學生的思考與參與 如果用電腦給出例題或習題的解答過程的話，必須注意要一步一步的給出來，而不應一下子給出全部答案，否則學生上課就會象看電影一樣，沒有足夠的時間思考。在回答“數(shù)學教師在講一個定理的證明過程或一道習題的解答過程的時候，我希望：”這個問題的時候，只有6.7%的人選擇“a教師通過電腦一次給出解答過程”，而有56.7%的人選擇“b教師通過電腦一步一步給出解答過程”，值得注意的是：有24.7%的人選擇“c教師在黑板上一步一步寫出解答”，可見有部分學生更喜歡老師的板書。

16、事實上，教師要把一個解答過程或證明過程輸入電腦的話，無疑增加了工作量，延長了課件的設計時間，這是不合算的，更為重要的是，學生的思路與教師事先想好的解答可能完全不同，用電腦無法處理這類“異?！鼻闆r。綜合眾多方面的原因，筆者認為，對于例題或習題的解答過程，在黑板上書寫就行了。另外，調(diào)查表明，有90%以上的學生要求教師提出一個問題之后，自己先思考一會兒，再由教師在電腦上或黑板上給出答案。例如講授二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖像時，在得到結(jié)論：“當a>0時，拋物線開口向上”之后，繼續(xù)向?qū)W生提問“當a<0時，拋物線的開口方向如何？”此時不急于把結(jié)果在電腦上顯示出來，而是先讓學生想一想再給出

17、答案，通過這種方式來引導學生積極地進行思考。最好能夠給學生參與的機會。有將近60%的學生表示如果數(shù)學教師想請一位同學上講臺用電腦演示一個實驗過程的時候愿意去操作。因此，教師可以考慮讓學生上臺進行簡單的操作過程，一方面可提高學生的參與意識，增強課堂學習的氣氛，另一方面也避免了教師上課只是一個勁的點鼠標，而缺少與學生的交流。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，有條件的學校都開設了電腦課，然而卻很少有學校能夠把電腦課和數(shù)學課結(jié)合起來上。可以考慮在上電腦課的同時，學習有關(guān)數(shù)學的軟件（例如幾何畫板），讓學生自己利用軟件來探索有關(guān)數(shù)學的知識，從而把多媒體輔助數(shù)學教學從目前的以演示型為主向互動型轉(zhuǎn)化，真正實現(xiàn)學生自己對知識的建構(gòu)。3、 提高課件的利用率。對于有條件的學校，可以將課件放到互聯(lián)網(wǎng)上供學生下載（或直接讓學生用軟盤拷貝回家），同時也可供其他教師借鑒。據(jù)初步調(diào)查，在大城市，大約有80%的學生家里擁有電腦，在回答“如果有可能的話，你愿意把教師講課用的課件拷貝回家再溫習一遍嗎？”這個問題的時候，有66.8%的學生表示“a非常愿意”，有9.2%的學生表示“b愿意，但我不懂電腦”，而只有16.8%的學生選“c我沒