利用計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)教學(xué)情境優(yōu)秀獲獎(jiǎng)科研論文

利用計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)教學(xué)情境優(yōu)秀獲獎(jiǎng)科研論文隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，運(yùn)用多媒體教學(xué)已成為中小學(xué)教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì).怎樣利用計(jì)算機(jī)，使它更好地為教學(xué)服務(wù)也成了人們?nèi)找骊P(guān)注的問題.長(zhǎng)期以來教學(xué)實(shí)踐的探究與積累讓我們發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，首先要改變長(zhǎng)期以來學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)形成的一些“數(shù)學(xué)難學(xué)”、“厭惡數(shù)學(xué)”、“數(shù)學(xué)枯燥”等不良情感，培養(yǎng)學(xué)生“想學(xué)”、“樂學(xué)”等良性情感.然而培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)情感最為有效的途徑就是創(chuàng)設(shè)直觀新穎的數(shù)學(xué)情境.先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，特別是多媒體技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)的結(jié)合，為數(shù)學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)提供了前所未有的優(yōu)越條件，有利地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，也優(yōu)化了數(shù)學(xué)教學(xué).

一、數(shù)學(xué)情境的定義

所謂數(shù)學(xué)情境，是指用一定的方式組織起來的，能為認(rèn)識(shí)主體提供一定的數(shù)學(xué)信息，同時(shí)能使認(rèn)識(shí)主體產(chǎn)生一定的意識(shí)傾向和情感共鳴的一系列材料或活動(dòng).由于這些材料或活動(dòng)經(jīng)常表現(xiàn)為隱含著一個(gè)封閉的或開放的問題，因此，也可把數(shù)學(xué)情境叫做數(shù)學(xué)情境問題.數(shù)學(xué)情境是含有相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)思想方法的情境，同時(shí)也是數(shù)學(xué)知識(shí)產(chǎn)生的背景，它不僅能激發(fā)數(shù)學(xué)問題的提出，也能為數(shù)學(xué)問題的提出和解決提供相應(yīng)的信息和依據(jù).一般地，數(shù)學(xué)情境可用文字語言、符號(hào)語言以及圖象語言來表示.由于信息傳遞載體的不同，不同形式的數(shù)學(xué)情境往往具有不同的特點(diǎn).以符號(hào)語言表達(dá)的情境，具有可操作性；以文字語言表達(dá)的情境，能使人產(chǎn)生一種“身臨其境”的真實(shí)感；而以圖象語言表達(dá)的數(shù)學(xué)情境則具有直觀性和生動(dòng)性.

二、計(jì)算機(jī)創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)情境

計(jì)算機(jī)是數(shù)學(xué)情境設(shè)計(jì)的理想輔助工具，利用計(jì)算機(jī)創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)情境，可以用圖文并茂的表現(xiàn)方式，生動(dòng)地描述各種復(fù)雜抽象的數(shù)學(xué)對(duì)象關(guān)系，并配以色彩鮮艷的動(dòng)畫演示，形象逼真地模擬各種軌跡的形成過程，解決學(xué)生對(duì)抽象數(shù)學(xué)知識(shí)形成、發(fā)展過程感性認(rèn)識(shí)的不足.計(jì)算機(jī)能提供學(xué)習(xí)者動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)和友好的人機(jī)交互情境，數(shù)學(xué)教師利用多媒體創(chuàng)設(shè)情境，在一定意義上，能改正傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)中平淡機(jī)械、單調(diào)枯燥的缺點(diǎn)，為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)新的、仿真的、生動(dòng)的教學(xué)情境，讓學(xué)生在觀看課件演示的過程中不由自主的進(jìn)入學(xué)習(xí)，使學(xué)生在一種輕松、和諧的學(xué)習(xí)氣氛中掌握知識(shí)點(diǎn)，提高課堂教學(xué)的效率.

三、利用計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性

目前，數(shù)學(xué)情境創(chuàng)設(shè)主要存在以下兩個(gè)問題：創(chuàng)設(shè)情境方法單一，學(xué)生無法對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)形成感性認(rèn)識(shí)；創(chuàng)設(shè)情境理念陳舊，學(xué)習(xí)模式過于單一.實(shí)踐證明，計(jì)算機(jī)是進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)踐的天然伙伴，是數(shù)學(xué)情境設(shè)計(jì)的理想輔助工具.根據(jù)自身的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合教學(xué)中的案例，現(xiàn)分析如何利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的良好情感.

1.利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)直覺思維能力，消除學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的“懼學(xué)”情感

數(shù)學(xué)難學(xué)的原因之一就是抽象.形式化的數(shù)學(xué)知識(shí)是靜態(tài)的，常給人一種“冰冷”的外表，而它的內(nèi)涵具有更深刻的抽象性，這使數(shù)學(xué)知識(shí)難以觸摸，甚至“只可意會(huì)而不可言傳”.而計(jì)算機(jī)可以充分讓圖形說話，利用計(jì)算機(jī)精確、高速、智能化的優(yōu)勢(shì)做出某些具有共性的曲線族，發(fā)揮直觀的特點(diǎn)，變靜態(tài)有限為動(dòng)態(tài)無限，易于學(xué)生由直觀的數(shù)學(xué)感性認(rèn)知過渡到數(shù)學(xué)抽象的理性認(rèn)識(shí).概而言之，計(jì)算機(jī)的引入使抽象的數(shù)學(xué)概念形象化，從而獲得鮮明的直觀表象和深刻地理解概念的內(nèi)涵，最終消除長(zhǎng)久以來很多學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的懼怕心理，讓學(xué)生能輕松自如地遨游在數(shù)學(xué)的知識(shí)海洋中.

例如，在講“圓錐曲線”時(shí)，利用計(jì)算機(jī)軟件——flash能動(dòng)態(tài)地展示橢圓的形成過程，從而直觀地給出橢圓的定義；在講“橢圓的性質(zhì)”時(shí)，可以利用幾何畫板生成多個(gè)橢圓模型，算出各個(gè)橢圓的離心率，然后學(xué)生在比較中很容易得出一個(gè)“離心率越接近1，橢圓越扁；離心率越接近0，橢圓越圓”的結(jié)論.很顯然學(xué)生在圖形的對(duì)比和動(dòng)態(tài)的圖形中獲得了徹底的“數(shù)學(xué)透視”.

又如，在講“正弦、余弦函數(shù)的單調(diào)性”時(shí)，對(duì)于基礎(chǔ)不好的學(xué)生本來想象函數(shù)圖形就有一點(diǎn)困難，更不用說準(zhǔn)確分析出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.講授此課時(shí)，如果先用色彩豐富的波浪圖形吸引學(xué)生的注意力，然后用動(dòng)態(tài)的閃爍曲線強(qiáng)調(diào)出單調(diào)的區(qū)間，學(xué)生就很容易獲得直觀上的感受，不再覺得數(shù)學(xué)是看不見摸不著的東西.

2.利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，吸引學(xué)生的注意力，形成學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的“想學(xué)”、情感

當(dāng)代認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，學(xué)習(xí)過程是一種認(rèn)知過程，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)也不例外，而認(rèn)知過程是信息加工的過程.當(dāng)外部環(huán)境中的刺激作用于人的感覺器官之后，原始的感覺信息被儲(chǔ)存在“瞬時(shí)記憶”中，此時(shí)它只是作為信息加工的“原材料”，并不具備心理上的意義，只有受到大腦的“注意”才能進(jìn)入“短時(shí)記憶”之中，感覺信息才能得到“識(shí)別”，成為知覺信息.當(dāng)教師在講臺(tái)上講課時(shí)，讓學(xué)生回答問題，而碰到學(xué)生連題目都不知道的情況也是屢見不鮮的事，這多半是由學(xué)生注意力不集中造成的，教師講授的內(nèi)容沒引起學(xué)生大腦的“注意”，讓談不上學(xué)生思考了.

在教學(xué)中，要提高課堂效率，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，首先要有效地吸引學(xué)生的注意力，而多媒體就是很好的輔助工具，它仿佛給數(shù)學(xué)教學(xué)插上了一對(duì)翅膀.它可以改變以往教師講，黑板板書，學(xué)生練習(xí)，教師點(diǎn)評(píng)的單一、枯燥的教學(xué)過程，而是多方位地給學(xué)生造成新奇感，使學(xué)生的“有意注意”和“無意注意”大大地加強(qiáng)，課堂所學(xué)印象深刻，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容很好地進(jìn)入“短時(shí)記憶”而不易被遺忘.

例如，在講“正弦函數(shù)的對(duì)稱性”時(shí)，如果只是以口述的形式傳授給學(xué)生，學(xué)生是較難理解的.如果運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，將旋轉(zhuǎn)的過程分解、細(xì)化，讓學(xué)生看到整個(gè)旋轉(zhuǎn)的過程，學(xué)生的目光很快就被絢麗的圖形演示吸引過來，一遍沒看清楚還要求再演示一次.這樣以來，學(xué)生對(duì)中心對(duì)稱的記憶將會(huì)深刻很多，而且今后遇到關(guān)于原點(diǎn)中心對(duì)稱的情況時(shí)也能聯(lián)想出整個(gè)過程.

有了動(dòng)態(tài)、形象的演示，學(xué)生自然不會(huì)覺得數(shù)學(xué)只是枯燥、抽象的學(xué)科.學(xué)生被這些演示過程所吸引，注意力就能集中到課堂上聽老師的分析，再通過圖象的渲染，進(jìn)而加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的記憶.

3.利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，激發(fā)創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的“好學(xué)”情感

計(jì)算機(jī)技術(shù)能使一些數(shù)學(xué)關(guān)系可視化，并能展現(xiàn)出數(shù)學(xué)關(guān)系的變化過程.學(xué)生有任何的想法都可以付諸于行動(dòng)，并快速得到驗(yàn)證.這種邊學(xué)邊操作邊思考的情境，為激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維提供了有利條件.

例如，在講“三角函數(shù)的圖象變換”時(shí)，可以通過幾何畫板生動(dòng)地演示出三角函數(shù)圖象的相位、周期、振幅變化的全過程.課堂上，學(xué)生通過自己的操作，將A值變一變就發(fā)現(xiàn)正余弦函數(shù)圖象的“高度”發(fā)生了變化；將值變一變又發(fā)現(xiàn)圖象發(fā)生了平移；將ω值變一變就有同學(xué)發(fā)現(xiàn)正余切函數(shù)的定義域都發(fā)生了變化.通過自己的體驗(yàn)再讓他們概括規(guī)律時(shí)，學(xué)生能各抒己見，舉一反三，在教師的引導(dǎo)下，結(jié)合自己所想、所見，進(jìn)而分析出定義域、單調(diào)性等的變化規(guī)律.這些東西雖然站在教師的角度并不算創(chuàng)新，但是對(duì)于初次研究這些圖象的學(xué)生來說，能推敲出這些規(guī)律，思維的創(chuàng)造性不可否認(rèn)的得到了促進(jìn).

總之，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)情境的優(yōu)越性，能讓學(xué)生在豐富多彩的數(shù)學(xué)情境中獲得數(shù)學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維的創(chuàng)造性，最終提高