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计算机辅助数学教学的分析研究
计算机辅助数学教学的分析研究
[摘要]计算机技术在数学教学中的优势是显而易见的,它能吸引学生的注意力,培养学生的数学思维能力。
但与此同时,计算机技术的引入又带来了一些问题。
例如,堆砌华而不实的课件制作技术,过于依赖计算机而忽视了教师自身的指导作用等。
这些问题都是由教师的技术或思想不到位引起的。
本文通过实例介绍了计算机技术在数学教学中的优势和存在的问题,并提出了一些合理的建议。
目的是要充分发挥计算机技术对数学教学的辅助作用,为数学教学提供帮助。
[关键字]计算机数学教学辅助分析
Analysisandresearchofcomputeraidedmathematicsteaching
AbstractTheadvantageofcomputertechnologyinmathematicsteachingisobvious.Itcanattracttheattentionofthestudentsandcultivatethestudents'abilityofthinkinginmathematics.Butatthesametime,theintroductionofcomputertechnologyhasbroughtsomeproblems.Forexample,makingtechnologyofstackingcourseware,relyingtoomuchoncomputersandignoringtheinstructingroleofteachersthemselves,etc.Theseproblemsareallcausedbydon’tputtingteachers'skillsorideasinplace.Thispaperintroducestheadvantagesandproblemsofcomputertechnologyinmathematicsteachingthroughanexample,andputsforwardsomereasonablesuggestions.Thepurposeistogivefullplaytotheauxiliaryroleofcomputertechnologyinmathematicsteaching,andtoprovidehelpfortheteachingofmathematics.
KeyWordsComputerMathematicaleducationAssistedAnalysis
目录
第1章绪论4
1.1研究意义和应用价值4
1.2研究现状4
1.3研究内容5
第2章计算机辅助教学的含义和特点6
2.1计算机辅助教学的含义6
2.2计算机辅助教学区别于传统教学技术手段的特点6
第3章计算机辅助数学教学的情况研究8
3.1计算机辅助教学在数学教学中的应用8
3.1.1计算机辅助教学在小学数学中的应用8
3.1.2计算机辅助教学在初中数学中的应用9
3.1.3计算机辅助教学在高中数学中的应用10
3.1.4计算机辅助教学在高等学校的运用11
3.2计算机辅助数学教学存在的问题17
3.2.1重视外表华丽,忽视数学本质17
3.2.2重视形象思维,忽视抽象思维18
3.2.3重视电脑媒体,忽视其他手段18
3.2.4重视计算机演示,忽视教师主导作用19
3.2.5重视课上学习,忽视课外辅导20
3.3建议20
结论22
第1章绪论
1.1研究意义和应用价值
计算机在数学教学中有较深的应用,但是,它的实际使用情况和教育者的期望还是有较大出入。
许多学校并没有充分发挥计算机数学软件的优势和潜力,甚至把放PPT当成计算机技术的投入,这是很狭义的计算机技术辅助教学。
教育者若能掌握并合理应用专业的数学软件,使用科学的教学方式,把握计算机辅助数学教学的有关原则,则有助于达到比传统教学模式对知识吸收、数学思维和数学逻辑能力的提升更有效的目的,使数学教学进入全新的模式。
在数学课堂应用计算机显示图像、文本,播放声音等方式辅助教学,可激发学习兴趣、创设教学情境、化静态为动态、变抽象为形象,让学习中的操作、观察、试验、猜想、发现、验证等过程变得具体而清晰。
由此,教学中错误的几率减少,大大提高数学教学效率。
研究计算机辅助数学教学的优势和特点,并为教职工作者提供意见做参考,可以极大地帮助到许多在岗教师和学生。
1.2研究现状
我国计算机辅助教学的研究是从70年代末开始的,随后学者们积极探索这个领域,进入90年代后,迅速发展的计算机互联网技术使计算机辅助教学进入新阶段[1];王茹整理了计算机辅助数学教学应该要遵循的基本原则,提出完美结合数学教学和计算机技术必须在加强技术学习的同时充分发挥教师的作用[2]。
邱晓丹等人介绍了计算机辅助教学手法在数学教学中的独特优势,并探讨了应用计算机技术的方法[3]。
杨秀晶发现了数学学科在课件制作、运用等方面存在一些不足之处,提出开展计算机辅助教学应该让实践变为理论下的实践,要把数学实验引入数学教学[4];石永福总结了数学信息化教育的几个主要方法,包括计算机辅助数学教学、计算机与计算数学的扩展、数学实验等内容[5]。
方芳结合自身经验阐述了引入计算机对教学的好处,提出了几点认识和建议[6]。
宁苗苗认为应适当选取计算机技术内容,同时和传统手段相结合,使计算机辅助教学达到增强启发性、交互性、针对性等效果[7];高守雷运用数学软件来辅助课堂教学并开设教学实验,提高了学生对数学学习的兴趣和上课的积极性,提高课堂效率[8];朱晓峰等人介绍了一款数学软件Mathematica的功能进行多媒体教学的案例,以实验、探索、发现为启发的教学模式,对提高课堂质量有效果[9]。
喻鹏将传统教学与Flash动漫设计辅助教学的实验进行对比,得出软件在辅、使用应合理的结论[10];袁文景主要分析了计算机给数学教学带来的好处、实际应用和存在的一些问题三个方面,同样认为计算机只是辅助教学,不能主次颠倒[11]。
李小朋整合了计算机辅助教学和数学课堂,提出了七点关于教学的启示[12]。
孙志红借助价值工程原理,对高等数学教学的软件的实践情况进行了剖析,探讨了数学软件的实施方法以及应用的价值[13]。
马慧龙等人探讨了计算机数学软件如何培养学生的思维和技能,并对解析几何的教学模式提出了建议[14]。
焦华通过对MATLAB解决概率论问题和微积分问题、用运筹学软件和LINGO解决线性规划问题,探讨了教学模式的变革[15]。
1.3研究内容
本文着重研究计算机辅助数学教学,从计算机辅助数学教学的优势、目前存在的问题两方面对数学教学进行分析,加以阐述说明,并通过教学示例进行实证研究。
按照以下思路构建全文,分为四部分,三章加结论:
第一章为绪论、第二章为理论基础、第三章为分析研究、最后为结论部分,其中三、四章是论文的核心内容。
第一章主要概述计算机辅助数学教学的研究意义和应用价值,简要概括了国内计算机辅助数学教学研究的发展现状。
第二部分为第二章,是文章的理论基础:
第二章介绍了计算机辅助教学的含义和特点。
第三部分是第三章,是文章的重点,引用实例分析了计算机辅助数学教学的优势三点,问题三点,并给出了三点建议。
第三部分是文章的结论部分,对本文的工作内容进行总结。
第2章计算机辅助教学的含义和特点
2.1计算机辅助教学的含义
计算机辅助教学(ComputerAidedInstruction,简称CAI)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。
CAI为学生提供了一个优良的个人化学习环境。
综合应用了多媒体、超文本、知识库、网络通信和人工智能等计算机技术,同时克服了传统教学方式上单一、片面的缺点。
它的使用可以有效地缩短学生学习时间、提高教学效率、提升教学质量,实现最优化的教学目标。
2.2计算机辅助教学区别于传统教学技术手段的特点
(一)重点突出,可见度高
教学内容中,有许多研究物体空间结构的问题,使用实物模型,虽然能反映物体的立体构造和运动情况,但对于一些结构较复杂的物体由于受模式大小限制,每个部分体积都较小,可见度低。
运用电脑三维绘图技术,能逼真地显示物体的立体构造,结合特写、放大的手段和用各种鲜艳的颜色区分,能配合教材内容,突出重点部分;配合文字解释、公式或定律等显示,能帮助学生形成思维,加深对研究对象的理解;运用动画的方法,能显示物体的运动和变化过程,在那些有关键性变化的地方,可以采用定格,分离出主要部分进行分析,也可以把变化过程分步慢放,配合对应的函数曲线、文字说明,深入细致地解释物体的运动和变化规律,使学生更透彻地理解和掌握所学知识。
而上述这些效果,用一般的实物模型是无法做到的。
(二)动图变字,灵活生动
通常的原理图、流程图、统计图、表格等,能清楚简洁地反映事物的各种特性和规律而得到广泛运用。
电脑不但很好地显示这样的图形,而且能把静态图文变成活动的对象。
如流水状的光点能显示变化的过程;图形部件的整块移动,能反映物体各部分的构成;色块的变化能归类、对比;解释文字闪烁、放大,或加入一些趣味性的动画图案,能引起人的注意等。
而对一些暂未讲到的次要的部分,能淡化或隐去,使讲课内容层次清晰,生动有趣,更好地突出教材要点。
(三)声图文并茂,操作简便
各种教学媒体都各有其长短,有时候,需要运用多种设备才能满足教学要求。
多种设备的运用,需要精心安排、调试和讲课配合起来,才能取得较好效果。
如一节课中要使用录音、录像、幻灯,老师频繁地忙于操作各种设备,必然会影响课堂的组织、讲课的连贯性,而且每上一次课都要把各种设备准备好。
所以,这种课不管设计得多好,也只能在示范课、公开课来上,平时是不可能推广运用的。
电脑的多媒体技术,能把各种设备的功能集于一身,其视频系统能方便地播放光盘影像,可把录像转换成文件存入电脑,随时调节器出来显示。
声频系统可录音放音,操作十分简便。
电脑演示幻灯,屏幕色彩华丽,变化多端,图文并茂,而一连串的操作只需每步按一次空格键而已,去掉了频繁换放幻灯片之苦。
虽然编写程序用时较多,但编好后,运用简捷非常,再复杂的课例,都可以推广运用。
(四)良好的交互性
电脑和其他媒体设备相比,一个最大的区别之处就是随意可编,满足用户各种各样的需要。
一方面,人可以随心所欲地操纵电脑,另一方面,电脑根据人的操纵指令作出相关的反应,甚至能对错误的指令作提示帮助,这就是所谓的交互性。
利用这一特性,把教学内容、习题等按一定的教学要求和学生的具体情况编程输入电脑,学生能各自上机学习,并根据个人的水平知识,选择适当的学习层次从而达到因材施教的目的。
第3章计算机辅助数学教学的情况研究
3.1计算机辅助教学在数学教学中的应用
3.1.1计算机辅助教学在小学数学中的应用
突破教学重难点,提高课堂教学效率。
在数学课堂教学时灵活、合理地使用了多媒体辅助课件进行辅助教学,一些教学重点、难点就迎刃而解了。
我们知道:
《圆的面积》一课把圆转化成长方形是推导圆面积公式的关键,而“化圆为方”是学生理解的难点,利用实物展示等传统教学方法总是不能很好地解决问题,而借助多媒体电脑展示一切难点都简单了。
①、把圆等份,拼成一个近似的平行四边形,再闪烁拼成的近似平行四边形的上边,突出弯曲感,强调是“近似”的平行四边形。
②、把圆等份,拼成一个近似的长方形,再闪烁拼成的近似长形的上边与前一条边比较,得出变直了一点。
③、把圆等份,拼成一个近似的长方形,再闪烁拼成的近似长形的上边与前一条边比较,得出越来越直,拼成图形更接近于长方形。
通过以上三个层次的演示,采用逐步逼近的方法,加上教师适时的引导,让学生通过媒体动画拼成程的演示发现分的份数越多,每份则越细,拼成的图形就越来越接近长方形。
在操作中实施转化,既向学生渗透极限思想,又发展了学生的空间观念。
这一动态直观的转化过程有效地降低了学生学习的难度。
例如下图中通过对平行四边形底边上的高的判断及利用底和高计算面积的题(如下图所示)中,可反应出在使用这样的教学之后,可看出学生在应用平行四四边形面积
判断下列各平巧四泣形底迫上的高是否正确,如果钱读画上正巧的高
高
底
高
底
高
底
高
底
平行四边形底边上的高的判断
公式前对平行四边形高的判断有了一个清晰的认识,而高的判断取决于平行四边形两条平行线之间的距离,在观看动画的过程中,可发现无论是从平行四边形的其中一个顶点剪高,还是从平行四边形的中间栽剪,其高的值都是固定不变的,这为后面判断两个同底等高H角形的面积、梯形面积的计算都起到一定的铺垫作用。
此外,学生在观看平行四边形转换到长方形的动画时,还可发现平行四边形边的性质及平行四边形与长方形的么间的联系和区别,这些都有效地提高学生对平行四边形和长方形这两组平面图形的辨析能力,增强并巩固了相关的基础知识。
3.1.2计算机辅助教学在初中数学中的应用
例:
已知:
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- 计算机辅助 数学 教学 分析研究