关于计算机辅助中学数学教学的问题及其解决，本文主要内容关键词为：数学教学论文,中学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
随着信息技术的发展，广大中学数学教师越来越重视应用计算机辅助教学，他们充分发挥信息技术的优势，把教学信息以丰富、生动的多媒体形式表达出来，改变课堂教学形式单一、直观性差的缺陷，成为教师教学和学生学习的有力助手，促进了学校的素质教育[1].但CAI是一种新事物，从目前的CAI在数学教学中的应用来看良莠不齐，需要在现代教学理论的指导下结合教学实践认真探讨.下面仅就目前计算机辅助中学数学教学存在的问题谈谈几点思考，并提出一些解决问题的建议.
1.问题与思考
1.1 如何认识计算机技术和教师的作用
我国中学开展CAI还处于初期阶段，对于数学教学来说，沿用多年的传统教学思想根深蒂固，一些陈旧的教育观念的转变需要一个过程，一些过时的教学手段、教学方法的更新需要一个熟悉掌握阶段.正是这种情况，如何认识计算机技术和教师的作用，如何评价计算机辅助教学和传统教学，存在着2种极端的意见.一种是过分夸大计算机技术和CAI的作用，片面强调“只要多媒体计算机一旦在课堂上摆出来，奇迹就会出现”，或把是否使用计算机辅助课堂教学作为评比“好课”的条件.另一种是认为传统教学培养了一代又一代人，实践证明这种教学是成功的，他们对开展CAI持消极态度，对新技术应用有“漠视”或“麻木”思想，甚至抵触.所以，目前中学开展计算机辅助数学教学存在着这样的事实：计算机技术对数学教育的影响不大，计算机教育与数学教育严重脱节，广大教师和计算机之间仍存在着难以跨越的鸿沟，绝大多数数学课依旧是“粉笔+黑板”的传统教学模式.
上面2种意见都是片面的，他们把计算机技术与数学教师的作用对立起来.事实上，一方面教育需要技术，信息时代的数学教育需要计算机技术，但是，任何先进的技术都不能代替教师.至于计算机辅助教学与传统教学，也不是非此即彼，而应该是取长补短、优势互补.计算机技术进入数学课堂是需要一个过程的，这个过程就是数学教师走进教育技术，发现和挖掘计算机技术在数学教学的潜力的过程.计算机技术进入数学教育必须考虑数学教育的学科特点，满足数学教育的特殊要求.“几何画板”、“几何专家”、“Z+Z智能教育平台”等一类多媒体软件的引入使我们认识到计算机的确在数学教育中存在深藏的潜力，但把潜力转化为胜过传统教学的优势还有待于教师的挖掘，需要教师在这些教育软件平台上把计算机的数字技术、按钮技术、窗口菜单技术等多种技术与数学的概念教学、解题教学等要求相结合并应用于数学教学过程.现代的教育观念、学科教学的经验能够使信息技术在数学教学中发挥特殊的功能.理想的教学应该是把教师与计算机的优势同时发挥出来，把计算机辅助教学与传统教学完美地结合在一起.
1.2 广大中学教师面对计算机技术的困惑
近年来，尽管许多中学教师通过自学或参加计算机短期培训，计算机水平有了很大的提高，有的甚至达到中级水平.但面对计算机技术飞速发展的时代，广大非计算机专业的数学教师感到比较困惑的问题是对计算机技术要掌握到什么程度，是否一定要精通计算机技术才能搞好计算机辅助中学数学教学.这个问题对于还没有或刚起步开展计算机辅助教学的教师更为普遍.我们认为，进行计算机辅助教学，只需学会使用计算机就行了，不一定需要“精通”电脑.搞好CAI的基本条件是：熟悉数学学科的教学规律，了解教学的需要，认真研究教材，研究教学对象，研究教学过程，钻研教学.因此，只要能熟练地掌握计算机的基本操作，选择好适合数学学科的软件平台，就可以把计算机辅助教学进行得有声有色.
在数学教学中开展CAI，还有一个困惑广大数学教师的问题是：课件的开发问题及CAI课件的选择问题.现阶段，“教师要不要自己做课件，或选择什么样的软件来开发课件，做怎样的课件”的话题，在广大中学教师中引起强烈的关注.实践证明，学会制作课件对提高教师自身素质和教学质量是大有好处的，广大教师应积极参与，新大纲指出：“要提倡教师自制教具，自己设计教学课件，努力提高教学质量和教学效益.”“课件”融入了教师本人对教材的理解、处理及对教学对象的适应，体现了教师的教学思想、教学方法，广大教师应按照新大纲的要求，学会自己做课件，不可能完全依赖现成的课件.另外，根据教学需要，教师也可以自己利用积件组成新的课件.
要自己做课件就要选择好的软件平台，根据数学学科的特点，由全国中小学计算机教育研究中心推荐的“几何画板”就是一个很适合中学数学教师制作课件的软件平台.它具有功能强大、操作简单、价格便宜、学习容易等特点.如能把“几何画板”与Powerpoint结合起来，制作的课件效果会更好.目前，比较适合中学数学教师制作课件的软件平台还有张景中院士开发的“Z+Z智能教育平台”软件等.
制作课件的软件平台选定后，要制作出什么样的课件呢？我们认为，中学数学的课件制作要注意经济、实用、简单、明了，不必追求华丽.计算机辅助数学教学不是计算机功能展示课，是数学课，能解决问题，满足需要就行.
1.3 课件的不足
在开展计算机辅助数学教学过程中，广大中学数学教师都能体会到：先进的计算机技术可以给数学课堂教学注入活力，可以为抽象的问题提供直观的背景，使复杂的“数”通过“形”来表示，为数学活动提供探索的平台，为建构观的数学教学提供技术支持.但是，数学学科有它自身的特点，脱离数学课堂教学的特点而滥用计算机技术，其教学效果很可能适得其反，这正是一些发达国家教育经多年的实践得出的一个教训.目前，在制作、运用课件方面存在下面的不足：
（1）贪求多媒体的形式多样华丽，而不顾及教学效果.多媒体电脑能够把声音、图像和文字有机结合在一起，形成一体化的教材，这是传统教学所无法比拟的.但是作为辅助中学数学这一特定学科教学的电脑软件，在辅助课堂教学时，如果过多地追求多媒体功能，不仅不能增强教学效果，反而干扰了学生的正常思维.因此，作为辅助数学教学的课件，应把解决数学教学中的问题放在第一位，追求课件的内在作用，而不是外在的所谓“美”.
（2）重视演示现象，传授知识，忽视揭示过程，培养能力.大部分课件均以文字、图形、音像、动画等组成，设计了“复习旧知识”、“引入新课”、“教学过程”、“巩固练习”、“小结”、“作业”等教学环节，授课教师只需按既定的步骤一步步展示讲解就可以.如中学数学中的一些定理证明、公式推导、作图等，这些内容制成多媒体课件用于课堂教学，对于学生来说，只见步骤，不见过程，学生看到的是电脑显示，没有看到教师的整个操作过程.这样的课件重视演示现象，忽视揭示知识的形成、发展及分析问题、解决问题的过程，仍然是重“教”而忽略了“导”和学生的“学”；这不利于培养学生的分析问题、解决问题的能力，更不利于培养学生动手能力、实验操作能力.一个好的课件不仅应能展示现象，而且又能揭示过程，这样才能启发学生的求知欲望和探究精神.
（3）重视演示内容，忽视师生之间的交流.计算机技术的发展，教学关系已不是传统教学中考虑的“教材、学生、教师”3者的关系，而是要充分考虑计算机技术的影响，教师的教学设计需要正确处理“教材、学生、计算机技术及教师”4者的关系.如果把教学活动中的“师生”关系转变为“人机”关系，那是错误的.从我们了解的情况来看，不少教师就这么想：有了先进的电脑技术，上课最容易不过，做好一个课件（甚至可以买现成的），课前无须作任何认真的准备就可以轻松走向讲台，打开电脑，动动鼠标，敲敲键盘，演示教学内容并讲解，甚至可以不讲，使课堂教学由“人灌”变成“机灌”，教师就像一个解说员或操作员一样.这样的课件着重内容演示，把传统教学手段排斥在外，缺少课堂教学的精髓——师生的情感交流.忽略了教师的主导地位，忽视了讲台上教师的一言一行、一举一动对学生的启发、诱导的积极作用，是计算机技术的“坏的应用”，不利于学生创造性思维的培养，也不利于教师创造性工作.
教学过程是一个十分复杂、细腻的过程，教师在课堂上一个手势、一个微笑，师生对话，以及教师板书，解题演算过程的规范表达等，对增强教学效果有着不容忽视的作用.在课堂教学中，计算机永远不能替代教师.计算机辅助教学应体现在“辅助”上.制作的课件，在课堂上使用一般只能是几分钟或是十几分钟，有时也不一定要连续地使用，只在需要的时候才使用，能用黑板或其它教具讲清楚的问题，不一定要去搬弄计算机.计算机不是用得越多越好.而是用得恰到好处.
（4）重视教师的如何“教”，忽视学生的如何“学”.教师制作的课件都是课内教师专用的，只是设计教师的如何“教”，用电脑来帮助教师讲清用黑板或其它教具不能讲清楚问题的教学模式占多数，很少用电脑帮助学生“学”，即课外学生使用的少.有的课件的教学目的、内容、习题采用“一刀切”，看起来似乎很“完美”，其实存在着无法扩充、交互性差、共享性差及通用性差的缺点.教学课件如何才能既重视教师如何“教”，又重视学生如何“学”，做到课内课外对不同的学生都有用，这是教师们制作课件时值得考虑的问题.
1.4 计算机技术辅助数学教学呼唤高素质的教师
目前有部分中学教师认为中学开展计算机辅助教学存在的主要问题是学校的硬件设备及教师掌握计算机技术.只要这2个问题解决好了，就可以把计算机辅助教学搞好，这是片面的.要把计算机辅助教学搞好，诚然，学校的硬件设备和教师掌握计算机技术是重要的（必要条件），但这不是决定因素，决定因素是人，是教学第一线的教师.一些计算机辅助教学开展较好的地区和学校的实践表明，在把计算机技术引入数学教学的过程中，教师首先关注的是计算机技术问题，对学习计算机技术表现出极大的热情，但很快就把关注的焦点转移到数学教育上.原因是使用同样的软件，可能会产生不同的效果.在这里，教师的数学修养、教学经验、教育理论水平起着重要的作用.不同的数学教师会有不同的创意和教学设计，计算机技术与教师的素质比较起来，教师的素质显然更重要.同时，在影响教学效果的多种因素中，教师对学生的热爱、高度的责任感、良好的师生关系又是任何先进的计算机技术无法代替的.如何把计算机技术有机地融合到课堂教学中来要全靠数学教师本身.另一方面，学生通过计算机技术获得知识的途径远比过去广泛，教师也将面临更多的挑战，这就需要教师有广博的知识，对本专业有更深的功底，以及教育科研意识和不断创新精神[2].
2.建议与反思
针对上面存在的问题，对计算机技术辅助中学数学教学提出几点建议：
（1）使“计算机辅助中学数学教学”的实践成为理论指导下的实践.没有实践的理论是空洞的理论，没有先进的教育理论指导的“计算机辅助中学数学教学”的实践是盲目的实践.“建构主义”是继“行为主义”、“认知主义”学习理论之后的一种全新的学习理论.建构主义理论的核心是“知识不是被动接受的，而是认知主体积极建构的”.建构主义以这种新的观点，对数学知识的性质、学习的性质、学生的性质等方面展开基本看法.建构主义理论为数学教师更新观念带来了清新空气，提供了看待教与学的全新角度.故广大中学数学教师应认真学习“建构主义”理论，更新观念，把“建构主义”理论作为“计算机辅助中学数学教学”这个实践的主要指导性理论之一.
（2）教师在运用计算机技术辅助数学课堂教学时必须注意以下几方面：
①以“教学面向现代化”为指导思想，积极接受并运用现代教育技术.教师在学习计算机技术的同时，首先要认真研究教材，研究教学对象，研究教学过程，钻研教学.充分调动学生主动参与探索，培养学生的创新精神.
②使用计算机技术辅助教学时，应该立足“以人为本”的原则，把学生放在主体地位上，改变以教师讲解为主，学生被动接受的“应试教学”，着重于学生分析问题、解决问题能力的培养，让计算机辅助教学在“素质教育”发挥重要作用.
③课件制作要结合教学内容实际，结合数学学科特点和学生心理特点，以有利于教师的教学和学生的学习为准则，充分运用计算机技术的优势，创造教学情境，将化抽象为直观，化静态为动态，化繁为简，化难为易，使教师从大量的解释、说明中解脱出来，着重引导学生把注意力集中在过程及应予突出的重点上.
④教学课件必须具备良好的可扩充性、开放性、兼容性和共享性.
（3）把数学实验引入数学教学.数学实验就是把表现一个数学问题的各种元素构建成一个问题的“情境”.在这个情境下，由教师和学生对各元素进行有控制的操作，通过各种情境的变换去发现问题，去验证结论，发现新结论.事实上，《几何画板》已经提供了一个十分理想的“数学实验室”.有了《几何画板》，就可以为教师和学生提供演示和学生自己动手做几何实验的可能性.传统教学中学生一般是从教师那里被动地接受事实，而《几何画板》给学生提供了更多的动手机会，学生以研究者的身份学习数学，突出学生的主体地位，使学生由“听数学”转为“做数学”，从被动地学习变为主动地发现.所以有条件的学校应尽可能创建数学实验室，让更多的学生接触《几何画板》，更充分地发挥计算机技术的作用.
（4）目前，在我国大力倡导教师教育的新理念.教师教育的基石和精髓是终身教育理念.它极大地强调教师终身学习的必要性，极大地突出了在职教师培训的重要性.所以广大教师要适应当前教育改革的需要，要学会终身学习.积极参加各种类型的培训，不断学习，不断更新知识结构，提高数学教育和计算机技术能力，提高数学专业素养.另一方面，计算机技术辅助数学教学，纸上谈兵不行，重要的是积极开展实践，实践出真知.如成立“CAI课题组”，“专题研究协作组”，开设观摩课，召开研讨会，交流论文，评比课件等，这些活动，对于促进CAI的开展，提高教师的综合素质将会起到很好的推动作用.
在师范院校数学系加强现代教育技术的教学，开设“计算机辅助教学”选修课，让数学系的学生在学校期间能系统学习CAI的理论及《几何画板》，这对于即将走上中学数学教学岗位的学生是很重要的，是为了适应21世纪人才的需要，广东教育学院数学系从2001年开始已经在毕业班开设“计算机辅助教学”选修课，受到普遍欢迎.这些毕业生正在全省各地的计算机辅助数学教学活动起着骨干与带头作用.
上面我们提出的几点思考及建议，是为了更有效地使用计算机辅助中学数学教学.目前计算机辅助教学在我国许多地方才是起步阶段[3-5]，有许多理论和实践问题需要不断探索，对可能出现的问题多加研究，使CAI少走弯路，沿着健康方向发展.
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