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淺談多媒體技術在數(shù)學教學中的應用
摘 要：論述了多媒體技術在數(shù)學教學中的作用，多媒體輔助數(shù)學教學的原則，以及如何將多媒體技術與傳統(tǒng)教學有機融合，以提高數(shù)學教學質量。關鍵詞：多媒體技術；數(shù)學教學；應用21世紀，知識經(jīng)濟初見端倪，信息技術突飛猛進，以多媒體技術和網(wǎng)絡技術為核心的信息技術，正在以排山倒海之勢，沖擊著整個教育，不僅是教學方法與手段的變革，它對教育觀念、教育思想、教育內容、教育理論及教育模式都將引起更深層次的變革，信息技術與學科整合成了教學改革的一個突破口。一方面，我國基礎教育正經(jīng)歷一次深刻的大變革，以《基礎教育課程改革綱要（試行）》為指導，全面推進素質教育的中小學課程改革正在全國范圍內展開。這是一場基于知識經(jīng)濟的教育創(chuàng)新，一場基于現(xiàn)代信息技術的學習大革命。另一方面，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對基礎教育的重視，經(jīng)費投入的增加，在不遠的將來，信息技術將更廣泛地改善中小學的教學環(huán)境，多媒體計算機、大屏幕投影設備和網(wǎng)絡將進入每一間課室。這樣，如何適應教育環(huán)境的這種深刻變化，如何最有效地使用信息技術提高教學質量，研究信息技術與學科教學的整合問題，就成為廣大教育工作者一個迫切需要研究的問題。一、多媒體技術在數(shù)學教學中的作用計算機最初的發(fā)展是與數(shù)學密切聯(lián)系的，直到現(xiàn)在，計算機與數(shù)學還存在著特殊的關系。計算機是數(shù)學的創(chuàng)造物，又是數(shù)學的創(chuàng)造者。1985年曾在法國的斯特拉斯堡專門召開國際討論會，研究計算機多媒體對數(shù)學和數(shù)學教育的影響。利用計算機屏幕演示可及時處理數(shù)學教學中的大量數(shù)據(jù)和圖像，能展看一些連續(xù)變化的教學過程，形成鮮明逼真的動態(tài)效果，使抽象的理論按其本來面目完整地表露在學生面前，幫助學生形成抽象概念。計算機不僅可以為數(shù)學概念、定理、性質提供足夠的范例，幫助學生從不同的角度理解抽象概念的內涵與外延，其圖形功能也有利于培養(yǎng)他們的空間想象力。利用計算機輔助數(shù)學教學不但有助于提高學生抽象分析、想象及創(chuàng)造思維能力，而且還有利于使他們獲得系統(tǒng)理解和取得完整觀點的能力。傳統(tǒng)的數(shù)學作為一種形式體系，強調推廣、證明、抽象等一系列演繹推理方式。隨著計算機提供新的符號計算方法，數(shù)學的實驗方面日益顯示出重要性。當前數(shù)學的研究與計算已越來越依賴于數(shù)學軟件如幾何畫板、Mathematica，Matlab等，而其他自然科學中涉及到的數(shù)學問題的解決，更是離不開這些數(shù)學軟件。通過計算機提供數(shù)據(jù)，做出圖像或動態(tài)表現(xiàn)，使學生有了更多的觀察、探索、試驗與模擬的機會，從而可以形成頓悟與直覺，做出預測，還可以通過檢驗假設證明自己的猜想，獲得技能，取得經(jīng)驗。傳統(tǒng)的數(shù)學強調存在性、唯一性等理論證明，由于計算機提供了高速運算工具，又給數(shù)學提出了可計算性與可實現(xiàn)性的新問題，因而數(shù)學成了一門新的實驗科學。拓撲學中著名的地圖四色問題的計算機證明就是一個例子�！皩嶒灐笔菙�(shù)學的一個必要卻易被忽略的部分，計算機與數(shù)學的結合為數(shù)學的證明注入了活力。隨著計算機多媒體技術的發(fā)展，軟件的編制也越來越容易，利用數(shù)學教學軟件輔助教學不僅可激發(fā)學生的數(shù)學能動性，拓廣知識的廣度和深度，也為學生提供了各種生動的數(shù)據(jù)結構、模型，以反映數(shù)學對象與過程的具體現(xiàn)象，使學生通過自主的行為模式，形成有關數(shù)學觀念與結構的智力形象，從而增強數(shù)學思維能力。二、多媒體輔助數(shù)學教學的原則借助于多媒體技術，數(shù)學學科大概是最困難的。不像英語、生物、地理等學科的教學軟件可以做得圖文并茂、有聲有色。因為數(shù)學需要進行思維訓練，不僅依靠課件表面的生動難于激發(fā)學生持久的學習熱情，而且也難于達到數(shù)學教學的目的。研究多媒體輔助數(shù)學教學的原則，考慮在多媒體輔助下什么是理想的數(shù)學教學。1．啟發(fā)性原則數(shù)學科學的最大特點是集嚴密性、邏輯性、應用性于一身，而這也正是數(shù)學被公認為“難”的地方，因此多媒體輔助教學應力求促進學生對抽象的數(shù)學概念和嚴謹?shù)臄?shù)學證明的有效認知。使用多媒體技術不能追求表面的生動、界面的漂亮，而應注重啟發(fā)性，讓學生有思考的欲望。有些內容過去單憑教師的“說”，學生不好理解，現(xiàn)在多媒體能幫助教師“說話”，抽象和直觀有機結合起來，情況就大不相同了。當前市面上出售的數(shù)學教學軟件就缺乏啟發(fā)性。所謂講解就是在屏幕上顯示出有關的概念、定理、公式，不談他們的來源和用場，不談知識的內在聯(lián)系和發(fā)展，更不談最值得領悟的數(shù)學思想和方法。所謂練習就是在屏幕上顯示出答案，有的甚至連必要的過程都沒有，對于判斷選擇題或一類簡單的填空題，計算機倒是有些交互功能，但反饋信息卻談不上任何啟發(fā)性。啟發(fā)性是數(shù)學教學的靈魂，現(xiàn)在則需要考慮如何在多媒體輔技術的支持下設計出比傳統(tǒng)教學更富于啟發(fā)性的教學。2．針對性原則在傳統(tǒng)課堂教學中教師只能用統(tǒng)一的節(jié)奏，同樣的策略，面對全班學生，更多地只能考慮共性，難于照顧個性。而每個學生原有的基礎知識與經(jīng)驗不同、思維有快有慢，教師在課堂上不可能做到針對每一個學生。多媒體輔助教學情況有了一些變化，學生一人一機利用教學軟件學習，他們可以利用鍵盤或鼠標控制學習節(jié)奏，還能通過菜單選擇他們需要的內容或幫助信息，這在一定程度上增強了教學的針對性。多媒體輔助教學要有針對性，就要設想電腦在和學生面對面地交談，學生看到電腦的每一屏他可能怎么想，下一步屏幕上又該顯示怎樣的具有啟發(fā)性的文字或圖像。實現(xiàn)真正意義上的分層教學和個性化教學。3．主體性原則學生是認知活動的主體，是知識意義的主動建構者。傳統(tǒng)教學強調學生為主體，而現(xiàn)實依然是教師講，學生聽，學生處在一種被動的地位。多媒體輔助教學可以改變學生獲得數(shù)學知識的方式，借助多媒體技術，創(chuàng)設數(shù)學學習情境，讓學生參與到數(shù)學的活動中，甚至是自做課件，可以更好地發(fā)揮他們的主動性，更好地促進認知。把多媒體技術作為一個認知數(shù)學的工具與環(huán)境，應能改善學生的數(shù)學活動，給學生的參與開辟更為廣闊的空間，以利于培養(yǎng)學生的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新能力，動手操作能力，集體協(xié)作能力，并能增強學生的興趣和自信心，使學生由原來被動聽講的接受者，轉變?yōu)橹鲃臃e極的參與者，成為學習的主體。三、多媒體技術與傳統(tǒng)教學的融合傳統(tǒng)教學培養(yǎng)了一代又一代人，尤其在培養(yǎng)“精英教育”上，實踐證明，這種教學是成功的。而在大眾教育階段，一方面入學比例提高，使得學生整體素質降低；另一方面課堂教學時數(shù)縮減，學生所學知識增加；這些眾多的因素均迫使我們借助多媒體優(yōu)化傳統(tǒng)教學。數(shù)學教學是數(shù)學活動的教學，多媒體技術為數(shù)學活動的展開提供了一個“活”的教與學的平臺，而且也使師生能夠在該平臺里動態(tài)地探索和研究數(shù)學問題。多媒體技術與傳統(tǒng)教學的融合，主要是數(shù)學軟件、數(shù)學課件等在教學中的運用。多媒體技術怎樣融入傳統(tǒng)教學中才會獲得更好的教學效果？1．充當電子黑板，提高教學效率數(shù)學理論性強，它是許多實際背景的高度抽象，邏輯推理十分嚴謹。對這些理論性強，思維難度大的內容，則宜采用傳統(tǒng)教學，多媒體技術不宜融入過多。比較難的定理只能用粉筆在黑板上一步一步的推理，才有利于師生思維同步。教師一句話能說明白的就不必用演示，需要訓練學生抽象思維能力的就不要馬上展示一個直觀的畫面，需要讓學生動手計算畫圖時就不要融入多媒體技術。對于有些信息量大、內容較多的章節(jié)，可利用多媒體的“電子黑板”功能。如把講課內容設計成模塊結構：概念產(chǎn)生的背景，內在聯(lián)系，實際應用，歸納總結等制作成“電子教案”，并在某些模塊中通過超級鏈接播放一些教材上沒有的內容，開闊學生的眼界，擴大學生的知識面。這樣不僅省去了課堂上板書的時間，而且增加了教學信息量，使課堂教學更加緊湊和有效。2．模擬仿真形象，化結果為過程數(shù)學軟件如mathematica，matlab等，功能非常強大，基本上可以完成從小學到大學所有的數(shù)學問題。數(shù)學軟件給數(shù)學形象化提高了有力工具。例如傳統(tǒng)教學說不清、道不明的概念，借助多媒體動態(tài)仿真形象能幫助學生度過這一難關。又如數(shù)學中有大量的空間圖形，傳統(tǒng)教學中臨時畫圖就比較難以處理。若圖畫的太少，則可能看不出問題的實質；若畫的太多，不僅時間不允許，而且會使學生不耐煩，影響學生的思維；若事先在小黑板上畫好，則無法引導學生探索結論的形成過程。而在計算機上用可以輕易的解決這個問題。而利用計算機上數(shù)學軟件我們只需一兩分鐘就能畫出動態(tài)仿真的圖形：動態(tài)的三維坐標、特殊的二次曲面、空間中的立體等。還可以用畫面反復閃爍引起學生的注意，運用隱去一部分不相關的內容來突出主體內容，用畫面的迭加和分解來揭示某個結論形成的過程，過去許多用口頭用語言難以講清楚的概念，現(xiàn)在一看圖形就完全明白了。3．模擬數(shù)學實驗，體驗數(shù)學發(fā)現(xiàn)對于某些數(shù)學問題的探究，可以模擬數(shù)學實驗。傳統(tǒng)的研究或學習數(shù)學的方法大多數(shù)是沿著“定義——假設——定理——證明——推論”的道路進行的。模擬數(shù)學實驗則采用：教師提出問題和思路、學生上機實驗仿真和模擬、教師小結和講評等步驟。學生在教師指導下，參與解決理論和實際問題的全過程，通過自己動手選擇方法、借助數(shù)學軟件、計算結果、檢驗結果、發(fā)現(xiàn)問題、尋找原因等環(huán)節(jié)，來體會數(shù)學分析是一種解決問題的重要工具。這是一種全新的學習數(shù)學的方法，充分發(fā)揮學生的主觀能動性和創(chuàng)造力。模擬數(shù)學實驗一方面培養(yǎng)學生將實際問題轉化為數(shù)學問題即數(shù)學建模的能力；另一方面，也是最主要的，就是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和應用計算機進行科學計算的能力，包括數(shù)值計算、符號演變以及機器證明等，要求能給出圖形或數(shù)據(jù)結果。模擬數(shù)學實驗可以讓學生換個角度來學習數(shù)學，以學生動手為主，使學生以更直觀、更真切的方式感受課堂上聽起來枯燥玄妙的數(shù)學理論和數(shù)學原理，對實驗內容有更好的理解和掌握，是加強實踐性的一個重要環(huán)節(jié)。通過近幾年的教學實踐表明，把多媒體技術適當、適度地融入數(shù)學教學中，可以優(yōu)化教學方式，提高學生的學習興趣，加深對概念的理解，提高教學效率，節(jié)省教學時間。這是順應科技發(fā)展潮流的必由之路。參考文獻[1]袁智強.關于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淺論數(shù)字是數(shù)學教育的底架
數(shù)學活動中幼兒思維能力的培養(yǎng)
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