淺談多媒體技術在數學教學中的應用

摘 要：論述了多媒體技術在數學教學中的作用，多媒體輔助數學教學的原則，以及如何將多媒體技術與傳統教學有機融合，以提高數學教學質量。關鍵詞：多媒體技術；數學教學；應用21世紀，知識經濟初見端倪，資訊技術突飛猛進，以多媒體技術和網絡技術爲核心的資訊技術，正在以排山倒海之勢，衝擊着整個教育，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，資訊技術與學科整合成了教學改革的一個突破口。一方面，我國基礎教育正經歷一次深刻的大變革，以《基礎教育課程改革綱要（試行）》爲指導，全面推進素質教育的中小學課程改革正在全國範圍內展開。這是一場基於知識經濟的教育創新，一場基於現代資訊技術的學習大革命。另一方面，隨着我國經濟的飛速發展，對基礎教育的重視，經費投入的增加，在不遠的將來，資訊技術將更廣泛地改善中小學的教學環境，多媒體計算機、大屏幕投影設備和網絡將進入每一間課室。這樣，如何適應教育環境的這種深刻變化，如何最有效地使用資訊技術提高教學質量，研究資訊技術與學科教學的整合問題，就成爲廣大教育工作者一個迫切需要研究的問題。一、多媒體技術在數學教學中的作用計算機最初的發展是與數學密切聯繫的，直到現在，計算機與數學還存在着特殊的關係。計算機是數學的創造物，又是數學的創造者。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學和數學教育的影響。利用計算機屏幕演示可及時處理數學教學中的大量數據和圖像，能展看一些連續變化的教學過程，形成鮮明逼真的動態效果，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。計算機不僅可以爲數學概念、定理、性質提供足夠的範例，幫助學生從不同的角度理解抽象概念的內涵與外延，其圖形功能也有利於培養他們的空間想象力。利用計算機輔助數學教學不但有助於提高學生抽象分析、想象及創造思維能力，而且還有利於使他們獲得系統理解和取得完整觀點的能力。傳統的數學作爲一種形式體系，強調推廣、證明、抽象等一系列演繹推理方式。隨着計算機提供新的符號計算方法，數學的實驗方面日益顯示出重要性。當前數學的研究與計算已越來越依賴於數學軟件如幾何畫板、Mathematica，Matlab等，而其他自然科學中涉及到的數學問題的解決，更是離不開這些數學軟件。透過計算機提供數據，做出圖像或動態表現，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，還可以透過檢驗假設證明自己的猜想，獲得技能，取得經驗。傳統的數學強調存在性、唯一性等理論證明，由於計算機提供了高速運算工具，又給數學提出了可計算性與可實現性的新問題，因而數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。“實驗”是數學的一個必要卻易被忽略的部分，計算機與數學的結合爲數學的.證明注入了活力。隨着計算機多媒體技術的發展，軟件的編制也越來越容易，利用數學教學軟件輔助教學不僅可激發學生的數學能動性，拓廣知識的廣度和深度，也爲學生提供了各種生動的數據結構、模型，以反映數學對象與過程的具體現象，使學生透過自主的行爲模式，形成有關數學觀念與結構的智力形象，從而增強數學思維能力。二、多媒體輔助數學教學的原則藉助於多媒體技術，數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並茂、有聲有色。因爲數學需要進行思維訓練，不僅依靠課件表面的生動難於激發學生持久的學習熱情，而且也難於達到數學教學的目的。研究多媒體輔助數學教學的原則，考慮在多媒體輔助下什麼是理想的數學教學。1．啓發性原則數學科學的最大特點是集嚴密性、邏輯性、應用性於一身，而這也正是數學被公認爲“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學概念和嚴謹的數學證明的有效認知。使用多媒體技術不能追求表面的生動、介面的漂亮，而應注重啓發性，讓學生有思考的慾望。有些內容過去單憑教師的“說”，學生不好理解，現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學教學軟件就缺乏啓發性。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，不談知識的內在聯繫和發展，更不談最值得領悟的數學思想和方法。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，對於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，但反饋資訊卻談不上任何啓發性。啓發性是數學教學的靈魂，現在則需要考慮如何在多媒體輔技術的支援下設計出比傳統教學更富於啓發性的教學。2．針對性原則在傳統課堂教學中教師只能用統一的節奏，同樣的策略，面對全班學生，更多地只能考慮共性，難於照顧個性。而每個學生原有的基礎知識與經驗不同、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奏，還能透過選單選擇他們需要的內容或幫助資訊，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麼想，下一步屏幕上又該顯示怎樣的具有啓發性的文字或圖像。實現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。傳統教學強調學生爲主體，而現實依然是教師講，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學知識的方式，藉助多媒體技術，創設數學學習情境，讓學生參與到數學的活動中，甚至是自做課件，可以更好地發揮他們的主動性，更好地促進認知。把多媒體技術作爲一個認知數學的工具與環境，應能改善學生的數學活動，給學生的參與開闢更爲廣闊的空間，以利於培養學生的發現和創新能力，動手操作能力，集體協作能力，並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，轉變爲主動積極的參與者，成爲學習的主體。三、多媒體技術與傳統教學的融合傳統教學培養了一代又一代人，尤其在培養“精英教育”上，實踐證明，這種教學是成功的。而在大衆教育階段，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縮減，學生所學知識增加；這些衆多的因素均迫使我們藉助多媒體優化傳統教學。數學教學是數學活動的教學，多媒體技術爲數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裏動態地探索和研究數學問題。多媒體技術與傳統教學的融合，主要是數學軟件、數學課件等在教學中的運用。多媒體技術怎樣融入傳統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，則宜採用傳統教學，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，纔有利於師生思維同步。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。對於有些資訊量大、內容較多的章節，可利用多媒體的“電子黑板”功能。如把講課內容設計成模組結構：概念產生的背景，內在聯繫，實際應用，歸納總結等製作成“電子教案”，並在某些模組中透過超級連結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，而且增加了教學資訊量，使課堂教學更加緊湊和有效。2．模擬仿真形象，化結果爲過程數學軟件如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學問題。數學軟件給數學形象化提高了有力工具。例如傳統教學說不清、道不明的概念，藉助多媒體動態仿真形象能幫助學生度過這一難關。又如數學中有大量的空間圖形，傳統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。而利用計算機上數學軟件我們只需一兩分鐘就能畫出動態仿真的圖形：動態的三維座標、特殊的二次曲面、空間中的立體等。還可以用畫面反覆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，現在一看圖形就完全明白了。3．模擬數學實驗，體驗數學發現對於某些數學問題的探究，可以模擬數學實驗。傳統的研究或學習數學的方法大多數是沿着“定義——假設——定理——證明——推論”的道路進行的。模擬數學實驗則採用：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，透過自己動手選擇方法、藉助數學軟件、計算結果、檢驗結果、發現問題、尋找原因等環節，來體會數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學的方法，充分發揮學生的主觀能動性和創造力。模擬數學實驗一方面培養學生將實際問題轉化爲數學問題即數學建模的能力；另一方面，也是最主要的，就是培養學生創新意識和應用計算機進行科學計算的能力，包括數值計算、符號演變以及機器證明等，要求能給出圖形或數據結果。模擬數學實驗可以讓學生換個角度來學習數學，以學生動手爲主，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學理論和數學原理，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節。透過近幾年的教學實踐表明，把多媒體技術適當、適度地融入數學教學中，可以優化教學方式，提高學生的學習興趣，加深對概念的理解，提高教學效率，節省教學時間。這是順應科技發展潮流的必由之路。參考文獻[1]袁智強.關於計算機輔助教學的調查與分析[J]，數學教學學報，2002，11（2）：95-97[2]鄭毓信.數學教育：從理論到實踐[M]。上海：上海人民教育出版社，2001，168。[3]張波.關於數學CAI公開課的思考[J]，數學教育學報，2001，10（1）：44。[4]王鵬遠、王選勃、王珏.如何用幾何畫板教數學[M]。北京：人民教育出版社[5] 孫杰遠.資訊技術與課程整合[M]，北京，北京大學出版社，2002，7。[6]許興業.幾何畫板與中學數學微型課件製作[M]，廣州：廣東科技出版社，2003，12來源：(_) - 淺談多媒體技術在數學教學中的應用_曾令鋒_新浪博客
--------------------------------------------------------------------------------[1]作者簡介：曾令鋒（1983— ）男，江西贛州人，主要從事中小學數學教育教學研究.論文出處(作者):曾令鋒 （江西新餘市新鋼一小 江西 新餘 338001）