學科教育論文-對計算機技術與數學教學整合的思考.doc

學科教育論文-對計算機技術與數學教學整合的思考一.問題的提出自計算機輔助教學興起以來，一個爭論不休的問題是如何認識教育技術和教師的作用.近一兩年，隨著計算機技術的突飛猛進，這個問題更加突出了。盡管在理論上,不少文章對計算機在教學的優(yōu)勢進行了詳盡的闡述，教育軟件的智能化程度也有了長足的進步，然而一個不容回避的事實是,計算機對數學教育的影響并不大，計算機教育與數學教育還是嚴重脫節(jié).廣大教師和計算機之間仍存在著難以跨越的鴻溝，絕大多數的數學課依舊是粉筆加黑板的傳統(tǒng)教學模式。為什么計算機進入數學課的步履如此艱難呢?我們認為原因恐怕有兩個:一個是沒有充分考慮把計算機技術和數學教學的學科特點結合起來；一個是在強調教育技術的同時沒有充分考慮發(fā)揮教師的作用,這樣就難以把計算機技術和數學教學完美地結合起來.本文結合我們課題組的教學實驗，談談對計算機技術與數學教學整合的思考.二.計算機在數學教學的潛力是需要挖掘的.我們課題組是由北大附中、北京20中、中國地質大學附中、海淀區(qū)知春里中學等四所學校組成的,我們的教學實驗旨在探索如何利用計算機技術促進數學教育改革.在教育部中小學計算機教育研究中心的支持下，我們的教學實驗已堅持了四年.通過努力，現在在這四所學校，計算機已經進入從初二到高三的數學課，它已經開始與數學教學整合在一起了。計算機技術成為數學教學的一個有機的組成部分，對數學教學和教師的觀念都產生了很大的影響。我們的體會是計算機進入數學課是需要一個過程的.這個過程就是數學教師走進教育技術、發(fā)現和挖掘計算機在數學教學的潛力的過程，計算機進入數學教育必需考慮數學教育的學科特點,滿足數學教育的特殊要求。數學是集嚴密性、邏輯性、精確性、和創(chuàng)造性與想象力于一身的科學，數學教學則要求學生在教師設計的教學活動或提供的環(huán)境中通過積極的思維不斷了解、理解和掌握這門科學，于是揭示思維過程、促進學生思考就成為數學教育的特殊要求。計算機是信息處理的有效工具，但它在數學教育的優(yōu)勢卻不是自然就有的，這也是許多教師對“課本搬家”和“題庫”式的數學教育軟件不能認可的原因。教師們認為這類軟件的作用無異于課本和習題集，與傳統(tǒng)的數學教學相比，計算機表現的不是優(yōu)勢而是劣勢。如果計算機不能促進學生思考，它在數學教育中的意義就不大.隨著自動求解、機器證明一類智能化軟件的出現，教師們問:如果這些思維活動都讓計算機代替了，那么學生們還干什么？教師還干什么?可見，計算機進入數學教育并不是一件簡單的事?！皫缀萎嫲妗?、“幾何專家”和“mathcad”一類軟件的引進使我們的認識發(fā)生了很大的變化，那就是計算機的確在數學教育中存在深藏的潛力，但把潛力轉化為勝過傳統(tǒng)教學的優(yōu)勢還有待于教師的挖掘，即教師的二次開發(fā)。所謂教師的二次開發(fā)就是教師在教育軟件平臺上把計算機的數學技術、按紐技術、窗口菜單技術等多種技術與數學的概念教學、解題教學的要求結合并用于教學的過程。現代化的教育觀念、學科教學的經驗使計算機技術在數學教學中發(fā)揮了特殊的功能。如在概念教學中，利用計算機我們可以創(chuàng)設遠比傳統(tǒng)教學更賦啟發(fā)性的教學情境，能設計讓學生動手做數學的數學實驗環(huán)境，能靈活自如地進行變式教學。在解題教學中，利用計算機能更有效地使學生領悟數學思想和數學方法，啟發(fā)學生更積極的思維活動，引導學生自己發(fā)現和探索，同時能把班級交流、小組討論與“一對一”的個別化教學有機地結合起來。這時的數學教學已與傳統(tǒng)的數學教學有了很大的不同，教師的“講”更多的由學生積極參與的活動所代替，學生由“聽講”“記筆記”的學習方式更多地變?yōu)橛^察、實驗和主動地思考，他們在學習中的主體地位突出了。而計算機成了數學教學中不可缺少的工具，沒有它數學教師會感到不方便、不習慣。計算機技術對教師來說逐漸變得得心應手。一個“按紐”可以設計成“隱藏”、“顯示”鍵，這中間留給學生思考的空間；也可以設計成“拆分”和“復員”鍵，讓學生從圖形對比中得到啟發(fā)；還可以設計成“提示”、“分析”、“反思”鍵，學生利用這些按紐能得到不同的幫助。一個“動畫”或鼠標拖動在數學教學中能生動地表現出一般和特殊、運動和變化，。這時計算機在數學教學中真正顯示出特有的優(yōu)勢，教育技術也才在促進和深化數學教改中發(fā)揮不可替代的作用。近年來，我們根據數學教改的需要努力挖掘計算機在數學教學的潛力，進行了一些有益的探索。如北大附中的陸劍鳴老師在“關于圓的一個探索性問題研究”課上，利用“幾何專家”進行“一題多變”，啟發(fā)學生發(fā)現變動圖形中的不變性質，極大開拓了學生的思路，并培養(yǎng)學生發(fā)現和提出問題的能力；海淀區(qū)知春里中學的曹志輝老師在“相似三角形的判定”一節(jié)課中，利用“幾何畫版”設計了全堂的數學實驗，讓學生通過自己動手發(fā)現數學，令人耳目一新；北京20中的劉運河老師在高三復習課上用計算機提高了復習效率、激發(fā)了學生的學習興趣、并解決了傳統(tǒng)教學中的困難問題；中國地質大學附中的朱立男老師成功地把數學建模和計算機結合起來；在作者本人的教學中，計算機的應用則是經常的,它已經成為整個教學活動中不可缺少的；。計算機與數學教學的整合，不僅創(chuàng)設了新型的數學課，而且造就了一支新型的數學教師隊伍。三.不是非此即彼-關于優(yōu)勢互補在計算機與數學教學的整合過程中，經常遇到的問題是如何看待計算機和教師的作用，如何評價計算機輔助教學和傳統(tǒng)教學。有兩種極端的意見：一種是過分夸大計算機技術與計算機輔助教學的作用，有人提出信息時代的教學應該與粉筆與黑板說聲“再見”了！持相反意見的人則認為傳統(tǒng)教學培養(yǎng)了一代又一代人，實踐已經證明了這種教學是成功的，為什么要否定行之有效的傳統(tǒng)教學呢？特別是數學教學是訓練人的抽象思維和邏輯思維能力的，他們擔心計算機的引入可能要帶來負面的影響。其實以上兩種意見都有一定的片面性,事實上,一方面教育需要技術，信息時代的數學教育需要計算機技術，但是任何先進的技術都不能取代教師。至于計算機輔助教學與傳統(tǒng)教學，也不是非此即彼，為什么不能來個優(yōu)勢互補呢？所以需要對問題作具體的分析。我們的實踐表明，在把計算機引入數學教學的過程中，青年教師首先關注的是技術，對學習計算機軟件技術表現出很大的熱情，但很快他們把關注的焦點轉移到數學教育上來。原因是使用同樣的軟件，可能產生完全不同的效果，這里教師的數學修養(yǎng)、教學經驗、教育理論水平起重要的作用。不同的教師會有不同的創(chuàng)意和教學設計，計算機技術與教師的素質比較起來，后者顯然是更關鍵的因素。同時，在影響教學效果的多種因素中，教師對學生的熱愛、高度的責任感、良好的師生關系又是任何先進的計算機無法代替的.當然，不能低估計算機在數學教學中的作用，它在輔助學生認知的功能要勝過以往的任何技術手段。與課本和數學詞典不同，計算機不是簡單的表述數學知識，利用它可以揭示數學知識形成的來龍去脈，而且表述的方式很靈活，可以以文字、圖形、動畫、圖表等多種方式多窗口呈現，如果說使用印刷技術呈現的信息是線性的，那么利用超文本技術就能夠以網絡狀數形結構的方式一步一步地呈現信息。這些特別適合于表達數學。與錄音機和錄象機不同，計算機能提供可交互的實驗環(huán)境，于是學生可以利用它做數學。基于上述理由，我們認為計算機技術或許能引發(fā)數學教育的一場革命，它將極大改變數學教師的教學方法、工作方式、教學模式乃至教學觀念。教師不是被計算機替代了，而是用新的方式工作，從新的視角考慮問題。在計算機引入數學課之后，計算機手段與傳統(tǒng)教學完美的結合顯得十分重要。不是計算機用