數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)多媒體教學(xué)方法研究

1、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)多媒體教學(xué)方法研究“眼睛接收的信息是耳朵的100倍”，信息工程學(xué)者們通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出這一論斷。注意到教育本身就是一種使學(xué)生接受知識(shí)和盡量多的信息的事業(yè)，因此，教師也在不斷地追求更有效的教學(xué)手段。20世紀(jì)中葉以前，人類的教育手段主要是教師用黑板和課本向?qū)W生講授。電視誕生以后，電化教育、投影和幻燈都成為現(xiàn)代化的教學(xué)手段，為圖片和動(dòng)態(tài)過程的演示提供了良好的方法，取得了較好的教學(xué)效果。進(jìn)入90年代末期，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是多媒體技術(shù)的發(fā)展，使得電腦在處理文字、圖像、連續(xù)圖像和聲音方面的綜合能力得到了根本性的改善，成為一種廣泛使用的電子設(shè)備，也是一種重要的教學(xué)設(shè)備。1.多媒體教學(xué)形式多媒體教學(xué)

2、不同于普通的電化教學(xué)。電化教學(xué)主要以電視為主要工具，可以大范圍地進(jìn)行普及教學(xué)，但教師不在教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)。多媒體教學(xué)是教師以教學(xué)設(shè)計(jì)理論與方法進(jìn)行指導(dǎo)，通過在講授過程中穿插膠片、圖像、實(shí)物攝影、輔助教學(xué)軟件等演示，學(xué)生接受教師語言表達(dá)以外的大量信息，并且在教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)教師立即得到教學(xué)效果的反饋，從而達(dá)到擴(kuò)大信息量，改善教學(xué)效果的目的。以數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課為例，多媒體教學(xué)可以有幾種組織方式：(1)由大屏幕投影儀、膠片投影儀、白板、擴(kuò)音系統(tǒng)、電腦、攝像機(jī)和錄像機(jī)組成多媒體教室，大屏幕投影可以播放電腦中的教學(xué)軟件及各類圖像信息，設(shè)備是一流的，但要求投影環(huán)境黑暗，適用于小型會(huì)議室，對(duì)于90人教室效果較差，而且教師處于黑暗

3、中，直接影響教師的藝術(shù)形象和演講效果。(2)由電腦接駁電視，配以膠片投影儀、白板、擴(kuò)音系統(tǒng)、攝像機(jī)和錄像機(jī)組成多媒體教室，電視信號(hào)由1塊VGAAV轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生，這樣，電腦顯示器上的文字圖像就同時(shí)出現(xiàn)在電視屏幕上，整個(gè)教室使用日光燈，窗簾半開，光線柔和，亮度適中，與普通教室沒有多大的區(qū)別，學(xué)生聽課和做筆記都不受影響，圖像顯示效果不錯(cuò)，顯示尺寸也比較大。美中不足的是電視效果由于其分辨率低，文字顯得粗糙而不夠清晰。(3)由1臺(tái)電腦帶多臺(tái)彩色顯示器，組成分布系統(tǒng)，輔以膠片投影儀，白板、擴(kuò)音系統(tǒng)、攝像機(jī)和錄像機(jī)組成多媒體教室。多臺(tái)彩色顯示器分布在教室各個(gè)適當(dāng)位置，顯示器的效果非常清晰，把電腦顯示器的圖像文

4、字，忠實(shí)地傳播到各個(gè)角落，聲音可以通過擴(kuò)音系統(tǒng)系統(tǒng)播出，這是實(shí)用效果最好的一種方式。(4)多媒體電腦教室，由幾十臺(tái)電腦聯(lián)網(wǎng)，教師操作1臺(tái)電腦，12名學(xué)生操作1臺(tái)電腦，互相之間可以通訊，教師操作例題演示，學(xué)生也可以通過電腦提問，這種電腦教室，一般教學(xué)人數(shù)在30人左右，對(duì)學(xué)生來說邊聽課邊實(shí)習(xí)，理論上教學(xué)效果最好，但學(xué)生自己操作電腦會(huì)出現(xiàn)不聽教師講課分散注意力的情況。(5)多媒體教學(xué)的資源共享及教育網(wǎng)絡(luò)。由于近幾年計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)發(fā)展迅速，采用INTRERNT網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的中國教育科研網(wǎng)，以清華大學(xué)為中心在全國重點(diǎn)院校得以聯(lián)通，我校作為華南網(wǎng)的中心站也發(fā)揮著作用。通過該教育網(wǎng)，教育信息

5、可以達(dá)到共享的目的，教師所處的多媒體教室的電腦聯(lián)上網(wǎng)絡(luò)，就成為全國性多媒體教學(xué)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，這是將來教學(xué)手段的又一重大革新。 根據(jù)對(duì)上述幾種多媒體教室的實(shí)驗(yàn)和調(diào)查，對(duì)于一個(gè)擁有110人固定桌椅、面積在110平方米的教室，設(shè)置3臺(tái)74cm彩電，其中2臺(tái)在前面與講臺(tái)平行，1臺(tái)在教室中后部，使用效果不錯(cuò)。2.多媒體教學(xué)方法的實(shí)踐教師身處多媒體教室，第一次上課的感覺與在普通教室完全不一樣。首先，板書不是主要的演示手段，投影膠片才是最重要的講課提綱，學(xué)生的視線主要集中在投影屏幕、教師和電腦演示屏幕三個(gè)方面，白板板書作為輔助的講解工具。就投影屏幕而言，其中演示的膠片內(nèi)容直接影響到教學(xué)質(zhì)量和講課效果。投影膠片

6、的制作凝結(jié)了教師艱辛的勞動(dòng)。由于投影膠片是一種規(guī)范化的教學(xué)工具，可以反復(fù)使用，制作一套膠片就必須十分認(rèn)真地備課，編排演講內(nèi)容和例題，設(shè)計(jì)講課進(jìn)度。經(jīng)過這樣一個(gè)過程，教師在走上講臺(tái)以前，已經(jīng)十分充分地備好課，這個(gè)備課過程是從前以黑板方式講課時(shí)間的幾倍。一張膠片放在投影儀上，節(jié)約了幾分鐘至幾十分鐘的板書時(shí)間，一些較復(fù)雜的幾何圖形用板書難以完成，而事先做好膠片就可以在一瞬間呈現(xiàn)在學(xué)生面前。相對(duì)板書來說，使用膠片縮短了時(shí)間，提高了講課進(jìn)度，加大了信息量，一些原來無法用板書演示的例題和內(nèi)容，現(xiàn)在都可以直接快速地演示出來。而且，從教學(xué)心里上分析，每更換1張膠片，都使學(xué)生的注意力又一次集中，教師完全主動(dòng)地控

7、制了講課節(jié)奏，掌握住課堂的氣氛和教學(xué)主動(dòng)權(quán)，同時(shí)又可以直接觀察學(xué)生的聽課表情和提問，在現(xiàn)場(chǎng)得到教學(xué)效果的反饋。如果把講課作為一種演講藝術(shù)，使用膠片能夠達(dá)到視覺效果和聲音效果的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。教師在更換膠片后，學(xué)生把注意力都集中在新膠片上，或做筆記或做思考，教師在此時(shí)間內(nèi)可以得到短暫休息，重新整理思緒，做好下一段內(nèi)容的講授。從這方面看，教師備課的工作量增加了，講課的勞動(dòng)強(qiáng)度由于板書的減少而降低了，教學(xué)效果得到改善，教學(xué)質(zhì)量得到保證。與普通教室完全不一樣的是電腦演示。以前，講解數(shù)學(xué)課程只能依賴于黑板板書，講解數(shù)學(xué)公式和定理非?？菰锎舭澹處煱鍟?、學(xué)生照抄，留待以后實(shí)習(xí)消化。使用多媒體教室，情況就大不相同

8、，無論是公式、圖形或是條件、結(jié)論，都可以在電腦上當(dāng)場(chǎng)演示。學(xué)生從多個(gè)電腦演示屏上直接看到演示過程和結(jié)果，第一時(shí)間消化了所學(xué)的知識(shí)，同時(shí)通過視覺效果，學(xué)生在大腦里建立了感性認(rèn)識(shí)和圖像記憶，教學(xué)效果和質(zhì)量自然得到改善。而教師要在現(xiàn)場(chǎng)操作電腦，不得不課前做好充分準(zhǔn)備，以避免在課堂上出現(xiàn)操作不出來的難堪局面。采用1臺(tái)電腦帶動(dòng)多臺(tái)顯示器的演示系統(tǒng)，操作的主動(dòng)權(quán)在教師手上。需要做演示時(shí)候，教師隨時(shí)進(jìn)行操作，操作完成后，教師掌握講授的主動(dòng)權(quán)繼續(xù)講課，學(xué)生不會(huì)盯著已不再有變化的顯示器而分散聽課注意力，教師仍然是課堂的中心，這也是設(shè)計(jì)多媒體教室的主要出發(fā)點(diǎn)。白板作為輔助的工具，它的作用已不能和黑板相比，白板僅僅

9、作為教師臨場(chǎng)發(fā)揮講解的工具，所以，白板的使用時(shí)間不多，教師相對(duì)講授的內(nèi)容和知識(shí)增加了。教師在備課過程中也深刻體會(huì)到這一點(diǎn)，上同樣的課，但備課較以前更加認(rèn)真又緊張。由于膠片制作好以后可以重復(fù)使用，因此，多媒體教室特別適用于重復(fù)性的教學(xué)。我校每學(xué)期有1200名學(xué)生學(xué)習(xí)相同的課程，每次上課學(xué)生在90人左右，每節(jié)內(nèi)容膠片可以重復(fù)使用十幾次。為此，我們成立了項(xiàng)目組討論班，專門制作課程膠片。使用這些凝聚集體智慧的高質(zhì)量教學(xué)膠片，縮小了班與班之間因教師素質(zhì)造成的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)質(zhì)量的偏差。3.多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方法比較由于教學(xué)手段完全不一樣，教學(xué)效果有很大的差別，主要有：（1）動(dòng)態(tài)演示成為可能。電腦教學(xué)中的

10、人機(jī)對(duì)話交互操作過程可以一目了然地表現(xiàn)出來，在黑板上不能做到。（2）信息畫面切換非常方便快速，為講解前后課程內(nèi)容的聯(lián)系提供了方便。不論是使用投影膠片還是電腦演示，它都具有再現(xiàn)性，而黑板的再現(xiàn)性就很差了，時(shí)間上不允許重寫一遍，特別是圖像和復(fù)雜的電路。（3）板書的正規(guī)標(biāo)準(zhǔn)化。投影膠片和電腦演示都是印刷體，而且都是預(yù)先編排好的，不會(huì)出現(xiàn)在黑板上東一塊、西一塊地溱空間的情況。（4）縮短了板書時(shí)間，擴(kuò)大了信息量。板書和學(xué)生記筆記的時(shí)間在課堂教學(xué)上占很大比例，一方面教師體力消耗大，并深受粉塵之害；另一方面，寫黑板占用太多時(shí)間。目前，所有課程由于五天工作制都在壓縮學(xué)時(shí)數(shù)，減少板書是有效的解決辦法。通過近一年

11、的實(shí)踐，教師們都已習(xí)慣于使用投影機(jī)，而不愿意回到原來使用黑板的教學(xué)方式中。（5）計(jì)算機(jī)課程中很多是操作命令的教學(xué)，學(xué)生覺得板書枯燥呆板。用電腦演示，既直觀又生動(dòng)，一下子就能接受下來，而且記憶深刻，這是由于圖像記憶的效果。（6）教學(xué)的可重復(fù)性、標(biāo)準(zhǔn)化。一套投影膠片和一套演示軟件可以重復(fù)使用，不同班次的學(xué)生看到的是相同的投影膠片和演示軟件，不同的只是教師和教師臨場(chǎng)的發(fā)揮，在全校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中，采用這種教學(xué)方法事半功倍。（7）教師備課認(rèn)真，投影膠片制作和演示操作都必須認(rèn)真完成才能上講臺(tái)，與使用黑板相比較，備課工作量增加了。（8）講課節(jié)奏更容易為教師所控制。通過更換投影膠片和演示操作，調(diào)動(dòng)了學(xué)生注意

12、力。（9）對(duì)教師的操作技能要求高，需懂得操作電腦、投影機(jī)、擴(kuò)音機(jī)、電視機(jī)等多種設(shè)備。4.多媒體教學(xué)的改進(jìn)多媒體教室作為工科數(shù)學(xué)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課和其他課程的新型教學(xué)模式，應(yīng)用時(shí)間只有一二年，但其效果已經(jīng)得到肯定。特別是電腦技術(shù)的發(fā)展、WINDOWS環(huán)境下系列軟件的廣泛應(yīng)用，使多媒體教室能更好地跟上技術(shù)發(fā)展的步伐，把新知識(shí)傳授給學(xué)生。在使用多媒體教室的過程中，最不足地方是演示軟件的缺乏，膠片可以組織專題組制作，但演示軟件開發(fā)是一個(gè)更巨大的工程。多媒體教學(xué)軟件主要是CAI電腦輔助教學(xué)軟件。CAI電腦輔助教學(xué)軟件是目前國家積極組織研究開發(fā)的重點(diǎn)項(xiàng)目，我校也承擔(dān)了“九五”國家攻關(guān)項(xiàng)目中有關(guān)工科數(shù)學(xué)的三個(gè)子項(xiàng)

13、目，項(xiàng)目進(jìn)展順利。CAI軟件可以應(yīng)用于很多學(xué)科，而不僅限于電腦課程使用。例如，對(duì)于數(shù)學(xué)模型課程、高等數(shù)學(xué)（微積分）課程、現(xiàn)性代數(shù)課程、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)等基礎(chǔ)課程，采用CAI軟件都具有非常好的效果。CAI輔助教學(xué)軟件的建設(shè)有賴于各高校教育系統(tǒng)的大規(guī)模組織開發(fā)。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是這樣，其他專業(yè)學(xué)科也一樣。只要開發(fā)相應(yīng)的CAI教學(xué)軟件，都可以使用多媒體教學(xué)系統(tǒng)。難點(diǎn)在于演示軟件的開發(fā)，必須投入大量的人力、物力和財(cái)力。我們認(rèn)為，在國家層面上組織這項(xiàng)開發(fā)是最好的辦法。一所高校可以負(fù)責(zé)若干門課程，開發(fā)的軟件成果可以為全國各高校有償使用或無償共享。美國INTERNET網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為全球性的信息網(wǎng)絡(luò)，它包羅萬象的信

14、息是一個(gè)寶庫。多媒體教室的電腦可以連接到INTERNET網(wǎng)絡(luò)上或本地服務(wù)器上，各類工科數(shù)學(xué)教學(xué)方面最新信息和先進(jìn)的成果，只要是已經(jīng)輸入網(wǎng)絡(luò)的，都可以在多媒體電腦上顯示出來。多媒體教室可以成為各類數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程最新教學(xué)研究動(dòng)態(tài)的研究場(chǎng)所。5.總結(jié) 計(jì)算機(jī)教學(xué)在我校工科數(shù)學(xué)基地已經(jīng)開展多年，工科數(shù)學(xué)課程也曾經(jīng)使用過電化教育方法和試題庫測(cè)試手段，并獲得了一些成果和經(jīng)驗(yàn)。事實(shí)上，教師的臨場(chǎng)講解和學(xué)生的及時(shí)反饋是電視教育無法辦到的。1992年以來，數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教育已經(jīng)提高到一個(gè)重要的地位，教育部組織全國性的大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽就是一種體現(xiàn)。我校數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程也從無到有，現(xiàn)已增加到一學(xué)期36學(xué)時(shí)，并投入大量資金建立了5個(gè)多媒體教學(xué)室，擁有微機(jī)500余臺(tái)，每學(xué)期上課的學(xué)生人數(shù)已達(dá)到1200人。使用多媒體教學(xué)以后，既保留了教