CAI與中學(xué)數(shù)學(xué)教育

CAI與中學(xué)數(shù)學(xué)教育四川省資陽中學(xué)陳彬摘要：進(jìn)入二十一世紀(jì)，人們深刻感受到信息社會對我們的沖擊！社會在發(fā)展，時代在前進(jìn)，教育的內(nèi)容、方式也必須跟著改變。計算機(jī)輔助教學(xué)作為一種新型的教育技術(shù)，已經(jīng)在我國部分中小學(xué)的教學(xué)中實(shí)施，并在不斷推廣，作為學(xué)校的現(xiàn)代化教育工程一項(xiàng)不可缺少的內(nèi)容，正日益受到人們的關(guān)注和重視。作為中學(xué)重要學(xué)科的數(shù)學(xué)，與CAI有著必然的聯(lián)系，CAI的優(yōu)勢、CAI應(yīng)如何輔、輔在何處，這一直是人們討論的問題，本文從一些側(cè)面進(jìn)行了討論，提出了一些想法。

關(guān)鍵詞：CAI中學(xué)數(shù)學(xué)教育

一、背景：數(shù)學(xué)教育的實(shí)質(zhì)與CAI的發(fā)展

我們正面臨深刻的變革。歷史上，技術(shù)從來沒有象今天這樣能施展它的魔力，如此迅速而廣泛地改變著社會。以計算機(jī)和通訊為代表的信息技術(shù)似乎縮短了“未來”與“現(xiàn)實(shí)”的距離，進(jìn)入二十一世紀(jì)，人們深刻感受到信息社會對我們的沖擊！社會在發(fā)展，時代在前進(jìn)，教育的內(nèi)容、方式也必須跟著改變。計算機(jī)輔助教學(xué)（CAI——ComputerAssistedInstruction）作為一種新型的教育技術(shù)，已經(jīng)在我國部分中小學(xué)的教學(xué)中實(shí)施，并在不斷推廣，作為學(xué)校的現(xiàn)代化教育工程一項(xiàng)不可缺少的內(nèi)容，正日益受到人們的關(guān)注和重視。作為中學(xué)重要學(xué)科的數(shù)學(xué)，與CAI有著必然的聯(lián)系，CAI的優(yōu)勢、CAI應(yīng)如何輔、輔在何處，這一直是人們討論的問題，同時也是本文的背景。

長期以來，數(shù)學(xué)科學(xué)作為一種嚴(yán)謹(jǐn)系統(tǒng)的演繹科學(xué)，以具有高度抽象的思維活動，而被稱之為科學(xué)的王冠，披上一層神秘的面紗。受這一理念的影響，傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)形成了“教師講授—模仿練習(xí)—強(qiáng)化記憶—測驗(yàn)講評”的模式，學(xué)生只能被動地聽教師講授現(xiàn)成的數(shù)學(xué)，最后就形成了“掐頭去尾燒中段”的現(xiàn)象，數(shù)學(xué)知識的形成過程被淡化，探究數(shù)學(xué)知識發(fā)展的進(jìn)程被終止。與此同時，由于學(xué)生聽到的是別人數(shù)學(xué)思維的結(jié)果，而很少有經(jīng)過自己數(shù)學(xué)活動獲得的親身感受，于是數(shù)學(xué)的抽象和嚴(yán)謹(jǐn)成了他們學(xué)習(xí)的最大障礙。

著名數(shù)學(xué)教育家喬治?波利亞指出：“數(shù)學(xué)有兩個側(cè)面，一方面是歐幾里得式的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)，從這個方面來看，數(shù)學(xué)像是一門系統(tǒng)的演繹科學(xué)；但是另一方面，在創(chuàng)造過程中的數(shù)學(xué)更像是一門實(shí)驗(yàn)性的歸納科學(xué)?！庇纱丝磥?，數(shù)學(xué)科學(xué)不光有嚴(yán)謹(jǐn)推理的一面，還應(yīng)有猜測、實(shí)驗(yàn)、歸納驗(yàn)證的一面，這一認(rèn)識恰好是傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)模式所忽略的。CAI從本世紀(jì)中旬誕生以來，以普萊西的機(jī)器教學(xué)理論、斯金納的程序教學(xué)理論和當(dāng)代認(rèn)知學(xué)習(xí)理論為主要理論，以“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”為主要手段，借助計算機(jī)，改變學(xué)生與學(xué)習(xí)對象的關(guān)系，使學(xué)習(xí)由被動的接受轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極進(jìn)取的獲得，使認(rèn)知從知識形成到知識的發(fā)展都展示在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中，促進(jìn)認(rèn)知的全面完成。與此同時，改變教師的教學(xué)角色，使教師從大量的知識傳授中解放出來，教師將會有更多的精力投入和轉(zhuǎn)移到對學(xué)生發(fā)展上的考慮，對于學(xué)生的感情世界、興趣愛好、人格成長，可以給予更多的關(guān)注和影響，促使教師的作用升華到更高境界。CAI這一現(xiàn)代的信息傳輸工具，降低了認(rèn)知的難度，增加了學(xué)生“直接知識”的存儲量，提高了知識鞏固的效果及靈活運(yùn)用知識的能力。同時它可以給學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)造良好的環(huán)境，允許學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際情況自主學(xué)習(xí)，從根本上解決傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)的“滿堂灌”和“齊步走”等弊端。它還可以使學(xué)生“參與”到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)時間，提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，全面提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)成績。

1958年美國IBM公司研制成功世界上第一個計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)，開始了對輔助數(shù)學(xué)教學(xué)的研究。先后經(jīng)歷了大型CAI項(xiàng)目，利用微型計算機(jī)輔助教學(xué)的效果，利用多媒體技術(shù)和遠(yuǎn)程通訊、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)的效果等一系列實(shí)驗(yàn)研究。從學(xué)生的學(xué)業(yè)成績、學(xué)習(xí)的保持和速度、學(xué)習(xí)的態(tài)度、解決問題的能力等多視角研究、實(shí)驗(yàn)、對比，形成了不同的流派和不同的觀點(diǎn)，最終是肯定了CAI對中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)是有益的，是有促進(jìn)的。在國內(nèi)，1980年華東師大現(xiàn)代教育研究所CAI研究中心成立，拉開了我國CAI研究的序幕，短短十幾年的時間，從分散的、作坊式的、無組織的自生自滅狀態(tài)，發(fā)展到今天有各極實(shí)驗(yàn)研究課題，有實(shí)驗(yàn)學(xué)校，有軟硬件開發(fā)機(jī)構(gòu)等規(guī)范化的、生氣勃勃的局面，取得了長足的發(fā)展。特別是九十年代，一大批如《幾何畫板》、《MATHCAD》、《OFFICE》、《AUTHORWARE》、《WINDOWS》、《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室》等軟件平臺的引入和開發(fā)，使得其邁上了一個新的臺階。

但是，與此同時我們還必須清楚的看到，受傳統(tǒng)觀念的影響，以及地區(qū)差異、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等各種客觀條件的影響，該項(xiàng)研究還很不盡人意，甚至不少地方還只停留在公開課、演示課和示范課上的一種表演層次，面對新世紀(jì)對學(xué)生成才的要求，面對實(shí)施素質(zhì)教育的緊迫任務(wù)，我們有必要把這項(xiàng)研究進(jìn)行下去，以期取得突破性的成果。

二、計算機(jī)輔助數(shù)學(xué)教學(xué)的優(yōu)勢

1、CAI可創(chuàng)設(shè)生動活潑的課堂教學(xué)氛圍，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

CAI具有鮮艷和生動的圖像，動靜結(jié)合的畫面和智能性的啟發(fā)誘導(dǎo)功能，能使呈現(xiàn)的教學(xué)內(nèi)容形象生動，富有感染力，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的注意力﹑情感﹑興趣等心理因素保持良好狀態(tài)，認(rèn)知心理能得到充分發(fā)展。在數(shù)學(xué)教學(xué)中，學(xué)生接觸的是抽象的數(shù)學(xué)符號和呆板的圖形，僅憑教師的講解或是輔助單調(diào)的手勢，教學(xué)手段枯燥，難以啟發(fā)學(xué)生的思維積極性和激發(fā)他們的求知欲。利用計算機(jī)輔助教學(xué)，同樣的數(shù)學(xué)運(yùn)算和幾何圖形，通過動畫形式表現(xiàn)出來，再配上優(yōu)美的背景音樂，會使枯燥的學(xué)習(xí)變得