数学CAI课件中直观材料的处理原则

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数学CAI课件中直观材料的处理原则

作者：佚名课件教程来源：网络点击数：更新时间：2006-10-1

数学CAI课件中直观材料的处理原则
计算机辅助教学(简称CAI)是一种有效、先进的教学方式，在贯彻直观性原则方面有独到的优势。数学是一门相对抽象的学科，科学而又合理地利用直观材料，能帮助学生快速地掌握数学知识。数学CAI课件中的直观材料的主要形式包括文字、图像、图形(静态或动态)、动画(二维或三维)、视频等。将抽象的知识直观化，虽然能使学生较快地认识事物，但过多使用则不利于甚至妨碍学生抽象思维能力的培养。在计算机辅助数学教学中如何恰当选择、设计制作与使用直观材料是个不容忽视的问题。笔者结合教学实践谈谈自己的见解。

　　一、合理选材，注重实效。
　　计算机辅助教学中应该为学生提供哪些直观材料，不仅取决于我们能制作出哪些直观材料，更重要的还在于哪些直观材料是真正需要以CAI的方式提供给学生的。
　　1突破重点和难点是根本。
　　突破重点和难点，提高课堂教学效益是计算机辅助教学中使用直观材料的主要目的。抽象难懂的概念如数列、极限；复杂的图形、图像如函数y=Asin(ωx＋Φ)的图像；动态的知识形成过程如圆锥曲线等一些问题解决的关键之处，都是计算机辅助教学大显身手的地方。而一些漂亮但与教学内容关系不大的直观材料应该谨慎使用。
　　2学生的需要是前提。
　　抽象与直观是相对而言的，它们会随着学生思维的发展而变化，当学生抽象思维能力发展到一定阶段后，一些以前抽象难懂的知识就变得直观起来。所以我们在选择和设计直观材料时应该充分考虑学生的年龄特征和抽象思维发展的水平，为学生提供真正需要的直观材料，若过多地在学生并不觉得抽象的内容上使用直观材料，不但浪费了时间，还会分散学生的注意力，对学生抽象思维能力的发展也是有害的。例如，立体几何中“棱锥、圆锥的体积公式”一节的教学，虽然利用有关软件(如3DS)可以将扇形铁板围成圆锥筒的过程制成一个漂亮的三维动画，但这是没有必要的，因为这个过程对学生来说并不抽象，而且问题的关键也不在此处。
　　3不可替代显优势。
　　数学CAI课件应适合学生的心理特点，满足学生的好奇心，发挥出直观教学的优越性。课件中的直观材料应是其它媒体难以展示的，或者是使用其它手段达不到预期效果的。例如，高中代数中函数y=Asin(ωx＋Φ)的图像的教学，虽然使用幻灯片也能得到函数图像的变换规律，较好地完成教学任务，但通过CAI不但可以动态演示图像变换的过程，还可根据输入的A、ω、Φ的数值，实时作出对应的正弦函数的图像。
　　数学CAI软件可以容纳无数多幅图形和图像以及整个动画过程，这是其它教学手段所无法比拟的。学生看到变化多端的图形和图像，能弥补抽象思维和想像能力的不足，提高学习效果。而有些教师在立体几何的异面直线的概念、直线与平面的位置关系的教学中使用CAI，在屏幕上显示直线与直线、直线与平面的各种位置关系，这就没有必要了，因为运用直观教具进行演示，其直观性和真实性都要比CAI还要好。
　　二、精心设计，紧扣关键。
　　直观材料要被学生感知后，经学生进一步理解和抽象概括，才能形成抽象的数学知识。因此CAI中直观材料的呈现必须便于学生感知。如果直观材料呈现方式不恰当，学生看了之后无法抓住关键，那么此直观材料就起不到应有的效果。因此，在设计直观材料时，一要抓住关键，二要把握时机和次序。
　　1强调对比，突出关键。
　　学生的感知活动遵循下述规律：强度律、差异律、对比律、活动律和协同律。应结合运用这些规律设计CAI中的直观材料。有些数学概念有各种变式，在教学时可利用计算机呈现此概念的各种变式，以免学生造成思维定势。在设计时可以用鲜艳的色彩或闪烁呈现等手段突出概念的本质特征。例如“三角形的高”的概念教学中，呈现如图1的三个变式时可以闪烁的方式突出强调AD与BC(或其延长线)的垂直关系。

　　学生在感知过程中，刺激强的部分容易被注意，而刺激弱的部分往往被忽视。如果弱刺激部分是至关重要的部分，则CAI课件中必须加以突出。例如，复数减法的几何意义教学中，两个复数的差z1－z2(即OZ1－OZ2)与连结两个向量终点并指向被减数的向量对应。在给出图形(如图2)时，学生最容易注意到的是三个向量所构成的三角关系，而比较容易忽略向量Z1Z2的方向。所以在呈现该向量时，可动态地从Z2点向Z1点画线，并适当反复予以突出。

　　2顺序合理，把握时机。
　　CAI课件中直观材料的呈现时机是非常重要的。什么时候呈现直观材料，先呈现什么，后呈现什么，在设计时都需认真考虑。若呈现时机不当，或顺序颠倒，都不利于学生观察。另外，课件中适当的交互控制是必不可少的，以便教师控制呈现的时机和次数。例如适当暂停，让教师讲解并引导学生观察思维，必要时进行反复呈现的控制等。切忌没有任何控制地呈现材料，造成教师没有讲解的时间，学生没有仔细观察的机会而只能被动地观看，收不到应有的效果。例如在“三棱锥的体积公式”这一节中，笔者是使用Authorware软件制作，将三棱锥补成三棱柱，然后又将三棱柱割成三个三棱锥的过程的。而有的老师用3DS软件将这一过程制成三维动画，画面确实十分漂亮，但笔者认为没有这个必要。因为三维动画的立体感虽强，但较难反映线线、线面间的位置关系，因而无法直观说明切割后三个三棱锥等底等高的关系，而这一点又是解决问题的关键。所以，我认为还是制成二维动画更为恰当。
　　三、配合使用，画龙点睛。
　　CAI作为教学的一种手段，还应该与其它教学媒体配合使用，以达到优化课堂教学的效果。例如直观生动的语言，不仅能引起学生注意、活跃课堂气氛，而且有助于引导学生观察CAI中的材料，抓住重点，引导学生正确观察，培养学生的观察能力。再如上述三棱锥体积公式的教学中，由于二维动画的立体感较差，故可与直观教具配合使用，当计算机呈现出有关材料后，再用直观教具向学生演示其变化过程。只有将CAI与其它教学手段紧密结合起来，互相配合，才能充分发挥CAI的优势，取得最佳教学效果。

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