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CAI与中学数学教育

时间:2007-10-21栏目:职教论文

四川省资阳中学 陈彬

  摘要:进入二十一世纪,人们深刻感受到信息社会对我们的冲击!社会在发展,时代在前进,教育的内容、方式也必须跟着改变。计算机辅助教学作为一种新型的教育技术,已经在我国部分中小学的教学中实施,并在不断推广,作为学校的现代化教育工程一项不可缺少的内容,正日益受到人们的关注和重视。作为中学重要学科的数学,与CAI有着必然的联系,CAI的优势、CAI应如何辅、辅在何处,这一直是人们讨论的问题,本文从一些侧面进行了讨论,提出了一些想法。
  关键词:CAI 中学数学教育
  一、背景:数学教育的实质与CAI的发展
  我们正面临深刻的变革。历史上,技术从来没有象今天这样能施展它的魔力,如此迅速而广泛地改变着社会。以计算机和通讯为代表的信息技术似乎缩短了“未来”与“现实”的距离,进入二十一世纪,人们深刻感受到信息社会对我们的冲击!社会在发展,时代在前进,教育的内容、方式也必须跟着改变。计算机辅助教学(CAI——Computer Assisted Instruction)作为一种新型的教育技术,已经在我国部分中小学的教学中实施,并在不断推广,作为学校的现代化教育工程一项不可缺少的内容,正日益受到人们的关注和重视。作为中学重要学科的数学,与CAI有着必然的联系,CAI的优势、CAI应如何辅、辅在何处,这一直是人们讨论的问题,同时也是本文的背景。
  长期以来,数学科学作为一种严谨系统的演绎科学,以具有高度抽象的思维活动,而被称之为科学的王冠,披上一层神秘的面纱。受这一理念的影响,传统数学教学形成了“教师讲授—模仿练习—强化记忆—测验讲评”的模式,学生只能被动地听教师讲授现成的数学,最后就形成了“掐头去尾烧中段”的现象,数学知识的形成过程被淡化,探究数学知识发展的进程被终止。与此同时,由于学生听到的是别人数学思维的结果,而很少有经过自己数学活动获得的亲身感受,于是数学的抽象和严谨成了他们学习的最大障碍。
  著名数学教育家乔治•波利亚指出:“数学有两个侧面,一方面是欧几里得式的严谨科学,从这个方面来看,数学像是一门系统的演绎科学;但是另一方面,在创造过程中的数学更像是一门实验性的归纳科学。”由此看来,数学科学不光有严谨推理的一面,还应有猜测、实验、归纳验证的一面,这一认识恰好是传统数学教学模式所忽略的。CAI从本世纪中旬诞生以来,以普莱西的机器教学理论、斯金纳的程序教学理论和当代认知学习理论为主要理论,以“数学实验”为主要手段,借助计算机,改变学生与学习对象的关系,使学习由被动的接受转变为积极进取的获得,使认知从知识形成到知识的发展都展示在学生的学习过程中,促进认知的全面完成。与此同时,改变教师的教学角色,使教师从大量的知识传授中解放出来,教师将会有更多的精力投入和转移到对学生发展上的考虑,对于学生的感情世界、兴趣爱好、人格成长,可以给予更多的关注和影响,促使教师的作用升华到更高境界。CAI这一现代的信息传输工具,降低了认知的难度,增加了学生“直接知识”的存储量,提高了知识巩固的效果及灵活运用知识的能力。同时它可以给学生的学习创造良好的环境,允许学生根据自己的实际情况自主学习,从根本上解决传统数学教学的“满堂灌”和“齐步走”等弊端。它还可以使学生“参与”到数学学习中,增加学生的学习时间,提高学习数学的兴趣,全面提高教学质量和教学成绩。
  1958年美国IBM公司研制成功世界上第一个计算机辅助教学系统,开始了对辅助数学教学的研究。先后经历了大型CAI项目,利用微型计算机辅助教学的效果,利用多媒体技术和远程通讯、互联网络辅助教学的效果等一系列实验研究。从学生的学业成绩、学习的保持和速度、学习的态度、解决问题的能力等多视角研究、实验、对比,形成了不同的流派和不同的观点,最终是肯定了CAI对中学数学教学是有益的,是有促进的。在国内,1980年华东师大现代教育研究所CAI研究中心成立,拉开了我国CAI研究的序幕,短短十几年的时间,从分散的、作坊式的、无组织的自生自灭状态,发展到今天有各极实验研究课题,有实验学校,有软硬件开发机构等规范化的、生气勃勃的局面,取得了长足的发展。特别是九十年代,一大批如《几何画板》、《MATHCAD》、《OFFICE》、《AUTHORWARE》、《WINDOWS》、《数学实验室》等软件平台的引入和开发,使得其迈上了一个新的台阶。
  但是,与此同时我们还必须清楚的看到,受传统观念的影响,以及地区差异、经济发展等各种客观条件的影响,该项研究还很不尽人意,甚至不少地方还只停留在公开课、演示课和示范课上的一种表演层次,面对新世纪对学生成才的要求,面对实施素质教育的紧迫任务,我们有必要把这项研究进行下去,以期取得突破性的成果。 
  二、计算机辅助数学教学的优势
  1、CAI可创设生动活泼的课堂教学氛围,激发学习兴趣
  CAI具有鲜艳和生动的图像,动静结合的画面和智能性的启发诱导功能,能使呈现的教学内容形象生动,富有感染力,使学生在学习过程中的注意力﹑情感﹑兴趣等心理因 素保持良好状态,认知心理能得到充分发展。在数学教学中,学生接触的是抽象的数学符号和呆板的图形,仅凭教师的讲解或是辅助单调的手势,教学手段枯燥,难以启发学生的思维积极性和激发他们的求知欲。利用计算机辅助教学,同样的数学运算和几何图形,通过动画形式表现出来,再配上优美的背景音乐,会使枯燥的学习变得轻松愉快,把学生的认识过程﹑情感过程﹑意志过程统一于教学之中,有效地激发学生学习数学的兴趣。
  2、CAI可使学生通过多种感官获取知识,增强理解和记忆

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