浅议在数学教学中利用培养学生创新能力

浅议在数学教学中利用CAI培养学生创新能力

张航^①　胡朝霞^②

（①眉县马家镇中学，陕西　眉县　722300；②岐山县五丈原镇西星小学，陕西　岐山　722400）

【摘要】计算机辅助教学（CAI）在数学教学中被大量的使用，它丰富了学生的想象，拓展了学生的视野，激发了学生的兴趣，也在无形中培养了学生的创新能力。它的多媒体优势集动画、图像、文字音乐等多种信息于一体，能激发学生兴趣，丰富学生的想象；CAI技术的软件互动，有利于创设富于启发性的问题，开发学生的自主探索能力；由信息技术创设一个好环境，便于开展研究性学习，培养学生合作动手能力；模拟生活场景，能培养学生娴熟的动手能力；巧设自主练习，树立学生的坚定的自信心，激发勇敢的创造力。但鉴于自身的实际，在使用CAI时，也存在一些困惑，如CAI使用中“度”的把握；技术的局限因素；如何将CAI和教师的有效引导相结合等。充分运用两年半来所学到的现代教育技术理论，精心设计教学，结合自身所拥有的教学设施，努力创造条件，让学生在CAI的帮助下，掌握技能和发展创新能力。

【关键词】数学教学　CAI　创新能力　困惑

一、发挥多媒体的优势，激发学生的想象力

多媒体集动画、图像、文字音乐等多种信息于一体，能使学生通过电脑，观其境、闻其声，融入其中，充分调动学生自身的积极性，激发兴趣，丰富想象，能更好、更快、更高地把握教学重点、难点。

如在“多边形的内角和”教学中，先从三角形的内角和为180°入手，在求四边形的内角和时转化为两个三角形的内角和的和（计算机图形演示：从四边形的一个顶点引出的对角线把四边形分成两个三角形），然后提问五边形内角和的求法。在这儿提出问题，可以激发学生对四边形内角和求法的回顾与进一步思考，联想到用同样的方法把五边形分成三个三角形。那么，六边形、七边形呢？适当的提问，促使学生积极思考，引起学生探求新知识的欲望，这就为n边形的内角和公式的证明打下了坚实的基础。

通过信息技术与数学教学有机地整合，同学们跃跃欲试，言之有物，兴趣盎然。在教师的指导下积极参与，充分发挥多种感官功能：动耳听、动眼看、动脑想、动口说，为学生提供自我表现的机会和空间，让课堂充满活跃的氛围。

二、借助软件互动，培养学生的自主探究能力

（一）过去单凭教师一张嘴来调度学生的联想，引导学生思路，导致学生心目中对于数学的形象定位为：抽象、枯燥。数学定理的教学过程中，真正的难点往往是定理的发现、探索的过程。传统的教学往往只能给学生讲授定理的证明过程，却不能给学生提供发现问题的思维环境和条件。而使用多媒体则能给学生创设发现问题的良好思维环境和条件，从而能激发学生的学习兴趣，并能培养学生积极探索与发现问题的能力。

例如，七年级数学中学习“角的认识”，显示屏上先出一个会闪烁的亮点。然后，从这一点引出两条射线，通过演示蕴含了角的定义及角的大小与所画边的长短无关的道理。又如，“圆的认识”中利用荡秋千的轨迹引出“曲线、圆心、半径、直径”，在用动画展示了画圆的过程中，使学生很容易地掌握了圆的各部分名称。这样，利用多媒体演示功能把复杂的概念分解为直观形象的简单信息，利于学生自行探索、展示思维、归纳概念、理解概念。

（二）利用CAI技术的软件互动融合科学的、艺术性的教学法，教师可创设富于启发性的问题，开发学生的自主探索能力。

如顺次连接四边形各边中点围成什么图形？在《几何画板》的支持下，在屏幕上给出一个动态的四边形，从而各边中点所连接的四边形也是不断变化的。在这种情形下我们可给学生提供探索空间，什么情况下中点四边形会是矩形、菱形、正方形？

三、设计交互式训练，培养学生合作动手能力

教师在教学中，可以结合教材，先引导学生提出问题，再引导学生运用各种方法进行自主学习，营造一个交流与合作的学习氛围。也就是由信息技术创设一个好环境，即可以引导学生上网查找相关的资料，包括了解数学史、解题思路和方法、网上答题；或通过BBS、收发E－mail交流学习心得体会、开展研究性学习，让学生把网上学到的知识输入电脑，让全体学生得到共享。这充分体现了学生主体参与、合作学习的教学要求。在这样的学习环境中，创设交互式训练，使学生学习有了动力，发挥了学生的动手合作能力，实现了学生的自我反馈。广大学生在合作学习中互相关心，增进同学间的友爱，使学生不仅学会知识，而且学会做人，也使教师在课堂中成为学生合作的伙伴、讨论的对手、交心的朋友。

四、模拟生活场景，培养学生娴熟的动手能力

注重对学生通过实际动手解决问题能力的培养，关键在于从学生熟悉的场景出发，从生活的角度出发。

例如，在教学“梯形的面积”时，如果照以往方法，让学生用纸剪拼一次，然后，教师引导学生思考和推出梯形面积公式。这节课学生的探索一般到此，接下来就是对公式的应用。这样无疑是把学生的思维紧框在课本上，学生的创造性就受到束缚。为了激发学生的思维，老师可设问：“你有什么办法能求出梯形的面积？”这节课可采用电脑里的工具，让学生利用电脑对图形可切割、移动、旋转等特点，探索出多种推导梯形面积公式的方法。因为，电脑中图可反复使用，有的学生自己能探索出八种推导方法。通过这样，学生的动手能力得到很好的培养。

五、自编自导练习，树立学生坚定的自信心，激发勇敢的创造力

在七年级数学上册教学中，当学生学习完简单几何知识后，设计一个练习：利用计算机绘制七巧板的图案。在学校的微机教室，利用已有的“Z+Z”教学软件，让学生结对练习。以往要花费大量的时间剪七巧板，然后粘贴。现在利用“Z十Z”制作起来就十分方便，利用七巧板移动变换后拼出各种美丽的图案。既简单明了，又直观形象，图案的设计各种各样，学生自编、自导，练习在欢乐的氛围下完成，学生的自信心有了，创造力得到了体现，教师何乐而不为。

六、数学教学中利用CAI培养学生创新能力的困惑

计算机辅助教学进入课堂，有利于丰富学生的想象，拓展学生的视野，激发学生的兴趣，培养学生的创新能力。但在实践使用中困惑也不少。主要有以下几个方面：

（一）如何把握好CAI使用的“度”

1.怎样把握好CAI使用的“声”度

不恰当地追求多媒体的声音效果，忽视对教学的干扰，结果往往适得其反。我制作的一些课件，一开始就是一段音乐，在教学过程中，学生答对了，出现鼓掌声或者“你真棒”的赞扬声；答错了，来个“再想想”或者一个怪声音，这就把电脑的多媒体功能在辅助教学中用偏了。多媒体电脑确实能够把声音、图像、文字有机地组合在一起，形成一体化的教材，这是传统教材所无法比拟。但是，作为辅助数学这一特定学科教学的电脑软件，如果过多地追求“多媒体”，特别是莫名其妙地来一段音乐，就会适得其反，这不仅不能增强教学效果，反而干扰学生的思考，干扰了课堂教学，削弱了课堂教学效果。

2.怎样把握好CAI使用的广度

过分的在教学中依赖CAI，效果反而不好。主要体现在以“电子板书”代替“黑板板书”。有的数学课件以“电子板书”代替“黑板板书”，上课教师只需点击鼠标，对其他教学手段置之不理，使课堂由“人灌”变成“机灌”。这些只是简单应用了计算机的演示功能，教师成了播放员，学生成了观众。从课堂教学效益角度讲，有些可以用传统的教学手段讲得清清楚楚的知识点，如集合，教师就没有必要浪费大量的时间制作课件，采用计算机辅助教学。从学生身体健康角度讲，过多过滥的电子板书，有损学生的视力，容易产生眼睛疲劳，反而影响学习效率，降低学习兴趣，减弱学习动机。

如何在教学设计时，科学把握CAI使用的“声”度、广度，既不使学生感到枯燥，又能使学生少受干扰，使我感到困惑和沉思。

（二）如何在培养学生创新能力的过程中增强教师切实有效的引导

课堂教学的精髓就在于师生交流。因此，CAI课件的运用与数学教师主导作用的发挥并不矛盾，由于CAI课件的使用，使得数学教师不知在何时对学生加以引导，进而因为多媒体技术而放弃自身的作用。一味地让学生自主观察、联想、思考、质疑，而忽略自身的有效引导。但这样的结果却让学生在多数情况下看完课件后茫然无措。我的困惑在于：何时对学生进行激励教育下的方法引导，鼓励他们去克服困难，使教师的引导真正成为学生创新力爆发的导火索。

（三）如何突破CAI制作过程中的技术局限

我校大多数教师的电脑技术还停留在Word，Excel，Powerpoint的使用上。多数课件用Powerpoint制作，只有少部分课件就用Authoware，Flash制作。Powerpoint处理音频、视频、动画效果不理想，Authoware，Flash对平面几何、立体几何的图形及数学函数图像变化的处理有一定的局限性。现在用于数学课件制作的软件比较多，如几何画板、Z+Z教育平台、函数作图器等等，而我对好多软件的使用还不够熟练，本来Z+Z教育平台能够很好解决数学教学的各种需要，但学校经费无法保障购买到最新版，只能望“软”兴叹。因为制作技术局限是问题的关键，从而导致一些课件还存在界面不合理、操作繁杂、字体、颜色搭配不当、动画效果不理想，甚至数学图像、几何图形不规范等缺点。如何突破还有待我一方面努力去掌握其中几门数学教学软件，而另一方面还有待学校经费的保障，让我能接触、使用到智能化的教育平台。

（四）如何将展示现象和揭示过程紧密结合，培养学生的创新能力

大部分课件均以文字、图形、音像组成，设计了“复习引入”“授课内容”“巩固练习”“小结作业”等教学各个环节，授课教师只需按既定的步骤一步步展示并讲解即可。例如，初中数学的整式、分式、解方程或方程组；高中数学的一些定理证明、公式推导等，这些内容制成多媒体课件用于课堂教学，对于学生来说，只见步骤（同书本类似），不见过程。又如，解析几何、立体几何中相关图形的作法，电脑显示出图形作出的方法、步骤，形象逼真，学生看到的是电脑展示，没有看到教师的整个操作过程。这样的课件重在展示现象，忽视知识形成和发展及分析问题、解决问题的过程，虽是重“教”，却忽略了“导”和学生的“学”。显然，这不利于培养学生分析问题、解决问题的能力；更不利于培养学生动手能力、实验操作能力。如何将一个课件制作的既能展示现象，又能揭示过程，以利于启发学生的求知欲望和探究精神，是我应该思考的。

综上所述，紧跟信息技术发展的步伐，努力学习和掌握多媒体课件制作的新技术、新方法。充分运用两年半来所学到的现代教育技术理论，精心设计教学，努力创造条件，让学生在CAI的帮助下。在理解知识的同时，掌握技能和发展创新能力，使数学教学朝着信息化、网络化、多媒体化教育方向发展，是我坚定不移的奋斗目标。