浅谈计算机辅助数学教学课件的设计、制作和应用
烟台招远市北关实验学校 崔银勤 赵文玲 宋世龙
计算机辅助教学是一种用计算机帮助教师传递教学信息，实现教学目标，完成教学任务，以达到向学生传授知识、培养技能之目的的一种教学形式。
下面，笔者在经过大量实践与调查的基础上，就正确地设计、制作和运用计算机课件辅助数学教学，最大限度地提高课堂教学效率，提高学生的整体素质及各项能力方面，进行初步的探讨。
一、设计和制作课件应克服盲目性和盲从性
认为课堂上只要运用了计算机辅助教学手段，便是一堂好课，便能切实培养学生的素质和能力，这种观点是错误的。就数学学科而言，运用计算机辅助教学，能够突出重点，分散难点，并且具有直观性、形象性等特点，使学生看起来一目了然。但针对某一知识，在进行计算机课件的设计、制作和应用之前，首先要考虑到本知识的重点和难点，以及运用其他教学手段能否解决，而后考虑怎样利用计算机辅助教学来突破教学难点。例如，在九年义务教育五年制小学数学教材第七册第 55 页有这样一道练习题 :28 行播种机的宽度是 4 米，用拖拉机牵引，每小时行 5 千米，可以播多少公顷土地 ? 由于学生既没有生活经验，又没有适当的观察场所，对于 “ 宽度是 4 米 的播种机，播种 5 千米，播种的面积是长 5 千米 、宽 4 米 的长方形的面积 ” 感到很难理解。这时如果采用传统教学方法，教师用语言难以讲清楚，只能用于在黑板上简单地画画，效果不理想，大部分学生仍然听不懂。我们设计出如下课件，轻而易举地解决了这个问题。首先，我们设计制作了用拖拉机牵引 28 行播种机播种的动画 : 先显示它的宽度是 4 米，接着出现了计时钟开始计时，并播放播种机播种的动画，语言提示学生注意观察播种后土地的形状； 1 小时后，播种机暂停，屏幕显示已行了 5 千米，并以不同的颜色闪烁展示播种后土地的形状。这时所有学生都清楚地看到播种后土地的形状就是长 5 千米 、宽 4 米 的长方形，继而明白了要求播种多少公顷土地，必须先求出这个长方形的面积。短短几秒钟的生动演示，轻而易举地突破了教学难点，比教师再精练的语言描述或画画效果要好得多。
二、课件的设计和制作者应充分挖掘学生的创造性，创设广阔的问题情境
作为教师，不应满足于怎样用心地、努力地把教材内容讲清楚，而是要关注学生的学习状态，彻底摆脱单一的灌输形式，让每个学生都处于积极、主动的思维活跃状态，充分挖掘学生的潜能。例如，教学 “ 圆的认识 ” 时，对其中一系列概念，我们设计制作了如下课件。首先，请同学们欣赏一段带解说的动画 :“ 兔妈妈带着小兔到几何王国参观，小兔指着一个圆问 : 妈妈，这是什么 ? 妈妈告诉他这是一个圆。小兔又问 : 圆的中心那一个小红点又是什么 ? 兔妈妈说 : 我小时候没有读过书，有关圆的一些知识我也说不清楚。小兔听后着急地哭了，他很想知道有关圆的知识，同学们能帮助他吗 ?” 这时画面停止，老师问同学们想不想帮一帮小兔，同学们都异口同声地说 :“ 想 !” 老师接着说 :“ 下面我们就学习有关圆的知识，然后你再去帮小兔，好吗 ?” 此时，所有的学生都进入了角色。他们带着强烈的求知欲望，在老师的指导下边看屏幕上的演示，边努力地思考和掌握这一系列概念，达到了较好的课堂效果。
三、设计和制作课件要适合不同年龄阶段儿童的心理特征
不同年龄阶段的学生，其认知结构有很大差别，课件的设计必须与教学对象的年龄特征相适应。根据儿童认知发展理论，低年级的小学生正处于认知发展的 “ 具体运算阶段 ”, 其认知结构属 “ 直觉思维式 ” 。因此，低年级数学教学课件的设计应探索如何实施形象化教学，可大量采用生动的图形、动画和音乐等。例如，教学 “ 连加、连减 ” 时，课件显示 : 在绿色的草坪上有 3 只小鸡，他们一边唱着歌一边欢快地向前走，这时，后面又跑来 2 只小鸡，喊着 :“ 请等等我们。 ” 当 5 只小鸡刚要走时，后面又传来了一个声音 :“ 请你们等等我。 ” 又有 1 只小鸡吃力地走来了。这时音乐、动画停止，老师问学生刚才看到了什么，学生们都争先恐后地举手说 : 草坪上原来有 3 只小鸡，跑来了 2 只，又走来 1 只。这时，教师便可以引导学生很快地列出求一共有多少只小鸡的算式。
小学高年级的学生处于 “ 形式运算阶段 ”, 其认知结构也逐步向 “ 运算思维图式 ” 发展，正处在思维能力发展较快的阶段，但仍需要感性知识的直接支持。因此，高年级的数学教学课件要帮助和引导学生由直觉思维向抽象思维逐渐过渡，逐步发展学生的逻辑思维能力。例如，教学 “ 圆柱体的侧面积 ” 时，利用课件先在屏幕上显示一个圆柱体，由教师提出问题 :“ 圆柱体的侧面展开是什么形状 ?” 让学生想像和思考，接着画面上缓缓展开圆柱体的侧面，使学生清楚地看到圆柱体的侧面展开后是一个长方形。此时，再由教师提出问题 :“ 这个长方形的长相当于圆柱体的什么 ?”“ 长方体的宽相当于圆柱体的什么 ?” 让学生思考并再看一下刚才的演示，进而推导出圆柱体的侧面积计算公式。像这样的计算机课件，只是在屏幕上显示出展开几何图形的动静变化以及色彩的变化，虽然没有像低年级的课件那样栩栩如生、充满趣味，却能很好地促使学生由直觉思维向抽象思维逐渐过渡，从而促进对学生逻辑思维的培养。
四、设计和制作课件要注意多样性
多数学生对数学练习题没有好感，甚至觉得枯燥无味，只有 “ 应付了事 ” 。针对以上实际情况，我们设计了大量的异步题库。在制作和应用方面，依据行为学习和认知理论，遵循反馈和强化原则，即对学生的答案信息进行判定后，立即反馈给学生。以乘法教学为例，屏幕上先呈现问题 450×20=? 学生可能回答 900, 这时计算机自动判断并呈现反馈信息 :“ 请再想一想,再算一遍。 ” 在此负强化的信息后，学生再不会做出与原来相同的答案。学生如果回答 9000, 计算机判断正确后及时给予正强化 :“ 完全正确 !450 乘以 20 是 9000 ,要注意看清积的末尾应写多少个 0 。 ” 在这样的交互练习之后，如果再出现这道题，做题的正确率就要高得多。通过对学生做题时的速度测试，可以取得传统练习所得不到的效果，特别是在出现错误时，计算机自动提示 :“ 别灰心，加油 !”“ 再加把劲儿 !” 这些增强了学生战胜困难的信心。当答案正确时，计算机自动提示 :“ 你好棒 !”“ 你真了不起 !” 这些肯定和表扬的提示，使学生感受到成功的喜悦。通过这种练习形式，学生平日做练习题时再也不会感到枯燥无味，极大地提高了学习效率。
五、屏幕画面的设计要体现艺术性
屏幕设计水平影响着课件的形象，良好的屏幕设计可有效地激发学生的学习积极性。它包括版面设计、次序设计、颜色搭配、字体形象、修饰美化等内容。计算机辅助教学课件的屏幕设计要比 - 般多媒体产品技术要求更高，即除了追求屏幕的美观、形象、生动之外，还要求屏幕所显示的内容具有较强的教学性。而目前制作和使用的课件，其屏幕形象大多比较单调，当学生的新鲜感过后，便觉得索然无味了 O 这就要求课件的设计者和制作者还应具备较高的审美素质。对于计算机辅助数学教学，掌握运用听觉手段和掌握运用视觉手段同等重要。从某种意义上说，声音创作远比画面创作复杂得多。声音包括解说、自然音响、背景音乐三部分，而解说已被普遍受到重视，如目前由授课教师担负的讲解和引导，就更具灵活性和生动性。但背景音乐、自然音响也应有一定的地位。由于受教学内容的限制，有时画面比较平淡甚至枯燥。如果加进适当的背景音乐和自然音响，能强化画面表现力、感染力，激发学生学习的热情，提高教学效果。例如，在教学 “5 的认识 ” 时，先播放一段动画并配以相应的解说 :“ 今天是小明的生日,小明的爷爷、奶奶、爸爸、妈妈正在为他做好吃的饭菜和生日蛋糕。小明高兴地想 : 今天是我的生日，我要帮爸爸、妈妈干家务活 !” 这时，屏幕上出现了一张饭桌，欢快的音乐响起，小明拿来许多餐具摆好。通过解说和音乐的合理搭配，使学生完全沉浸在欢快的气氛中。这时教师引导学生思考 : 小明应该摆多少套餐具 ? 学生马上会想到有爷爷、奶奶、爸爸、妈妈，还有小明，一共是 5 个人，应该摆 5 套餐具 …… 学生在教师创设的欢快气氛中，既轻松地认识了数字 5 的基本意义，又进行了思想品德教育。
六、课件的设计和制作应重视学生学习过程中的个体针对性和自主选择性
目前，现有课件大多属于固定结构的课件，虽具有形象性、直观性的特点，但作为完全在教师控制下的课件，执行顺序完全由设计人员根据自己的教学思路预先设定的，因此学生的学习顺序及内容不能根据学生的学习情况而改变，个别化学习特点不够突出。面向 21 世纪的教学课件的发展趋势，应向生成型结构及智能型结构发展。我们正在尝试运用计算机高级语言制作生成型结构的课件。生成模式是在一定基础上，针对某一知识，系统能够根据学生的学习情况自动升级。学习新知识后，便可进入练习阶段。练习题是系统根据学习内容随机出题，形式不拘一格，有一般习题，也有实际应用题。在练习过程中，系统时学生做出的结果进行判断，及时反馈和肯定，并根据学生出错的次数，呈现不同的提示和讲解。当本次学习任务完成后，系统对学习情况进行记录，并根据学生的实际学习情况，自动呈现下一步应该学习的内容，供学生进行掌握和学习。学生通过这种课件进行学习，可以尽情地发挥自己的聪明才智，可谓是 “ 海阔凭鱼跃，天高任鸟飞 ” 。生成型和智能型课件的制作和应用，适应了 21 世纪人才发展的需要，是计算机辅助教学中的一个新的领域，也是需要大家共同深入探讨的问题。
总之，对学生进行计算机普及教育，将是我国基础教育改革中所面临的不容回避的重要课题，而设计出优秀的计算机辅助教学课件，使师生在掌握计算机基础知识的基础上，作为学习知识、培养能力、开发智力的有效工具，是关系到培养 21 世纪创新型人才的重大问题。