利用计算机优化小学数学教学过程提高教学质量与效益的研究实验研究

利用计算机优化小学数学教学过程提高教学质量与效益的研究实验研究总结下东营小学侯志峰一、问题的提出素质教育针对当代教育的种种弊端从教育的价值取向上提出了教育改革的命题。而计算机辅助教学则着眼于高速发展的信息时代的需要，从教育的形式与手段上促进教育改革。布鲁纳的发现学习理论认为，在教学过程中学生是一个积极的探究者，教师的作用是为学生提供一种独立探究的情境，而不是为他们提供现成的知识。这种让学生自己来发现知识的奥秘及内在规律的教学方法，必定会促使学生积极参与学习活动的全过程，从而获得理想的学习效果。实施计算机辅助教学，可以为学生创设更好的学习情境和探究材料，实现真正的发现学习。建构主义的学习理论认为，儿童是在周围环境相互作用的过程中，逐步建构起关于外部世界的知识，从而使自身认知结构得到发展。儿童与环境的相互作用涉及两个基本过程：“同化”与“顺应”。建构主义提倡在教师的指引下的以学生为中心的学习，也就是让学生通过一定的情境，借助其他人的帮助，利用必要的学习资料和信息资源，通过意义建构的方式而获得知识、提高智力、发展能力。学生真正成为意义的主动建构者，教师要成为学生建构意义的帮助者、指导者。建构主义的教学模式是以学生的学习为中心，在整个教学过程由教师起组织者、指导者、帮助者的“导演”作用，利用情境、协作、会话等探究环境要素，充分发挥学生的积极性、主动性和创造性，最终达到使学生短时、高效地实现对当前所学知识的意义建构之目的。由上可见，创设教学情境，调动学生学习的兴趣，引导学生参与其中，进行独立的或者是合作的学习和探索，是优化教学教学过程，提高教学质量和效益的关健，计算机能够利用自身的优势将数学中的一些抽象知识具体化，将几何知识中的一些看不到的知识直观化，将一些枯操的数学知识变得生动有趣，比较容易的为学生创设一个学习情境，从而促进学生主动的发展。二、研究过程与方法1、实验设计：单组实验。（1）实验假设①学生学习的主动性明显提高。课堂上由于计算机课件的新颖性和趣味性，能引发学生的好奇心，使学生在课堂学习中表现出极大的兴趣，也由于CAI课件的设计一般都形象直观、生动有趣，也可以极大调动学生的学习积极性。因此，他们喜欢上数学课，对数学学习充满了自信，学习积极性提高，从对数学的外在兴趣变为内在兴趣，促进兴趣由低到高，由有趣－－乐趣－－志趣的转化，进而自觉、主动地参与到学习活动中来。②学生掌握知识的时间缩短。计算机能根据教学需要将教学内容实现大与小、远与近、动与静、快与慢的转化，生动地再现事物发生、发展的过程，克服人们感官的局限性。扩大了学生认知的时空，缩短学生的认识过程。通过向学生展示丰富的典型的具体经验和感性材料，可以突出观察点，揭示现象的本质，减少了学生观察的困难；同时，CAI可以将图像分解、组合，揭示现象的内在联系，引发学生深入思考，减缓思辨的难度；丰富学生的联想，减少学生想象的困难，因此会缩短学生掌握知识的时间，原来40分钟的教学任务，现在30-35分钟就可以完成。③教学质量明显提高。计算机能克服了传统教学手段的局限，使教学环境得以延伸和扩展，扩大了学生认知的空间，增大了教学容量。同时计算机能把丰富的信息多层次、多渠道地向学生进行传输和反馈，调动了学生多种感官的参与，使学生处于积极的思维状态，发挥了主体的最大潜能，有助于学生对知识的理解和巩固，从而使教学质量明显提高。（2）实验对象的选取及控制研究对象我班全体学生，因为该实验为非选择性实验，不是利用用计算机能否优化教学过程提高教学质量的选择，而是利用计算机一定能提高教学质量，我们如何在教学过程中进行操作的创新性研究，我班学生上四年级学习常规基本形成，揭题时为六年级，有利于我们进一步的调查。2、实验方法该实验即有大面积提高教学质量的量化研究，也有学生学习兴趣、主动性等个性方面的质的研究，因此我们的研究采用调查法、问卷法、实验研究法和行动研究法等多种方法相结合的方法，通过心理测验、问卷调查、假设判断等，对学生的学习兴趣、学习的主动性、创新意识、合作意识、学习的质量等方面做、定量、定质的分析。三、实验的具体措施①成立课题实验领导小组和课题实验小组，制定实验方案，制定全面系统的实验计划，对实验课题进行全面管理。②学校先后修订了《课时工作量制度》规定每利用电教手段上一节课，增加一课时的工作量；修订了《实验班内部体制改革试行条例》规定实验教师优先参与聘任，学校还专门出台了《实验小学教育实验管理办法》规定了实验教师的权力和义务；这些政策的修订使我们的实验有法可依，保证实验的顺利实施。③不断加强教师现代教育技术培训，以适应不断发展的现代教学手段。④加大投入不断完善硬件、软件建设。⑤每月每位实验教师执教一节专题实验课。⑥每学期召开一次课题实验专题会，每月召开一次实验总结会研究实验中出现的问题，并对下一步实验提出实验方案和实验建议。⑦注意及时搜集实验信息，及时掌握外界发展和更新换代情况保证实验具有超前性和实用性。⑧写出实验总结，进行成果交流，修订教学课件，形成教学模式，出示公开课。⑨实验课题组形成共同意见，撰写成果报告，组织全面实施和成果推广。四、实验结果分析1、学生学习主动性的实验分析：我班学生与其他班学生学习动机诊断测验对比统计表分量表我班学生其他班学生平均分等级平均分等级成功动机知识学习场面26．53334技能场面283293运动场面29．5331．53社会生活场面263303考试焦虑促进的紧张23．53314失败回避的紧张243193自己责任性93134要求水准-假设场面182223我班的学生利用计算机辅助课堂教学进行了三年的实验，其他班没有参与，从上面测验结果看，我班学生在知识学习场面、促进紧张、及自己责任性方面明显的高出了其他班学生，从这里我们不难看出在利用计算机辅助教学的过程中学生的学习主动性得到了锻炼，从而进一步证实了，课堂上学生的学习主动性明显提高。：2000年春季学校提出了在利用现代教育技术提高教师素质、优化课堂教学的基础上，改革课时教学模式大面积提高教学质量的要求，下面是：从以上的调查问卷中，不难看出我们的课时改革，不但没有影响学生的学习效果，反而使他们提高了学习效率，节省了学习时间。而节省的时间还给学生后又增大了他们学习的弹性限度，同时最大限度地提高了学生学习效度与信度。3、对学生素质提高的调查分析：时间占全部学生的％考察项目前测时后测时对数学课感兴趣的同学16％56％思维敏捷的同学24％36％思维逻辑性强的同学22％60％发散思维强的同学20％36％计算机操作熟练的同学5％48％我班学生实验前后的调查问卷从上面的统计看出学生在实验前后，学生对学习的兴趣、逻辑思维能力、操作能力等了明显的提高，从而也反映出学生的综合能力、综合素质得到了发展。3、教学质量提高的实验分析:我校实验班的学生的平均成绩与其他班的数学平均成绩存在着显著的差异,即我校的数学平均成绩明显高于其他小学数学的平均成绩,也就是说我们的实验优化了课堂教学过程，提高了教学质量与效益。五、结论与讨论利用计算机辅助小学数学教学与传统的教学有明显的优势很，它能使教学活动突破时空限制，把文字、图形、图像、动画、音频、视频等多种媒体结合在一起，并提供人机交互功能，使静止的图文视听化，复杂的内容简明化，抽象的思维过程可视化，知识的发生过程动态化。优化了小学数学教学过程，全面提高了教学质量。在实验的过程中，广大实验教师认真实验、不断总结，终于在利用计算机优化课堂教学、实施CAI的原则、方法及基本课型教学模式等方面形成了自己初步的理论，同时在实验过程中还锻炼了一支高素质的教师队伍。（一）利用计算机的CAI课件能够优化小学数学教学过程。1、CAI提高了课堂教学质量，培养了学生的多种能力运用CAI，发挥了计算机的优势，克服了传统教学手段的局限，使教学环境得以延伸和扩展。CAI扩大了学生认知的空间，增大了教学容量。将知识的发生、发展的全部展现于课堂。CAI形象化和直观化的特性，把丰富的信息多层次、多渠道地向学生进行传输和反馈，调动了学生多种感官的参与，使学生处于积极的思维状态，发挥了主体的最大潜能，有助于学生对知识的理解和巩固。CAI可以发挥其信息处理与图形输出的功能，展示生动的动态形象来揭示复杂的过程，注重展现概念的形成过程、规律的推导过程，注重学生从已知到未知、由感性到理性、由理解到应用的认知过程，因此化难为易，促进学生从操作到表象，由形象思维向抽象思维进渡，提高了学生的初步逻辑思维能力，丰富了空间观念，进而提高了学生解决实际问题的能力。2、CAI可以激发学生的学习兴趣，引导学生积极主动地参与到学习活动中来美国心理学家布鲁纳说：“学习最好的刺激是对所学学科的兴趣”。学生一旦对数学产生兴趣，将达到乐此不彼，废寝忘食的地步，他们会克服一切困难，充满信心地学习数学，学好数学。由于CAI教学形式的新颖性和趣味性，引发了学生的好奇心，使学生在课堂学习中表现出极大的兴趣，也由于对计算机的兴趣，使之泛化到所学的课程。此外，由于CAI课件的设计一般都形象直观、生动有趣，也可以极大调动学生的学习积极性。因此，他们喜欢上数学课，对数学学习充满了自信，学习积极性提高，从对数学的外在兴趣变为内在兴趣，促进了兴趣由低到高，由有趣－－乐趣－－志趣的转化，进而自觉、主动地参与到学习活动中来。3、CAI便于突破教学难点、提高学生数学能力教学内容中的一些重点、难点，利用常规教学手段难以达到理想的教学效果，而CAI，能根据教学需要将教学内容实现大与小、远与近、动与静、快与慢的转化，生动地再现事物发生、发展的过程，克服人们感官的局限性。扩大了学生认知的时空，缩短学生的认识过程。通过向学生展示丰富的典型的具体经验和感性材料，可以突出观察点，揭示现象的本质，减少了学生观察的困难；同时，CAI可以将图像分解、组合，揭示现象的内在联系，引发学生深入思考，减少思辨的困难；丰富学生的联想，减少学生想象的困难；帮助学生建立正确的空间观念，培养了学生思维的灵活性、深刻性和创造性。正是由于上述的认识，我们自2002年春开始进行一节课由40分钟改为35分钟的课时改革，实践证明这项改革，不但没有影响学生的学习效果，反而使他们提高了学习效率，节省了学习时间。（二）利用计算机辅助小学数学教学的原则采用CAI，可以激发学生的学习兴趣、突破教学难点、减免时空局限、扩大信息量、增加课堂密度，较其它的教学手段有无法比拟的优越性。但在实际的教学中，为了让其发挥更大的作用，切实提高课堂教学效果，还应注意坚持以下几项原则：1.明确服务性即教师始终明确计算机在课堂教学中的服务地位，认识到CAI只是课堂教学的辅助手段，它既不能完全包办教师的讲解、点拨，又不能代替学生对学具的操作、概念的理解和公式推导的参与。2.强调针对性即采用CAI要依据所教学的内容，有针对性地运用，避免课堂上的滥用及不分时机，使用不当等情况的发生，否则会影响课的效果和课堂教学效率。3.强化目的性即本节课要通过CAI突出什么重点，突破什么难点，训练学生什么思维，发展学生哪些能力等等，都要事先考虑周到。这样，课上才能带着一定的目的去实施CAI，CAI才会真正发挥其应用的作用。4.注意适度性注意适度性，是指课堂上采用CAI要围绕突出重点、突破难点、提高课堂教学效率的目的来组织教学，真正做到能用计算机的用计算机，该让学生自己主动参与的让学生主动参与，学生能独立解决的问题，让学生独立解决。5.加强指导性任何电教媒体步入课堂，并在课堂中发挥其积极的作用，都离不开教师适时、适度的讲解、点拨。所以说，采用CAI，教师要结合教学内容、课件演示的情况、学生实际的认知水平等条件加以必要的指导，以提高CAI的效果。6.克服呆板性即在实际的课堂教学中，并不一定要完全按课前编制的课件一步一步去完成教学，要以课堂教学的实际需要为前提，该灵活处理的地方作灵活处理，即该采用CAI就采用，没必要的环节，就大胆删除。当然，这离不开教师驾驭课堂的能力和对事情处理的灵活性。7.侧重趣味性即采用CAI，要以趣味性为前提，真正体现计算机能把图象、声音、文字直观形象地组合展示的优势，调动