“关于多媒体计算机在小学数学课堂教学中的应用研究”课题研究终期报告
如东县丰利小学教科室
一、课题研究的背景和研究构想
自1946年第一台现代电子计算机问世至今，其发展之快，对社会所产生的影响之大，变革之深刻，是任何事物都无法比拟的。计算机在今天几乎向一切部门渗透。计算机的微型化、网络化的发展，则使计算机一天天向我们靠近，影响着社会的各个方面，同时也在改造着我们生活的环境。科学技术的发展进入教育领域，出现了视听教育，因其重视在教育和教学过程中重视具体形象的作用，取得了显著的效果。国外的中小学，早就把计算机作为工具和教具在教学中加以应用，我国中小学的计算机教育也已由试验期迈向发展期。计算机与基础教育相结合是新技术革命与改革的必然趋势，•是信息社会对教育的新要求。随着计算机的迅猛发展和日益普及，计算机在学校的教育教学中发挥着越来越大的作用。尤其是近年来发展起来的计算机多媒体技术及网络技术，由于其兼有声画传输功能与信息处理功能，运用至数学课堂教学领域中，能提供住处传递的最优方法和手段，使学生不仅能向教师和书本学习，还可以向现代化的教育媒体学习，从而高效率、高质量地来实现教育的既定目标。为教育教学上的广泛应用插上了金色的翅膀，使得教育面临着一场革命，形成了现代化的新型教育方式----计算机辅助教学（Computer Aisted Instruction简称CAI）。
针对学生的年龄特征和心理特点，在数学课堂教学中运用多媒体计算机辅助教学，让这一新型的现代化教学手段与数学课堂教学各子系统发生功能上的耦合，会产生明显的协同效应。这一研究有着很广阔的前景和很强的实践意义，•我们于1997年7月向如东县教育局申报了“多媒体计算机在小学数学课堂教学中的应用研究”课题。1997年8月教育局行文[东教科字（97）第4号]批准了该课题为如东县“九五”教育科研课题。
二、研究目标、内容和措施
（一）研究目标：
1．通过该课题的研究，•以突出学生的主体地位，促进学生主动积极地学习，提高学生的参与程度和学习能力，培养学生现代化科学意识，促进学生素质的全面提高。
2．通过该课题的研究，以发挥教师的主导作用，减轻课务负担，优化教学过程，提高课堂教学效率，获得最佳教学效果。
3．通过该课题的研究，以增强教师的现代化教学意识，促进教学素质的提高。
（二）研究内容：
1．探索运用多媒体计算机，提高学生能力的有关途径、方法和措施，构建良好的现代化数学课堂教学模式。
2．多媒体计算机的运用与传统教学方式的适应、完善和补充。
3．结合数学学科特点，研究课堂教学中如何运用多媒体计算机来培养小学生的计算能力、•形成数学概念、•提高应用题解题能力。
（三）研究措施：
1．建立组织，确定研究对象：
为保证该课题的研究，学校管校长直接协调课题研究进展，分管王校长主持该课题研究工作，教科室副主任陈爱明具体调控该课题的研究。对全面统筹规划、加强领导和管理，建立严格科学的管理制度，使课题研究纳入规范化的轨道。（课题组成员名单及其职责略）
2． 规范管理，建立保障机制：
在整个研究活动的运行上，我们采用“集中----分散----集中”的循环方式，•每双周集中活动，互通各成员近期研究目标、方案，确定听评科研课，进行理论学习等相关的集体活动事项，再分头让各实验教师独立研究、实践，至下一次集中活动再行汇总分析。在此基础上，要求每位实验教师在每个阶段对自己的研究进行阶段性总结，并交流评比，使整个课题既有个人的实验研究过程，又能及时得以检查、调整，从而形成一个有机整体，使课题研究能正常运行并向纵深发展。
（1）领导重视，创设有利于计算机辅助教学的外部环境
该课题研究的顺利进行，得力于教育局领导的关心和支持，为课题研究营造了良好的外部环境。学校领导对于该课题的研究也表示了极大的关心和支持，投资十多万元建成了多媒体教室，购置了扫描仪、数码相机、液晶投影仪等设备，来保证课题的顺利进行。
（2）更新观念，形成有利于计算机辅助教学的基本特色
在迈向二十一世纪的同时，•人类在步入信息社会，“T”型人才教育目标与传统教学模式的矛盾呼唤着现代教育技术的介入。实验起始阶段，我们就不断学习有关现代教育理论，使实验教师深刻认识到以计算机技术为基础的多媒体教育对发展学生智力、培养现代人才具有十分深远的意义。加快计算机辅助教学的研究势在必行，从而在思想上形成共识，•并内化为自觉行动。
（3）加强培训，建立有利于计算机辅助教学发展的队伍
开展“多媒体计算机在小学数学课堂教学中的应用研究”，重在师资队伍建设。进行该课题的实验，确需计算机专门人才，更需一大批有丰富教学经验而又能掌握计算机操作及有关知识，积极参与开展研究的专业人才。因此，有重点、分层次地抓住各种时机开展教师培训工作，建立一支能适应“多媒体计算机在小学数学课堂教学中的应用研究”的队伍是全面开展课题研究的首要工作。我们一方面做到培训全面，使全体实验教师能使用教学软件进行辅助教学，能掌握、评价软件；另一方面做到培训重点，使部分有能力的实验教师能编写软件脚本，制作软件。
由陈爱明创意设计、张建华制作的《分数的初步认识》课件被南通市教委教研室选为优秀课件，并由华东师范大学出版发行。
三、研究过程与结果
第一阶段：明确研究目的，确定研究方向
小学数学教学改革在经历了落实“双基”、发展智力、培养能力和从局部、单个的教学方法改革到重视非智力因素的整体优化改革之后，直到现在的摆脱应试教育的束缚，以素质教育为核心的改革，这中间每前进一步都是由不断积累和活跃的教育思想转变为先导的。当前，我们要明确这样一个方向：跨世纪对学生数学素质教育有哪些要求？信息时代教育技术将要发生哪些变化？如何应用多媒体技术促进数学教学改革？这些问题需我们在理论上给予解释，在实践上给予定位，并进行开创性的操作研究。
因此“多媒体计算机在小学数学课堂教学中的应用研究”必须以现代理论和科学方法为指导。研究的起点要实，不能空。坚持理论与实践相统一，要把研究落实到某个知识点、某个法则规律和数量关系的变化的教学上；研究的着眼点要高。多媒体技术在小学数学课堂教学中的运用，到底促进了学生数学素质哪些方面的提高？数学作为文化的重要组成部分，它的内容、思想和方法已广泛渗透到社会生活的诸方面。多媒体技术在小学数学课堂教学中的运用，要着重研究如何使学生从小学会从数学的角度看待和处理生活中的现象和问题，使学生在获取数学知识的同时，逐步形成良好的思维习惯和自觉运用数学的意识；研究方法要新。多媒体计算机在小学数学课堂教学中的应用研究，要以教会学生基本的数学思想为干，强调数形意识的培养、数量关系的分析与转化，注重优化思想、统计思想的建立，逐步培养学生的推理意识；研究措施要具体。多媒体计算机在小学数学课堂教学中的应用研究要和学生数学学习的具体内容，如数与计算、几何初步知识、简易方程以及数学实践活动紧密结合起来，突出媒体优势，强化思维训练，促进能力的发展和素质的提高。
多媒体计算机在小学数学课堂教学中的应用研究要为探索新的教学模式、发展新的教育技术理论起积极作用，并提供科学的信息资源。通过学习，我们统一了这样的认识：
1．进行该课题的研究不能搞花架子。•多媒体技术在数学课堂教学中的应用，在多数教师的眼里只是花钱的摆设，作用不大。教学中长期存在的学生数学学习负担和心理负担过重、教学方法陈旧、教学质量不高的问题，总是困扰着我们的数学教学，还没有得到根本性的改变。实验中我们要彻底改变这种错误的认识。
2．多媒体技术在小学数学课堂教学中的应用是一种教学手段。数学是研究客观世界的数量关系和空间形式的科学，它具有概括性、抽象性和逻辑的特点。小学生对某一新的数学内容的学习依赖于学生生活体验和知识积累，尤其是数学活动经验。在数学教学中，采用多媒体教学，运用“形、声、色”形象、直观、动态地展示数学知识的发生与发展过程，就要和学生的学习行为、知识经验和情感状态发生联系，就要通过调动他们已有的知识和经验来同化新的知识。多媒体计算机在小学数学课堂教学中的应用，对改变现有教学模式将会产生积极作用，但它只是教学手段，而不是数学教学追求的最终目标。
3．研究中要注重帮助学生构建完整和谐的认知结构。•认知心理学的研究表明，学生数学认知结构的建立是数学教学应该追求的目标。它可以分解为一套知觉表象（数量的、图形的、符号的）；比较抽象的概念、技能和学习策略获得等心理成分，它是学生在数学认知活动中形成和发展起来的。认知结构的残缺和不和谐常导致学生数学学习发生困难。多媒体的运用要结合学生数学过程，帮助学生建立合理的数学认知结构。
第二阶段：实施课题研究，总结探索规律
现代化教育进程使教育从知识灌输型转变为启发受教育者个人思考、主动探索知识的多元化教学形态。在这种教学形态中，学习者是爱教育者自动的学习，是学习过程中的中心和主体。多媒体计算机这种现代教育技术兼有声画传输功能与信息处理功能，在小学数学课堂教学领域中的运用，不但能提供信息传递的最优方法和手段，使学生不但能向书本和教师学习，而且还可以向现代化的教育媒体学习，为学习者主动的、高质量的相互作用型学习模式提供了新的发展机会，从而高效、高质地实现教育的既定目标。
在第一阶段实验的基础上，我们又在数学课堂教学中就如何运用多媒体计算机，激发学习学习兴趣，提高学生能力的有关途径、方法和措施，构建良好的现代化数学课堂教学模式；与传统教学方式的适应、完善与补充；结合数学学科的特点，培养学生的计算能力、形成数学概念、提高应用题的解题能力等进行了进一步的研究。
１．激发学习兴趣，促进主动参与
学习兴趣是学生对学习的一种积极的认识倾向，它是学生获取知识、拓宽眼界、丰富心理活动的最主要的推动力。在CAI教学环境下，小学生面对众多的信息刺激必然会产生强烈的好奇心，这种好奇心一旦发展为认知兴趣，则会表现出强烈的参与欲望，进而提高课堂教学的有效达成。像时、分，２４时记时法，元角分等教学内容，学生已有初步的感性生活积累，但往往是“知其然”而难以“知其所以然”。教学中，如运用多媒体的音、形、像等功能，再现生活实际，熟悉的画面，悦耳的音乐，能给学生以真切的感受，产生愉悦的情绪。使学生产生浓厚的学习兴趣。
２．动静结合展示，活化深化教材
数学教材展示给学生的是一个静止的世界。我们应根据教学大纲、教材的要求和学生的认知特点，把静态的教材转化成一个动态的认识活动过程。要将静态的教材竖立起来，要以成功地运用信息传媒－－多媒体计算机，将抽象的教材内容组成一个系统性强、逻辑层次清晰、梯度适宜，具有新鲜感的最佳认识序列，帮助指导学生有效地学习，以利于学生将教材的知识结构转化为自忆的认知结构，使教材内容得以“活化”。
多媒体技术是把声音、文本、图形、图像和动画等多种媒体的信息通过计算机进行数字化加工处理，再和通讯技术相结合形成一个综合整体的技术。这种技术的优点是传输的信息容量大,展示给人们声、像、画的听觉和视觉的立体、综合效果。如我们把这种技术用于向学生展示知识的形成过程，化静为动，化虚为实，传送给学生多种感官的刺激和反应，使知识的形成过程更直观、更形象，弥补了教师讲解的不足，扫除学生认知、感知的障碍，丰富学生的感知,•增进学生对所感知内容的保持和识记，减少对所感知内容的遗忘。
利用多媒体计算机辅助数学教学，在新知传授过程中，教师要把握住新旧知识的最佳结合点，找出新知的诱发点，扣住解决问题的基本思路，引导学生把所学知识与已有的知识结构建立联系，内化成学生的新的知识结构，并有效地控制教学节奏，要在关键处着力，使教材内容得以“深化”。例如“除数是小数的除法”计算教学，法则的推导，可以利用计算机的动画效果，让学生清晰地感受到画面的变化过程，就是计算法则认知发展过程，也是未知向已知转化的过程。使学生不但知道结果，而且知道结论的演变、推导过程，从而真正、有效地去掌握法则。建立对计算算理的第一感知，使其对算理的掌握不发生偏差，是计算教学第一位的任务。
知识的获得必须引入到适当的位置上，弄清新信息是否引入到知识结构中去，仅依靠语言、文字、数据来进行教学，用这种单维的方式刺激大脑，效度不高，也很容易造成学生的学习疲劳，使学生的学习处于抑制状态。利用多媒体计算机进行“９加几”的教学，可以设计成这样的教学过程：学具操作－－摆脱操作－－建立表象－－掌握算理。学生通过操作学具，对９加几的算理已有初步的感知，怎样摆脱学具建立表象，是理解上的一次跨越。利用多媒体计算机辅助教学可以顺利地实现这个跨越。针对低年级的特点，设计小灵通算题的卡通，把“小数分成１和几，９加１凑成十，十加几得十几”的凑十规律暗含在里面，让小朋友在观看卡通的过程中进行感知；最后让小灵通出题“９＋２，９＋３，９＋４，９＋５”给小朋友进行计算，让小朋友在计算的基础上形成９加几的简约化思维过程。
3．呈现教学过程，突破教学难点
人们对事物的认识总是由具体到抽象，从特殊到一般，从简单到复杂，从感性认识到理性认识。小学生年龄小，知识贮备少，加之缺乏生活经验，往往不了解事物内部的本质联系，只是根据事物的外部特征进行概括和作出判断。小学生的思维仍以形象思维为主，对抽象的数学知识的把握仍离不开具体形象的支撑。课堂教学中，我们常会遇到一些比较抽象的问题，这就为学生“在原有认知结构基础上，形成新的认知结构”带来困难，教师单纯用常规教学手段难以向学生阐述清楚，采用微机动态图像演示，利用其丰富的媒体不仅能把高度抽象的知识直观显示出来，而且其突出的较强的刺激作用，有助于学生理解概念的本质属性，促进学生“建构”。
如采用多媒体电脑教学“线段、射线、直线”，可以先在屏幕上显示一组图形，让学生辨认直线和线段，然后，将线段向右边似光线射出一样地匀速延伸形成射线，学生看后马上就能悟出射线是怎么形成的。此后，再进行如下教学，①分别闪烁直线上线段两点间的部分和两个端点。启发学生说出：线段是直线上两点间的部分，线段有两个端点；②将直线向左右两边适当延伸后，问学生直线还可以向两边延伸吗？引导学生想象出直线无限长，它没有端点……
计算机辅助教学还能把复杂信息连续分解为简单的信息，这样有利于学生对复杂信息的识别。如：在“圆的画法”的教学中，可先让学生观察一条线段绕一个端点（定点）顺时针旋转，直至另一端点扫出一个圆，让学生初步感知圆的形成过程。接下来，将画圆的步骤分解展示给学生，使学生获得“画圆”的完整信息。具体步骤：①清除屏幕，并且在屏幕的中央显现一红色亮点，闪烁数秒后，在其旁打出“圆心”；②在屏上显现一条以圆心为一个端点，另一端在圆上的线段（虚线），闪烁数秒后，在其旁打出“半径”；③展示半径绕着圆心旋转，直到画出一个圆。并在整个过程中适时加以解说。通过这样的教学，学生会牢牢地记住画圆的每一个步骤和要领。计算机辅助教学将那些看似静止的、孤立的事物活动起来，从而使学生较容易地找出事物之间的联系，促进对知识的理解。
心理学的研究告诉我们，学习者的学习并不意味着对外界信息被动的输入和记录，而更多地表现为一种对信息的主动的选择、推理和意义建构。因此，学生在感知教材时，如能把知识的前后联系沟通起来，感知得会更加深刻。如在进行“长方形、正方形、平行四边形”复习时，设计这样的过程。在电脑上出示一个平行四边形，让学生再现它的特征，然后沿对角挤压，幻化成一个长方形，让学生感知长方形是一种特殊的平行四边形；再让长方形沿着它四个顶点向内挤压、收缩成一个正方形，这样沟通知识的前后联系，让学生集中感知这三者之间的联系和区别，可以促进学生感知的正确迁移，感知的程度更加深刻。
4．扩充信息容量，增加教学密度
利用计算机多媒体技术可以进行高密度的知识传授，对信息进行优化处理，从而提高课堂教学效率。图形不是语言，但比语言更直观和形象，包容的信息量更大。动画又比图形更形象和生动，利用文字的闪现、图形的缩放与移动、颜色的变换等手段，不仅容量大、速度快、效果也更好。
5．实行人机对话，进行学习评价
利用CAI进行的程序教学，教师可以把要获得的反馈信息与进行学习评价的方法和过程，编入计算机程序之中，进行个别化学习指导。学生通过自己操作，人机对话来对学生的自我学习进行评价，将大大提高教学效率和教学质量，为自主学习带来极大的可能。
6．建立训练题库，形成技能技巧
学生积极参与的学习，应以发展各种技能的活动为基础。利用多媒体计算机自动传递快、练习程序强、存储信息容量高、提取信息方便快捷，针对计算教学要加强练习的特点和每个知识点的训练重点、要求，建立练习信息题库，随时调用，不断增补内容，扩充项目，让学生“反复操练”，以适应四则计算中的具体情况和种种变化，增大练习密度，获得更多的练习机会。可以减轻学生过重的课务负担，为学生形成计算能力和全面发展，创造更多的时间和机会。
在数学课堂教学中，以现代教育媒体为重要标志的CAI，向学生提供了可感知的形象，创造了可参与的情境，进而有效地调动学生的学习积极性；还可以更好地突出教学重点，解决教学难点，为学生素质的提高带来了可能，已成为越来越不可缺少的教学手段，我们不应再仅仅满足于讲述和板书来进行教学了，用好CAI这个辅助教学手段，推进教学改革，实现课堂教学过程的整体优化大的可能，为我们学生的发展带来最大的可能。
在此阶段，共进行了14节数学研究课，其它学科运用多媒体计算机辅助教学进行研究课14节；共发表相关论文９篇，有１５篇论文获县级以上奖项。
