CAI在高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革中的辯證利用

顧沈靖

顧沈靖/江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院南京分院高校講師（江蘇南京210019）。

CAI（Computer Assisted Instruction）即計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，是指在計(jì)算機(jī)輔助下進(jìn)行的各種教學(xué)活動，它大量使用簡單形象的文本信息、生動直觀的影像以及快捷的鏈接方式等，輔助教師傳授教學(xué)內(nèi)容。

高職數(shù)學(xué)是一門抽象、單調(diào)、復(fù)雜、邏輯性強(qiáng)的課程，內(nèi)容雖然豐富但比較枯燥，需要理解和記憶的地方很多，對學(xué)生思維能力和想象力要求很高。學(xué)生基礎(chǔ)不同，能力不同，傳統(tǒng)的教學(xué)方式很難通俗形象地表述某些數(shù)學(xué)原理和問題，導(dǎo)致很多學(xué)生不能理解性地掌握這些數(shù)學(xué)知識。

隨著科技的發(fā)展和信息化時(shí)代的到來，傳統(tǒng)的高職數(shù)學(xué)教學(xué)模式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代人學(xué)習(xí)高職數(shù)學(xué)的需要，也阻礙了高職數(shù)學(xué)的發(fā)展，因此高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革勢在必行。CAI的應(yīng)用為高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革注入了新的活力，是這場改革的主力軍。CAI在高職數(shù)學(xué)改革中起到了至關(guān)重要的作用。

一、CAI在高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革中的優(yōu)勢

高職數(shù)學(xué)教學(xué)運(yùn)用CAI模式，不僅能有效地縮短學(xué)習(xí)時(shí)間、提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率、為學(xué)生提供一個(gè)良好的個(gè)人化學(xué)習(xí)環(huán)境，還能響應(yīng)國家環(huán)保號召，給教師和學(xué)生一個(gè)更好的教學(xué)環(huán)境。

（一）CAI使教學(xué)內(nèi)容形象化，方便學(xué)生理解和記憶

高職數(shù)學(xué)教學(xué)運(yùn)用CAI教學(xué)課件可以將高職數(shù)學(xué)中深奧的理論知識和復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)運(yùn)用動態(tài)圖、模型和動畫等虛擬手段進(jìn)行處理，使原本枯燥深奧的高職數(shù)學(xué)知識變得生動具體，有效地幫助學(xué)生理解和記憶。同時(shí)CAI還為學(xué)生提供一個(gè)輕松有趣聲情并茂的教學(xué)環(huán)境，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和激情。

（二）CAI可解決一些傳統(tǒng)的教學(xué)瓶頸

諸如數(shù)列、函數(shù)、立體幾何、概率統(tǒng)計(jì)等數(shù)學(xué)知識被公認(rèn)為是高職數(shù)學(xué)中的難點(diǎn)，這些難點(diǎn)都涉及數(shù)量關(guān)系和空間位置關(guān)系，都很抽象，不便于學(xué)習(xí)和理解。傳統(tǒng)的教學(xué)只能靠教師的講解和書本或黑板上的平面圖，學(xué)生很難借此來理解和想象這些關(guān)系。

而CAI可以以動態(tài)形式演示數(shù)列的變化過程，讓學(xué)生獲得生動的感性認(rèn)識；可以將復(fù)雜的函數(shù)以動畫的形式形象展現(xiàn)函數(shù)的生成和求解方法；可以利用CAD軟件現(xiàn)場展現(xiàn)空間曲面與曲線以及立體圖形由點(diǎn)到線、由線到面這一過程的完整生成過程，使抽象空間變得具體；可以在形象的立體圖中展示概率統(tǒng)計(jì)的規(guī)律。

由此可見，CAI不僅解決了傳統(tǒng)的高職數(shù)學(xué)教學(xué)瓶頸，還使這些知識變得直觀具體、通俗易懂，有利于開拓學(xué)生的思路并增強(qiáng)想象力，給教師講解和學(xué)生學(xué)習(xí)都帶來了極大的好處。

（三）CAI為學(xué)生提供一個(gè)良好的個(gè)人化學(xué)習(xí)環(huán)境

傳統(tǒng)的高職數(shù)學(xué)教學(xué)模式是教師一對多面對面地向?qū)W生講授知識和技能因此，教師往往對學(xué)生的個(gè)體化差異沒有給予應(yīng)有的重視，在教學(xué)中也不可能針對某一學(xué)生或某一群體學(xué)生進(jìn)行因人施教，導(dǎo)致某些基礎(chǔ)差的學(xué)生無法在課堂上跟上教師教學(xué)的步驟，一堂課如此，下堂課也如此，形成了惡性循環(huán)。這種傳統(tǒng)的一對多的教學(xué)模式導(dǎo)致學(xué)生的數(shù)學(xué)能力不能普遍提高。

CAI為我們提供了一個(gè)開放性的平臺，利用它可以為學(xué)生提供一個(gè)良好的個(gè)人化學(xué)習(xí)環(huán)境。以CAI中的多媒體課件教學(xué)為例，教師運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件可以將高職數(shù)學(xué)知識演示成直觀具體、通俗易懂的內(nèi)容，學(xué)生如果在課堂上無法理解，可以將教師的教學(xué)課件拷貝，在課后進(jìn)行溫習(xí)。另外，目前CAI已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)視頻授課，教師可以根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)通過網(wǎng)絡(luò)視頻的方式單獨(dú)對某一學(xué)生進(jìn)行授課，這種個(gè)人化的學(xué)習(xí)環(huán)境既有助于提高學(xué)生的積極性，也可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（四）CAI實(shí)現(xiàn)了教師與學(xué)生間的信息雙向化交流

傳統(tǒng)的高職數(shù)學(xué)教學(xué)所傳達(dá)的信息是單向的，例如課堂教師以板書的形式授課；后來引進(jìn)的視頻教學(xué)錄像，雖然能實(shí)現(xiàn)同時(shí)表現(xiàn)文字影像、聲音、畫面等多種功能，卻無法實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程中的信息反饋以及教師與學(xué)生間的交流。而CAI將傳統(tǒng)的教師對學(xué)生的教學(xué)模式改變成計(jì)算機(jī)對學(xué)生的教學(xué)模式，為學(xué)生和計(jì)算機(jī)之間提供一個(gè)極為有效的溝通渠道，形成人機(jī)互動，便于教師控制媒體信息的內(nèi)容及方式。根據(jù)國外學(xué)者對人類感官獲得信息的記憶效率的統(tǒng)計(jì)，光靠自己閱讀印象并不深刻；聽教師講一遍印象深一點(diǎn)；邊聽邊閱讀，印象較深；學(xué)生通過自己的理解記憶并能用自己的方式表達(dá)出來，記憶效果更好；若學(xué)生在理解性記憶基礎(chǔ)上再自己動手操作，舉一反三，記憶效果最好，正如古語所說的“眼過千遍，不如手動一遍”。因而運(yùn)用CAI的教學(xué)效率和教學(xué)效果較傳統(tǒng)教學(xué)手段要好得多。

（五）CAI教學(xué)比較環(huán)保

在傳統(tǒng)的教學(xué)中粉塵污染對老師和學(xué)生造成了很大的傷害，當(dāng)今社會無處不提倡環(huán)保。使用CAI模式進(jìn)行教學(xué)，減少教師使用粉筆，既降低了環(huán)境污染又減輕了教師的板書負(fù)擔(dān)，為師生創(chuàng)造了一個(gè)干凈的教學(xué)環(huán)境，也為環(huán)保做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

二、CAI在高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革中的缺陷

CAI雖然為高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革帶來很多好處，但畢竟尚處于摸索與試驗(yàn)階段，受到經(jīng)濟(jì)條件、教師和學(xué)生的計(jì)算機(jī)水平、高職數(shù)學(xué)知識的特殊性等限制，CAI的運(yùn)用也為高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革帶來一些負(fù)面的影響。

（一）CAI不能替代教師，更不能代替課堂教學(xué)

CAI只是師生用來創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，組織學(xué)習(xí)材料，幫助數(shù)學(xué)思維，相互協(xié)作交流的教學(xué)系統(tǒng)，它本身不能替代教師的教學(xué)思維與理論。在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師是教學(xué)情境的設(shè)計(jì)者，教學(xué)的實(shí)施和調(diào)控仍由教師掌握。盡管CAI有許多優(yōu)勢和強(qiáng)大的生命力，引領(lǐng)著高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革的趨勢，學(xué)生也可以通過CAI不用進(jìn)課堂自行在家里學(xué)習(xí)，但仍然不能否定教師和傳統(tǒng)課堂教學(xué)的作用，更不能完全取代傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)。

（二）CAI減少了教師與學(xué)生間的互動

CAI教學(xué)是教師將設(shè)計(jì)好的教學(xué)課件內(nèi)容向?qū)W生進(jìn)行演示，這樣降低了教師教學(xué)的主觀能動性，很多學(xué)生也在被動地接受教學(xué)課件的演示結(jié)果，使得教學(xué)過程少了傳統(tǒng)課堂教學(xué)中教師與學(xué)生激烈討論的互動場面。高職數(shù)學(xué)是一門對互動性要求很高的學(xué)科，CAI帶來的這一影響對高職數(shù)學(xué)的改革是極其不利的。

（三）CAI不利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和想象力

高職數(shù)學(xué)是一門抽象性、邏輯性很強(qiáng)的學(xué)科，教學(xué)過程中需要教師把解題思路一步步展開、慢慢地滲透給學(xué)生，這種解題的過程對培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和想象力非常重要。

在CAI教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容會以課件形式一下子呈現(xiàn)在學(xué)生面前，取代了傳統(tǒng)的板書教學(xué)中邊寫邊講邊思考的邏輯過程，破壞了學(xué)生思維的連貫性。加之學(xué)生知道課后可以自己溫習(xí)教學(xué)課件，這種依賴性會影響學(xué)生課堂上的注意力集中，不利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和想象力。這一點(diǎn)也是CAI帶給高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革的一大缺陷。

（四）CAI增加了高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革的成本

CAI即計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，顧名思義必須依賴于計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)軟件及其相關(guān)的辦公用品。傳統(tǒng)的高職數(shù)學(xué)教學(xué)課堂中只需要黑板和粉筆等物品，而CAI教學(xué)課堂中必須要有計(jì)算機(jī)、投影儀、顯示屏等配套辦公設(shè)備，這套辦公設(shè)備的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過黑板和粉筆。學(xué)生如果要在課后溫習(xí)課件，也必須要有計(jì)算機(jī)及其相關(guān)的軟件。CAI的應(yīng)用無疑給高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革增加了很大的成本。

三、CAI在高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革中的辯證利用

隨著科技和教學(xué)改革的發(fā)展，傳統(tǒng)的高職數(shù)學(xué)教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的教學(xué)需求，高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革勢在必行，CAI在高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革中起到了推波助瀾的作用。但CAI在高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革中的影響有好有壞，我們不能盲目地一味追求高科技，用CAI完全取代傳統(tǒng)教學(xué)，也不能固執(zhí)地秉持傳統(tǒng)的教學(xué)模式，而應(yīng)該不斷摸索和總結(jié)，在高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革中辯證地利用CAI。

1.傳統(tǒng)的高職數(shù)學(xué)教學(xué)最大的優(yōu)點(diǎn)是能夠充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)地位，教師可根據(jù)學(xué)生的思維有效地控制課堂的節(jié)奏，發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)解決問題，這種模式比較貼近學(xué)生的思維。在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師的語氣語調(diào)、肢體動作及對學(xué)生的關(guān)注和理解都能夠?qū)虒W(xué)產(chǎn)生一定的影響，這點(diǎn)顯示了黑板教學(xué)比課件教學(xué)更踏實(shí)。但某些高職數(shù)學(xué)難題，例如空間幾何等無法在黑板上形象表達(dá)，CAI卻能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件以《幾何畫板》《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室》等將其生動地展現(xiàn)，達(dá)到既能讓學(xué)生易學(xué)易懂，又能減少課時(shí)的良好效果。

2.高職數(shù)學(xué)具有很強(qiáng)的抽象性和邏輯性，在很多時(shí)候需要教師在黑板上保留知識點(diǎn)的整個(gè)推導(dǎo)和求解過程，讓學(xué)生通過這個(gè)詳細(xì)的教學(xué)過程來開闊思路，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和想象力的目的，這是CAI目前不能做到的。但CAI能生動展現(xiàn)某些教學(xué)內(nèi)容，給乏味的高職數(shù)學(xué)教學(xué)增添了新鮮感，給教學(xué)改革帶來了新的生機(jī)。

高職數(shù)學(xué)既抽象又嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)習(xí)高職數(shù)學(xué)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和想象力，在其教學(xué)改革過程中，應(yīng)當(dāng)辯證地利用CAI，既要發(fā)揮CAI給教學(xué)改革帶來的諸多優(yōu)勢，又不能忽視傳統(tǒng)教學(xué)的藝術(shù)化和人格化。以傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)模式為主，CAI教學(xué)為輔，相互結(jié)合，揚(yáng)長補(bǔ)短。

如何在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中辯證地利用CAI必須做到兩點(diǎn)：首先強(qiáng)調(diào)學(xué)生與教師互動的重要性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力和創(chuàng)造性思維，利用傳統(tǒng)教學(xué)模式的長處彌補(bǔ)CAI的短處，利用CAI的優(yōu)勢彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足；其次要求教師不斷增強(qiáng)自身的專業(yè)知識和計(jì)算機(jī)水平，與時(shí)俱進(jìn)，學(xué)會CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件）、Mathematica（有強(qiáng)大的數(shù)學(xué)計(jì)算功能和繪圖功能軟件）、SAS（統(tǒng)計(jì)分析功能軟件）等來輔助高職數(shù)學(xué)教學(xué)，從而全方位提高自己的教學(xué)水平與能力，以跟上高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革的步伐。

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