“幾何畫板”課程教學(xué)改革的實踐與探索

羅天琦 黃 欣

（1.樂山師范學(xué)院數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院，四川 樂山 614000；2.四川財經(jīng)職業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)部，四川 成都 610101）

隨著信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，教師從事教育活動的手段有了根本的改觀。為適應(yīng)新一輪的基礎(chǔ)教育課程改革和中小學(xué)教育、社會發(fā)展的需求，師范生有必要在職前階段掌握現(xiàn)代教育技術(shù)。幾何畫板軟件是一個適合于數(shù)學(xué)教學(xué)和學(xué)習(xí)的工具軟件平臺，它可以用于平面幾何，平面解析幾何，代數(shù)，三角，立體幾何等學(xué)科的教學(xué)和學(xué)習(xí)，在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中倍受青睞?！皫缀萎嫲濉闭n程是數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)數(shù)學(xué)教育方向的專業(yè)課，開設(shè)在大三下期。在此之前，師范生學(xué)習(xí)了“常用工具軟件”、“現(xiàn)代教育技術(shù)”兩門信息技術(shù)類的課程，有一定的信息技術(shù)基礎(chǔ)。具備一定的教育理論、數(shù)學(xué)素養(yǎng)、信息技術(shù)，再學(xué)習(xí)“幾何畫板”課程，能將教學(xué)設(shè)計和計算機輔助教育的理論知識與課件編制的實踐結(jié)合起來，有利于加深對專業(yè)課程的理解和認識、靈活利用幾何畫板和其他軟件進行數(shù)學(xué)課件制作，達到提高課件制作能力、強化師范技能的目的。但傳統(tǒng)的課程教學(xué)，存在很多問題，導(dǎo)致理論教學(xué)和實踐運用的脫節(jié)，不利于師范生的技能培養(yǎng)，有悖課程開設(shè)的初衷。因此，在學(xué)校的大力支持下，于2013年2月進行了課程改革。

1 課程教學(xué)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的“幾何畫板”課程主要介紹幾何畫板軟件的基本功能、有關(guān)的操作及幾何畫板的技巧與應(yīng)用。存在的主要問題：

1.1 教學(xué)內(nèi)容

選用科學(xué)技術(shù)出版社劉勝利主編的 《幾何畫板與微型課件制作》為教材。內(nèi)容豐富但缺少針對性，而繁雜也導(dǎo)致了課時的緊張。教師難以按照教材的章節(jié)全面詳細地介紹幾何畫板軟件的各種功能和技巧。

1．2 教學(xué)模式

采用以教材為主線，單一的“講授+上機”形式。學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，缺乏自主學(xué)習(xí)能力、解決實際問題的能力和創(chuàng)新意識。

1．3 教學(xué)過程和效果

首先，教師教學(xué)時側(cè)重于軟件操作知識的講解和訓(xùn)練，卻忽略了幾何思想的滲透。這導(dǎo)致學(xué)生作圖思路不清，無法把握幾何元素之間關(guān)系不變的幾何規(guī)律，不擅長用幾何畫板“做數(shù)學(xué)”。

其次，教學(xué)時沒有貫穿課件的制作原理，學(xué)生無法利用幾何畫板實現(xiàn)教學(xué)設(shè)計。以往的教學(xué)以教材為主線，僅介紹了軟件的各種功能，缺乏與數(shù)學(xué)教學(xué)法和其他軟件的滲透，忽略了創(chuàng)設(shè)軟件使用的實際情境，范例實踐性不強，不能很好地聯(lián)系中學(xué)新課改和一線教學(xué)。學(xué)生雖然記住了幾何畫板各種功能，能依照教材中的范例按部就班地解決一些數(shù)學(xué)問題，但是不能靈活運用幾何畫板合理地設(shè)計和制作適用于課堂教學(xué)的中學(xué)數(shù)學(xué)課件。在試講試教、教育實習(xí)及各種比賽中學(xué)生難以自主合理地應(yīng)用信息技術(shù)輔助教學(xué)，導(dǎo)致理論教學(xué)和實踐運用的脫節(jié)。

1．4 考核方式

傳統(tǒng)的考試方式單一、片面、陳舊，主要考察學(xué)生的軟件操作能力，并未涉及對學(xué)生的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)課件制作能力的考核。

2 教學(xué)改革的實踐與成果

在前期準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上，從2013年2月起，先后在2010級和2011級進行本課程的教學(xué)改革實踐。

2.1 注重“幾何畫板”與其他課程的整合

“幾何畫板”課程以教育理論課程為基礎(chǔ)，又應(yīng)用于教育實踐課程。本次課程改革中，注重課程的交叉滲透。加強本課程與教育理論課程、教育實踐課程的貫通，將“幾何畫板”課程教學(xué)與課程資源建設(shè)、數(shù)學(xué)課件制作、師范生試講試教等項目實施相結(jié)合，讓學(xué)生在各種實踐環(huán)節(jié)中提高動手能力。通過改革，切實發(fā)揮本課程的實踐作用，提高師范生計算機輔助教學(xué)能力，為教育實習(xí)打下基礎(chǔ)。

2．2 教學(xué)內(nèi)容階段化

針對課程特點和軟件學(xué)習(xí)理論，較大地調(diào)整和優(yōu)化了教學(xué)計劃：刪減了陳舊繁雜與數(shù)學(xué)課件制作無關(guān)的技術(shù)部分，新增應(yīng)用案例和實踐創(chuàng)新的內(nèi)容。將教學(xué)內(nèi)容循序漸進地安排為四個階段：軟件基本功能——軟件操作技巧——應(yīng)用范例——數(shù)學(xué)問題解決和數(shù)學(xué)課件制作的實踐創(chuàng)新。

在第一階段，考慮到數(shù)學(xué)專業(yè)大三學(xué)生有一定的計算機基礎(chǔ)和教育教學(xué)理論，壓縮對軟件基本功能介紹的課時。

二階段，針對軟件特殊功能和技巧的學(xué)習(xí)，結(jié)合中學(xué)一線教學(xué)實際，精選教學(xué)內(nèi)容。我們有目的地選擇一些密切聯(lián)系中學(xué)數(shù)學(xué)課件制作的知識點，進行積件制作技巧的講授。此外，注意貫穿對幾何知識的總結(jié)，特別是對某些知識點的小結(jié)或幾個定理的統(tǒng)一，達到滲透數(shù)學(xué)思想，揭示幾何精髓的目的。

三階段，進行數(shù)學(xué)問題解決和數(shù)學(xué)課件制作的案例教學(xué)。精選案例，并適當(dāng)補充幾何畫板應(yīng)用比較典型又反映新課改的知識。學(xué)生經(jīng)歷數(shù)學(xué)問題逐層探究、課件從腳本設(shè)計到制作的整個過程，了解基本思想和步驟，熟悉軟件的應(yīng)用，能通過模仿解決簡單問題。

四階段，是數(shù)學(xué)問題解決和數(shù)學(xué)課件制作的實踐創(chuàng)新。在問題驅(qū)動下，利用幾何畫板研究、探索中學(xué)新課標(biāo)中 “課題學(xué)習(xí)”、“數(shù)學(xué)探究”、“數(shù)學(xué)建模”等專題；嘗試解決動態(tài)中考題；制作完整的數(shù)學(xué)課課件。

其中，一、二階段為傳統(tǒng)“幾何畫板”課程教學(xué)內(nèi)容，三、四階段為新增實踐內(nèi)容。經(jīng)過壓縮整理，傳統(tǒng)課程只需要以前二分之一的課時即可完成，效率大大提高。

2．3 教學(xué)模式多樣化、綜合化

針對教學(xué)內(nèi)容不同階段的特點和學(xué)生已有的認知基礎(chǔ)，合理選用多樣化的教學(xué)組織形式和方法，走向“講中學(xué)”、“例中學(xué)”、“做中學(xué)”、“探中學(xué)”、“評中學(xué)”。最大程度地激發(fā)學(xué)生興趣，挖掘?qū)W生提出問題、分析問題、解決問題、團結(jié)合作和溝通交流的潛能，不斷提高他們的實踐動手能力。

一階段考慮到軟件基本操作對大三學(xué)生較簡單，教學(xué)以傳統(tǒng)的講練結(jié)合式、自學(xué)-輔導(dǎo)式為主；既具有時效性，又有利于培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力。教師通過輔導(dǎo)中的師生交流，了解到各人的水平和特點，為后續(xù)分組提供參考。

二階段學(xué)習(xí)軟件特殊功能和技巧時，可采用小組討論式、互動式、研究式、任務(wù)驅(qū)動式等多種教學(xué)方法；通過上機實驗,學(xué)生能夠熟練演掌握幾何畫板軟件的基本用法，學(xué)會一些特殊功能和技巧，能利用軟件進行幾何問題探究；加深對幾何思想的理解，培養(yǎng)其運用幾何思想發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思維，提高其軟件操作能力，激發(fā)興趣和創(chuàng)新意識。

三階段數(shù)學(xué)問題解決和數(shù)學(xué)課件制作的范例教學(xué)，主要培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力、軟件綜合運用能力和課件制作能力，應(yīng)注意教育理論課程的貫穿和其他軟件的融匯。學(xué)生在這一階段以模仿和熟練為主，因此以案例教學(xué)法為主，并在教學(xué)中注重對方法的總結(jié)和提煉，為下一階段的升華打下堅實的基礎(chǔ)。

四階段是實踐創(chuàng)新的環(huán)節(jié)。研究型學(xué)習(xí)更適合采用“自主——探究”的教學(xué)模式。教學(xué)方法上，以任務(wù)驅(qū)動法為主，注重實際問題情境的創(chuàng)設(shè)和學(xué)習(xí)過程，教師是組織者，引導(dǎo)者，學(xué)生主動追求知識，主動發(fā)現(xiàn)信息、加工信息、尋求解決方案，獲得豐富的學(xué)習(xí)體驗，從體驗中學(xué)習(xí)。通過“做數(shù)學(xué)”，有助于學(xué)生發(fā)掘初等幾何元素之間關(guān)系不變的幾何規(guī)律，提高幾何素養(yǎng)。此外，建立學(xué)習(xí)共同體，將班級分成幾個大組，分別討論完成不同課題，并進行交流。這樣，既培養(yǎng)了學(xué)生的合作意識和競爭意識，增強了責(zé)任感，提高了組織管理能力，同時也鍛煉了學(xué)生收集和篩選信息的能力、獨立思考和解決問題的能力。學(xué)生登上講臺時，不僅能進一步審視自己教學(xué)設(shè)計的合理性，還能深刻的體會到自己負責(zé)的知識點達到理想效果時所必需的輔助。

2．4 考核方式多元化

“幾何畫板”是一門側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的技能操作能力和課件制作能力的課程，教學(xué)考核手段僅以傳統(tǒng)的期末考試成績對課程學(xué)習(xí)進行衡量并不合理。從學(xué)習(xí)者發(fā)展的角度，應(yīng)注重對學(xué)習(xí)過程的評價。因此，采用綜合考核法，將考核貫穿整個學(xué)期的教學(xué)過程中。課程成績包括平時成績、實驗成績和期末考試成績，百分比分別是2：4：4。其中，平時成績是對學(xué)習(xí)過程的評價，主要考察學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、參與度、完成度和軟件操作能力，包括考勤、課內(nèi)回答問題、提交作業(yè)。實驗成績包括獨立完成實驗的成績和分組完成課題的學(xué)生互評成績，考察軟件操作技巧和解決問題的能力。其中加入小組協(xié)作成績的互評，更有利于促進反思，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。期末考試形式為上機考試，試題分為ABCD四套、以開放題的形式呈現(xiàn)，教師提前按交錯順序安排座次表，學(xué)生按座次表就座并上機完成。旨在考察學(xué)生獨立綜合運用軟件的能力和課件制作的能力。綜合考核法，能客觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，體現(xiàn)學(xué)生實踐能力的高低；并且重視對過程的評價，能促進學(xué)生個性化、創(chuàng)新能力、實踐能力和學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。

2．5 課程資源豐富化

針對傳統(tǒng)教學(xué)僅以教材為主線、實踐性欠佳的問題，本次教學(xué)改革構(gòu)建了豐富的課程資源，整理了一大批緊密結(jié)合中學(xué)一線教學(xué)的典型課件案例、常用的數(shù)學(xué)腳本、以及以課時為單位的優(yōu)秀中學(xué)教學(xué)課件。在課堂內(nèi)外，以任務(wù)驅(qū)動的模式，學(xué)生通過對相關(guān)理論的鞏固和探索、對案例的模仿和實踐，知識得到了內(nèi)化，實踐操作能力、信息素養(yǎng)明顯提高。

3 改革中的問題與對策分析

一是教材針對性不強，課程實踐環(huán)節(jié)增多，而教學(xué)時間有限。各個教學(xué)階段中的課例還不夠精煉。尤其是軟件操作知識學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，還可以做進一步的提煉和整合，使之更具有針對性和時效性。我們在每一輪教學(xué)后都進行教案和資料的整理，計劃下一步編寫一本具特色和針對性的教材。

二是學(xué)生指導(dǎo)工作量驟增，而教師精力有限。學(xué)生不太習(xí)慣分組合作學(xué)習(xí)的新模式?？紤]進一步完善分組合作學(xué)習(xí)的模式，培養(yǎng)學(xué)生的團隊精神和合作、交流的意識。同時，進一步激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)其自主探究的能力。

三是課程考核方式較復(fù)雜。其中，組內(nèi)成員互評的成績不夠客觀公正。對于課程的考核方式有待進一步改進?？煽紤]給每組自評成績規(guī)定一個分布比例。

4 結(jié)語

兩年的教學(xué)改革和實踐，大幅提高了師范生的綜合素質(zhì)，包括軟件應(yīng)用能力、數(shù)學(xué)課件制作能力、團隊協(xié)作交流意識、學(xué)習(xí)積極性、自學(xué)能力、信息素養(yǎng)及實踐能力，為教育實習(xí)和上崗就業(yè)打下基礎(chǔ)。同時也為進一步深化教學(xué)模式改革提供參考。

［1］曹一鳴.讓技術(shù)成為學(xué)數(shù)學(xué)用數(shù)學(xué)的“云梯”[J].中國電化教育,2010(5)：78-80.

［2］蘇強.幾何畫板教學(xué)現(xiàn)狀分析與教學(xué)模式探討[J].長春教學(xué)學(xué)院學(xué)報,2012(12)：95-97.