小学数学课堂教学中应用计算机模拟动态图象的实验，本文主要内容关键词为：图象论文,小学数学论文,课堂教学中论文,计算机论文,动态论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、问题的提出
随着科学技术的发展，计算机模拟动态图象已进入课堂，作为一种现代化的教学手段，它在小学数学教学中，能否提高教学效果，有何规律可循？在小学教学课堂演示实验中，是否能显示它的优势，是不是有利于提高全体学生的学习成绩？我们就此问题进行实验，从实践与理论结合上来分析研究，目的是推进计算机模拟动态图象在教学中的广泛运用。
二、实验方法
1.实验对象。实验前对我校三年级、四年级、五年级学生分别进行统一测试，结合任课教师平时对学生的了解，考虑年龄、性别等条件，各年级分别选出两组知识水平、思维能力等相近的学生，采用随机的方法，确定实验班和对比班（见下表）
2.实验时间及教材安排。为了提高实验的信度和效度，我们在三年级、四年级和五年级各进行一轮对比实验。内容安排如下：三年：部编小学数学第五册《长方形、正方形的周长计算》（公式推导及应用教学）；四年级：部编小学数学第八册《线段、射线和直线》一段教材（概念教学）；五年级：部编小学数学第九册《组合图形面积计算》（解题方法指导，思维训练）。
3.教学方法：实验班以计算机模拟动态图象为主要教学手段，将其运用于课堂演示实验，观察分析，归类概括之中。对比班以投影和传统教学手段为主。
4.非实验因素的控制。实验中由同一教师用同一教材施行两种实验因素，分别作用于实验班、对比班这两种实验对象；确保教学时间、练习题型、容量一致；在每轮实验后，测试命题统一，且测试方法、时间及评分标准完全相同。
三、实验中动态图象的具体使用
1.运用动态图象，提高课堂演示效果，激发学生的学习兴趣和求知欲。学生只有深刻地理解了需要解决的问题后，才会感兴趣去思索解决问题的方法。如教完了直线几何图形面积计算后，引导学生分析、归纳它们的面积公式的共性时，学生必须依赖于一定的感性基础，进而理解图形间的联系，探索出统一的公式，而用传统手段的教学，是不易使学生很好地理解的。我们运用计算机模拟动态图象演示，先在屏幕上显示一个梯形，然后让梯形的上底b向一端点逐渐缩短（由梯形的一腰边画边擦而成），一直缩到这个端点（如图一）。学生看了很快明白，这时b=0，三角形可以看成是上底为0的梯形，用梯形的面积公式计算它的面积是：S=(0+a)×h÷2=a×h÷2，这正好是三角形面积公式。
接着又演示梯形的上底b（假定b
根据同样道理，学生自己也会想到用梯形面积公式计算出长方形和正方形的面积公式。
通过在屏幕上显示动态图象，学生们认真观察、思考，产生了迫切希望进一步探索问题的期待心情和欲望。
2.发挥动态图象灵活多变，直观性强的优势，突破教学的重点和难点，提高教学效率。如第八册中“线段、射线、直线”这一段教材的教学，我们先让计算机在屏幕上显示一组图形，让学生辨认出直线和线段，然后将图四的线段向右边似光线射出一样地匀速延伸成为图六，使学生看了悟出射线是怎样形成的。此后，我们再进行如下教学：(1)分别闪烁图三中AB两点间的部分和AB两点，并伴随闪烁计算机提供发声，启发学生概括出：直线上两点间的一段叫线段，线段有两个端点；(2)将图四再向左右两边适当延伸后，问学生图三还可向左右两边延伸吗？引导学生想象出：直线无限长，它没有端点；(3)屏幕上显示如图七所示的图形，提问学生：图中的每组直线和射线能否相交？为什么？根据学生判断，再显示动态图象加以验证，归纳得出：射线有一个端点，另一端可无限延长，射线无限长。通过这样演示，即生动又形象，促使学生弄清：线段是直线上的一部分；线段向一边延长就为射线，向两边延长就得到直线。它们可以从端点的个数来判断：线段有两个端点，射线只有一个端点，直线没有端点。
3.运用动态图象，加强学生的思维训练，使学生思维沿着形象思维→逻辑思维→创造思维发展，有效地提高思维能力。我们将计算机动态图象用于复习、练习及作业指导之中，以动态图象来着重培养学生的思维能力，如求图八中阴影部分的面积（单位：厘米），这题难度较大，学生一时不易解答。我们先用动态图象，显示这个图形（图八），让学生找出这个组合图形中梯形的上底（未知），计算其阴影部分的面积不能采用梯形ABCD面积减去三角AED面积的方法解；再显示图八的图形，将三角形AED的顶点E移至E'，（把图八中的AE、DE边画边擦变化成图九），并闪烁着图八和图九的AD、FE、F'E'启发他们想到：△AED和△AE'D的底和高都相等，所以这两个三角形面积大小没有变化，与它们的形状变化无关，即与E在BC上的位置无关，因而阴影部分面积也不变。在此基础上，学生思维很活跃，都争着举手说出不同的解法：
(1)假定空白三角形的顶点在梯形下底的中点处，则阴影部分的面积为9÷2×4÷2×2=18（平方厘米）。
(2)假定空白三角形的顶点在梯形下底的3厘米和6厘米处（也可假定在其它处），则阴影部分的面积为3×4÷2+6×4÷2=18（平方厘米）。
(3)假定空白三角形的顶点在梯形下底的任何一个端点外，则阴影部分面积变成一个大三角形，得最简便的解法为9×4÷2=18（平方厘米）。
四、实验结果
在每一轮实验结束后，我们对教学效果进行书面测试，经过统计处理，三轮实验结果如下表。
五、实验结果分析
1.实验表明：在选题准确的条件下，教师运用以计算机动态图象为主的电教手段传输教学信息皆优于其他教学方法。这是因为小学数学概念、公式等知识都比较抽象，学生不易理解、掌握。计算机通过屏幕，运用直观性、刺激性强的图象演示，配合突出难点部位，画面中光、色彩等很丰富的变化，通过音响提供发声，同步于教师的启发诱导及解说，极符合视听一致的原则，故采用计算机动态图象教学较之其他方法能增强信息传输的增值效果，四、五年级的两轮实验的增值效果尤为显著。因为，在此两轮实验中，我们在对比班完全是采用在黑板上画图加讲授的教学方法与实验班进行对比。
2.实验表明，教学中恰当运用计算机动态图象能大面积提高质量，对差生皆能产生优于其他手段的效果，这是因为计算机通过屏幕显示的图象清晰度高，在数学教学演示实验中，能提供不受时间、空间限制的丰富的感性材料，有利于强化多种分析器官的协同作用与功能，丰富学生的思维与联想。在教学过程中更加适合小学生的心理活动和认识规律，更易实现信息传输的有效“反馈——控制”。如《线段、射线、直线》一课中显示的一系列动态图象，由于信息密集有序，通过它观察射线的形成过程及线段、直线、射线的特征，演示实验生动、形象、具有趣味、富于启发地清晰揭示概念的本质属性，故能及时获取教学反馈信息，适时掌握教学进度，调整教学方法，较之采用其他的教学方法更易实现教学过程的最优化。
3.实验表明，教师在熟练掌握教材内容的前提下，如能认真研究计算机动态图象的特点，掌握其规律，发挥其优势，将其作用于实验班皆能产生优于用其他方法教学的对比班的效果。这是因为用动态图象教学较其他手段更加符合信息科学原理和教学论的基本原则，易于把难懂的科学道理通俗化，抽象的概念形象化，复杂的规律、性质简明化，如五年级一轮实验中，如图八等练习的解题方法指导，由于运用计算机通过屏幕显示一幅幅生动而科学的画面，启发思考，加上教师点拨性提问、板书等配合，使教学过程成为有机组合体，促进学生理解、掌握运动变化、等积变换思想，有效地帮助学生分析推理，既开拓了学生思路，智力得到发展，又提高了解题能力，发挥了其较之投影等手段所不能取代的优势。故这一轮实验中，即使是选择原基础较差的一个班作为实验班，教学效果也可超过比它好的班。
4.实验表明，计算机显示的图象可产生动态美，它能刺激学生，强化好奇的心理活动去探究知识的奥秘，适时借助计算机通过屏幕提供的一幅幅清晰度高的科学画面，体现着画面的构图美和形象美，它把学生的无意注意引向有意注意，有效地提高信息反馈的频率，计算机显示的图象变换过程，又是一种揭示数学知识内在规律的真实美和科学美，它有助于解除视听疲劳，保持旺盛精力，促使提高学习效率。如在实验中，实验班用动态图象进行的由梯形变成三角形，梯形变成平行四边形的演示（如图一、二）具有优于传统教具的多种美。故能收到良好的教学效果。