“几何画板”课程教学改革的实践与探索

2015-08-15罗天琦

科技视界 2015年1期

罗天琦黄欣

（1.乐山师范学院数学与信息科学学院，四川乐山 614000；2.四川财经职业学院基础部，四川成都 610101）

随着信息技术在教育领域的广泛应用，教师从事教育活动的手段有了根本的改观。为适应新一轮的基础教育课程改革和中小学教育、社会发展的需求，师范生有必要在职前阶段掌握现代教育技术。几何画板软件是一个适合于数学教学和学习的工具软件平台，它可以用于平面几何，平面解析几何，代数，三角，立体几何等学科的教学和学习，在中学数学教学中倍受青睐。“几何画板”课程是数学与应用数学专业数学教育方向的专业课，开设在大三下期。在此之前，师范生学习了“常用工具软件”、“现代教育技术”两门信息技术类的课程，有一定的信息技术基础。具备一定的教育理论、数学素养、信息技术，再学习“几何画板”课程，能将教学设计和计算机辅助教育的理论知识与课件编制的实践结合起来，有利于加深对专业课程的理解和认识、灵活利用几何画板和其他软件进行数学课件制作，达到提高课件制作能力、强化师范技能的目的。但传统的课程教学，存在很多问题，导致理论教学和实践运用的脱节，不利于师范生的技能培养，有悖课程开设的初衷。因此，在学校的大力支持下，于2013年2月进行了课程改革。

1 课程教学现状

传统的“几何画板”课程主要介绍几何画板软件的基本功能、有关的操作及几何画板的技巧与应用。存在的主要问题：

1.1 教学内容

选用科学技术出版社刘胜利主编的《几何画板与微型课件制作》为教材。内容丰富但缺少针对性，而繁杂也导致了课时的紧张。教师难以按照教材的章节全面详细地介绍几何画板软件的各种功能和技巧。

1．2 教学模式

采用以教材为主线，单一的“讲授+上机”形式。学生学习积极性不高，缺乏自主学习能力、解决实际问题的能力和创新意识。

1．3 教学过程和效果

首先，教师教学时侧重于软件操作知识的讲解和训练，却忽略了几何思想的渗透。这导致学生作图思路不清，无法把握几何元素之间关系不变的几何规律，不擅长用几何画板“做数学”。

其次，教学时没有贯穿课件的制作原理，学生无法利用几何画板实现教学设计。以往的教学以教材为主线，仅介绍了软件的各种功能，缺乏与数学教学法和其他软件的渗透，忽略了创设软件使用的实际情境，范例实践性不强，不能很好地联系中学新课改和一线教学。学生虽然记住了几何画板各种功能，能依照教材中的范例按部就班地解决一些数学问题，但是不能灵活运用几何画板合理地设计和制作适用于课堂教学的中学数学课件。在试讲试教、教育实习及各种比赛中学生难以自主合理地应用信息技术辅助教学，导致理论教学和实践运用的脱节。

1．4 考核方式

传统的考试方式单一、片面、陈旧，主要考察学生的软件操作能力，并未涉及对学生的数学课堂教学课件制作能力的考核。

2 教学改革的实践与成果

在前期准备的基础上，从2013年2月起，先后在2010级和2011级进行本课程的教学改革实践。

2.1 注重“几何画板”与其他课程的整合

“几何画板”课程以教育理论课程为基础，又应用于教育实践课程。本次课程改革中，注重课程的交叉渗透。加强本课程与教育理论课程、教育实践课程的贯通，将“几何画板”课程教学与课程资源建设、数学课件制作、师范生试讲试教等项目实施相结合，让学生在各种实践环节中提高动手能力。通过改革，切实发挥本课程的实践作用，提高师范生计算机辅助教学能力，为教育实习打下基础。

2．2 教学内容阶段化

针对课程特点和软件学习理论，较大地调整和优化了教学计划：删减了陈旧繁杂与数学课件制作无关的技术部分，新增应用案例和实践创新的内容。将教学内容循序渐进地安排为四个阶段：软件基本功能——软件操作技巧——应用范例——数学问题解决和数学课件制作的实践创新。

在第一阶段，考虑到数学专业大三学生有一定的计算机基础和教育教学理论，压缩对软件基本功能介绍的课时。

二阶段，针对软件特殊功能和技巧的学习，结合中学一线教学实际，精选教学内容。我们有目的地选择一些密切联系中学数学课件制作的知识点，进行积件制作技巧的讲授。此外，注意贯穿对几何知识的总结，特别是对某些知识点的小结或几个定理的统一，达到渗透数学思想，揭示几何精髓的目的。

三阶段，进行数学问题解决和数学课件制作的案例教学。精选案例，并适当补充几何画板应用比较典型又反映新课改的知识。学生经历数学问题逐层探究、课件从脚本设计到制作的整个过程，了解基本思想和步骤，熟悉软件的应用，能通过模仿解决简单问题。

四阶段，是数学问题解决和数学课件制作的实践创新。在问题驱动下，利用几何画板研究、探索中学新课标中 “课题学习”、“数学探究”、“数学建模”等专题；尝试解决动态中考题；制作完整的数学课课件。

其中，一、二阶段为传统“几何画板”课程教学内容，三、四阶段为新增实践内容。经过压缩整理，传统课程只需要以前二分之一的课时即可完成，效率大大提高。

2．3 教学模式多样化、综合化

针对教学内容不同阶段的特点和学生已有的认知基础，合理选用多样化的教学组织形式和方法，走向“讲中学”、“例中学”、“做中学”、“探中学”、“评中学”。最大程度地激发学生兴趣，挖掘学生提出问题、分析问题、解决问题、团结合作和沟通交流的潜能，不断提高他们的实践动手能力。

一阶段考虑到软件基本操作对大三学生较简单，教学以传统的讲练结合式、自学-辅导式为主；既具有时效性，又有利于培养学生自学能力。教师通过辅导中的师生交流，了解到各人的水平和特点，为后续分组提供参考。

二阶段学习软件特殊功能和技巧时，可采用小组讨论式、互动式、研究式、任务驱动式等多种教学方法；通过上机实验,学生能够熟练演掌握几何画板软件的基本用法，学会一些特殊功能和技巧，能利用软件进行几何问题探究；加深对几何思想的理解，培养其运用几何思想发现问题、解决问题的思维，提高其软件操作能力，激发兴趣和创新意识。

三阶段数学问题解决和数学课件制作的范例教学，主要培养学生问题解决能力、软件综合运用能力和课件制作能力，应注意教育理论课程的贯穿和其他软件的融汇。学生在这一阶段以模仿和熟练为主，因此以案例教学法为主，并在教学中注重对方法的总结和提炼，为下一阶段的升华打下坚实的基础。

四阶段是实践创新的环节。研究型学习更适合采用“自主——探究”的教学模式。教学方法上，以任务驱动法为主，注重实际问题情境的创设和学习过程，教师是组织者，引导者，学生主动追求知识，主动发现信息、加工信息、寻求解决方案，获得丰富的学习体验，从体验中学习。通过“做数学”，有助于学生发掘初等几何元素之间关系不变的几何规律，提高几何素养。此外，建立学习共同体，将班级分成几个大组，分别讨论完成不同课题，并进行交流。这样，既培养了学生的合作意识和竞争意识，增强了责任感，提高了组织管理能力，同时也锻炼了学生收集和筛选信息的能力、独立思考和解决问题的能力。学生登上讲台时，不仅能进一步审视自己教学设计的合理性，还能深刻的体会到自己负责的知识点达到理想效果时所必需的辅助。

2．4 考核方式多元化

“几何画板”是一门侧重培养学生的技能操作能力和课件制作能力的课程，教学考核手段仅以传统的期末考试成绩对课程学习进行衡量并不合理。从学习者发展的角度，应注重对学习过程的评价。因此，采用综合考核法，将考核贯穿整个学期的教学过程中。课程成绩包括平时成绩、实验成绩和期末考试成绩，百分比分别是2：4：4。其中，平时成绩是对学习过程的评价，主要考察学生学习态度、参与度、完成度和软件操作能力，包括考勤、课内回答问题、提交作业。实验成绩包括独立完成实验的成绩和分组完成课题的学生互评成绩，考察软件操作技巧和解决问题的能力。其中加入小组协作成绩的互评，更有利于促进反思，提高学生的综合素质。期末考试形式为上机考试，试题分为ABCD四套、以开放题的形式呈现，教师提前按交错顺序安排座次表，学生按座次表就座并上机完成。旨在考察学生独立综合运用软件的能力和课件制作的能力。综合考核法，能客观地反映学生的学习情况，体现学生实践能力的高低；并且重视对过程的评价，能促进学生个性化、创新能力、实践能力和学习能力的发展。

2．5 课程资源丰富化

针对传统教学仅以教材为主线、实践性欠佳的问题，本次教学改革构建了丰富的课程资源，整理了一大批紧密结合中学一线教学的典型课件案例、常用的数学脚本、以及以课时为单位的优秀中学教学课件。在课堂内外，以任务驱动的模式，学生通过对相关理论的巩固和探索、对案例的模仿和实践，知识得到了内化，实践操作能力、信息素养明显提高。