多媒体技术在中学教育中的应用

作者:李彬华    来源:饶平二中
【摘要】随着素质教育的不断深入，越来越多的人认识到改革教学手段的重要性，认识到多媒体技术在学校教育中发挥的重要作用。它有利于创设良好的学习环境，拓展学生的思维空间，大幅度提高课堂教学效率。所以，我们必须准确地把握多媒体技术发展的新趋势，进一步转变观念，推动教育改革，促进素质教育的新发展。
【关键词】学校教育  多媒体技术  素质教育  学习兴趣  学习效率
在课堂教学中，教师通过多媒体向学生传递信息，学生利用多媒体创设的情境进行协助学习，通过多媒体向教师反馈学习信息，实现师生之间、学生之间与教材之间的信息交往，达到教学目标。可见，教学媒体是一种知识载体，它既是教师的辅助工具，又是学生的认知工具。教学媒体多种多样，功能有异有同。在当前的学校教育中，主要是通过教学媒体学习他人和前人的实践经验，利用多媒体系统的声音、图像压缩技术在短时间内传输、储存、提取或呈现大量的语音、图形、图象、活动画面信息。多媒体技术能使学生在有限的时间、空间打破地域界限展现古今中外的事物，大大地缩短认识进程，起到呈现事实、创设情景、设疑思辩、动作示范的作用，达成知识领域、动作技能领域和情感领域教学目标。
1. 多媒体技术的现状及存在问题
多媒体技术在学校教育中的重要性缺乏充分的认识（学校方面、教师方面和学生方面）。
目前，中学多媒体技术教育的硬件投入发展不平衡，如某县共有五十二所中学（包括初级中学和高级中学），其中只有一所多媒体技术硬件较全面，如视频投影机、实物投影、液晶投影、无线传声器、电视机、计算机等这些硬件加上多媒体网络教室管理平台，网络教学支撑平台，资源平台，VOD校园点播系统等等都具备。其它学校发展参差不齐，目前连一台计算机都没有的学校有10所，占调查的19.2%；没有计算机室的学校有26所，占调查的50%；设有多媒体教室的学校只有8所，占调查的15.3% 。通过对多媒体技术教育发展落后的学校调查，发现其落后的主要原因有两点：一是学校办学资金不足，一是学校领导不重视。进一步对多媒体技术教育硬件基本具备的学校继续调研，发现不少教师在使用多媒体手段时，没有深入领悟现代教育技术的真正含义，认识上存在着一定的局限性，其表现如下：
1.1追求表面效应，忽视应用的科学性
突破教学重难点是运用CAI课件根本目的。只有在常规手段不能很好解决教学重难点时才考虑和使用课件，这是使用课件的基本原则。可是，在实际工作中，许多教师存在这样的误区：一是为追求教学手段现代化而滥制课件。不论什么内容，无论是否重点都用课件的形式呈现出来，甚至设计成整节课，教师不板书，不演示，整堂课看似”精彩纷呈”，实际危机四伏。二是课件与教学内容相脱节。现在上公开课或参加优质课评比都是非有课件不可，致使一些教师将采用幻灯、图片、挂图等媒体就可以完成的课题，为了上档次而挖空心思地非使用课件不可，把备课的时间大量花在课件制作上，忽视了对教材的研究、降低了对教学过程的设计，从而使课件的作用大打折扣。
1.2 辅助作用代替了主导作用
适当地选用多媒体教学，有利于教师课堂教学水平的发挥，但多媒体不能替代教师而主导课堂教学。尽管有些多媒体有一定的趣味性、吸引力，但真正使多媒体产生趣味性、吸引力和激励作用的是使用多媒体的教师。“教学，特别是数学教学是教师借助于一系列的辅导手段（教科书、直观教具、教学技术手段）来实现的一种复杂的过程。”课堂教学中激趋、导学、训练、反馈等每个环节都离不开教师的组织和安排。但是，现实教学过程中存在这样的误区：教师为了按预定的播放顺序演示所准备的内容，课上就得想方设法将学生的思路引到既定的流程上来，实质是从“以教师为中心”变成了“以电脑为中心”。这样无疑是本末倒置，越俎代庖。
1.3 喧宾夺主，演示代替了实践
CAI课件灵活生动，但CAI并不是万能的；有些教师对多媒体“情有独钟”所有的教学内容和环节都做在电脑中，以为有了它，学生就可以不必动手。实际上，教育心理学理论认为，教学过程中只有充分调动和协调学生多种分析器的活动才能取得最佳效果。CAI虽然是一种先进的教学手段，但它主要刺激学生的视听分析器，对其他的刺激较少。很多抽象的数学知识如能让学生动手操作、协作讨论，效果会更好效率会更高。
最后，我们又调研学生对多媒体技术教育的认识，因为没有高考的压力，大部分学生只感好奇，而不愿花时间学习多媒体技术（如计算机知识），平时考试应付一下。
上述种种原因造成目前中学多媒体技术教育开展不理想，这应引起广大教育工作者的高度重视并积极寻求对策解决问题。
2. 多媒体技术在中学教育中应用的原则
时代对素质教育提出的新要求显而易见，只有把增强学生的学习兴趣和提高学习效率作为多媒体技术应用于学校教育的基本原则，才能满足新时代的要求。
2.1多媒体技术的应用有利于增强学生的学习兴趣
信息时代是一个完全不同于工业时代的崭新的时代，单靠增加教育内容会使学生的负担越来越重。因此，为了不使学生成为学习的奴隶，而成为学习的主人，应进一步确立学习者的主体地位，使学生乐于学习，主动学习。优质高效的课堂可激发学习者的学习动机，使学生在轻松愉悦的氛围中学到知识。在数学教学中，运用CAI手段，可为学生增设疑问和悬念，激发学生主动获取知识的积极性，创设出利于他们开发智力，求知探索的心理情境。
多媒体技术的应用不但使学生产生好奇心，而且它能利用外部多方位刺激，激发学生的学习兴趣，使学生主动学、乐于学。如在利用多媒体辅助数学教学时，我们可以结合多媒体技术的图像显示模拟逼真的动画，把要授课的内容生动化、娱乐化，对学生的感官进行多路刺激，从而创设一种学生喜闻乐见的、生动活泼的教学氛围，能够有效地激发学生的学习兴趣，调动其积极性，把数学知识变成趣味数学。比如，人教版数学选修1-1第一章《常用逻辑用语》中的充分条件与必要条件这个知识点，内容抽象，逻辑性强，学生学得较困难。教师在传统教学中，一般都是先复习命题的结构即题设与结论，四种命题的形式，给出一组形如“若p ，则 q  ”形式的命题让学生判断真假，然后就引入充分条件与必要条件的定义，这样的引入有些枯燥呆板。但如果我们是利用现代教育技术多媒体的动画优势（如PLASH5.0等），在讲解充分条件与必要条件的定义之前，教师可以设计一个动画片段 ——（场景1）在学校的大操场上，学生们正在欢快地进行各种体育运动，天空蓝天飘着白云；（场景2）突然，天空黑云压境，伴随着雷声，下起了大雨；（场景3）雨停，天空架着彩虹，（切换）大操场上积水一片片。此时，画面打出一句话：“下雨，地面有水，但地面有水未必是下雨”。让学生从中悟出“下雨”与“地湿”之间的哲理性，从而引出这节课要学的知识点“充分条件与必要条件”。从而创设一种学生喜闻乐见的、生动活泼的教学氛围，能够有效地激发学生的学习兴趣，调动其学习的积极性，对下一步的学习产生了浓厚的兴趣。
2.2 多媒体技术的应用有利于大幅度提高课堂教学效率
2.2.1 运用多媒体技术，有利于突破重点和难点
学生掌握知识，一般是从感知开始的，感知丰富，就能为进一步形成概念，理解和掌握规律打好基础。教材中有些内容，光凭教师口头讲解，学生不易接受。如果根据多媒体技术的图形的移动、定格、闪烁、色彩变化等特点，结合我们所教的知识内容进行整合，在教学过程中合理运用，不仅能突破知识的重难点，而且能使学生从形象的感知中增强学习的趣味。如我们在讲述立体几何中的各种柱体、锥体、球体的定义和性质及面积、体积计算公式推出时，就可以利用空间图形的分、合、转、并、移、裁、展等多种形式的动画，使学生能身临其境，产生立体效应，同时通过启发性提问，引导学生积极开展思维，自我挖掘各图形间的内在联系以及有关计算公式的推出。动画模拟不但能彻底改变传统教学中的凭空想象、似有非有、难以理解之苦，同时还能充分激发学生学习能动主观性，化被动为主动，产生特有教学效果。如人教版《立体几何》（必修）中的“锥体的体积”的推导过程中采用的是“割补法” 。在传统教法中，除了在黑板上画图及拿一个教具演示外。无法向学生形象的演示出是怎么样先将一个三棱锥补成一个三棱柱，然后再把这个三棱柱分割成三个三棱锥这一个过程。如果能利用多媒体设计这样一个将一个三棱锥补成一个三棱柱，然后再把这个三棱柱分割成三个三棱锥的课件，辅助教学过程，教学效果可能会更好些。笔者曾根据这个教学内容利用多媒体软件AUTHORWARE强大的动画功能设计了课件“锥体的体积” 。并在教学中实际应用，利用该课件的直观、形象、生动的特点帮助学生理解那些枯燥、抽象的推理证明过程，突破传统教学中在二维空间里吃力的描述三维空间问题的弊端，学生普遍感觉到认知这个锥体的体积公式的推导和掌握，既形象又容易理解，达到了突破知识的重难点，化难为易，从而帮助学生理解知识，掌握知识。
2.2.2利用多媒体平台，调动学生的参与性
人的思维是从动作开始的，具体的事物进行形象思维，需要创设“操作”情境，让学生多动手、多观察，思维才会随之展开。在新一轮的课程改革中，其中的一个新理念就是强调学生的参与性，而多媒体技术为我们提供了一个很好的实验平台。因为现代教育技术经过不断的发展和完善，不但具备了人机对话的友好平台，实现了教与学的双向交互，并且具有智能型模拟仿真功能，它可以完成课堂上一些难以完成的实验，改善试验效果解决教学上的难点，也使学生在仿照实际操作状态，模拟试验过程中，掌握学习的主动性，发挥学生的主体积极性，有利于他们在试验过程中发现问题、解决问题，培养了他们的创新意识，促进了知识和能力的提高。目前较好的数学实验平台是澳门培道中学韦辉樑先生开发的PA-LAB几何实验平台《平面几何》和人民教育出版社的《几何画板》等教学软件。笔者在教学工作中较常用的是“几何画板” 。“几何画板”是教育部全国中学计算机研究中心向全国中学数学推荐的优秀教学软件，能在动态变化中保持给定的几何关系，学习、掌握这个软件比较容易，用它制作课件比较简单，既有利于教师制作，也有利于学生进行数学实践与探索，拓宽了创造性学习的渠道。它功能强大，能满足我们在教学过程中的一些需要。如“几何画板”能制作出由操作者控制视角的各种立体几何图形，使学生能从任何方向来观察它们及这些几何体上的线段与截面，有利于学生探究它们的几何性质。例如：在探究“三角形三条中线交于一点。”这个性质时，我们在一个三角形中作出两条中线之后，再作第三条中线正好经过这两条中线的交点。为了说明这个性质的普遍意义，可再制作一个“动画”按钮，或拖动三角形的顶点，使三角形运动变化，但在变化过程中，这三条中线始终交于一点。这样学生对任何一个三角形都具有这个性质，有很深的印象。另外，“几何画板”的函数图像功能也是非常强大。利用这些功能，我们常见的一些函数图像如二次函数、三角函数及圆锥曲线等它都能够灵活应用。教过高中数学的教师都知道在教圆锥曲线时，在黑板上演示圆锥曲线中某个曲线是满足一定条件下一动点的运动轨迹是比较困难的，特别是讲解圆锥曲线的有关性质时，更不好讲。如椭圆的长半轴长 a 和短半轴长 b 的长度变化时，离心率 e 的值也产生变化，并且椭圆变得越扁还是变得接近于圆这些变化过程，在传统教学（黑板加粉笔）手段下是很难形象的描述这个变化过程的，学生只能被动的接受。如果我们用“几何画板”制作了到两个定点距离之和为定值的一个动点，并度量出这个动点到两个定点之间的距离，再计算出这两个距离之和，在这个课件中学生能清晰看到动点的运动轨迹，对椭圆轨迹留下鲜明的印象。由于“几何画板”具有度量功能，可让学生亲自动手拖动椭圆 a或 b 的长度，使之变长或变短时，注意观察椭圆的长半轴长 a 和短半轴长 b 的长度变化时，离心率 e 的值的变化，以及相应的椭圆图形变化情况，进一步加深对椭圆定义与性质的理解和掌握。所以充分利用多媒体技术中的交互性特点，可以让学生通过自己动手发现数学，充分体现数学中的数形结合的动态效果，使学生深深体会各知识之间内在联系，树立辩证唯物主义思想。
2.2.3多媒体教学有利于提高课堂教学效率
教育学理论明确指出：“学生是教学过程中的主体”，而一种教学手段的优劣，应该看它对学生的学习有没有具体的帮助。根据这一认识，笔者用一些反馈调查资料考察多媒体技术引入课堂教学时学生的反响，结果显示：百分之九十的学生认为很有必要；绝大多数的学生认为这种形式能够提高学习积极性和帮助他们提高学习效率。那么多媒体教学引入课堂教学效果如何，和没有利用多媒体教学的教学有多大差别呢？带着这个问题，笔者作了一次对比实验，即在所教的二个班级中（注：二个班级学习差异不大），选出其中一个班级（称A班），另一个班级（称B班），A班利用多媒体教学，B班采用常规方法教学。上完课后，分别对这两个班级出同样的题目做一下检测，之后按同一个标准评分，结果显示如下：
班级
考试人数
平均分x
标准差s
优秀率
不及格率
变异系数CV
A班
60
93.64
11.99
89%
2.8%
0.128
B班
60
87.84
13.66
81%
4.2%
0.156
从上边数据可以发现：两班参加考试人数相同，但A班比B班平均分高、优秀率高、不及格率低，由于两班平均分不相等，所以依据标准差S的大小，不能准确地反映两班成绩的差异程度。但我们进一步考察变异系数CV值，发现CVA＜CVB，这表明B班成绩的差异程度要高于A班成绩的差异程度。经过教学实验证明，多媒体技术与数学课程的整合，效果的确显著，对于提高学生的学业成绩、培养学生良好的思维品质发挥了重要的作用。
实现教学手段现代化既是教育现代化的基本内涵，又是实现教育现代化的基本条件，同时也是教改的总体思路之一。将多媒体教学引入数学教学是发展信息教育、实现教育现代化必须选择的最佳现代化教学手段。另外，当今网络技术很发达，很多学校都建有全套的电脑教室，条件允许的话，我们还可以利用多媒体技术（如网页技术）编写有针对性的练习（如在练习中编各种形式的选择题、填空题、是非题等），其练习效果非常之好，传统练习方法不可比拟。在练习中让学生自己利用键盘填写答案，由软件来判断学生的解答正确与否，很快得出学生相应的得分，根据练习的情况，给予必要表扬鼓励或重复练习等。它的最大成功之处在于化学习被动为主动，化抽象为具体，通过带娱乐性的练习，能轻松巩固已学知识，从而切实激发学生发自内心的学习兴趣.
3. 应用多媒体技术要注意的问题
3.1避免高档设备低档使用
多媒体技术设备运用于教学过程中，普遍存在的现象就是高档设备低档使用。如许多学校把多媒体语言实验室主要用于听力课，设备的许多功能没有发挥出来。也有人认为数学教学是训练人的抽象思维和逻辑思维能力的，是训练人的计算能力的，计算机的引入不利于抽象思维和逻辑思维能力的培养，各种计算软件的使用更能降低学生的计算能力，因此多媒体教室只可来显示几个例题、习题，用来显示例题的解题过程和规范解题格式，所以计算机技术引入数学课堂教学大大地降低了其作用。
3.2避免过分依赖多媒体
目前有一种是过分夸大计算机技术与计算机辅助教学的作用的倾向，即过分依赖多媒体，认为计算机辅助教学就要完全离开传统的教学方法，应该与粉笔与黑板再见，整节课不顾学生的素质，完全采用多媒体技术。从上课的第一分钟直到下课，教师除了讲解，就是点击鼠标。认为只有这样才能解决教学中的重、难点，开拓学生的视野，开发学生的思维，体现现代教育的优势。从理论和实验结果来看，上面两种做法都有一定的道理，但也有片面性,应优势互补。一方面教育需要技术，技术需要教师，现代技术与传统教学要来个优势互补。对具体问题作具体的分析、具体处理。
以上是多媒体技术在学校教育中的应用的一些体会。在课题实验过程中，笔者深深感到随着科学技术的迅猛发展，现代教育技术有了前所未有的进步。网络技术和多媒体技术成为现代教育讨论的热点，受到广大教师的青睐，现代教育技术引进课堂教学，已势不可挡。但不可否认的是现代教育技术虽然冲击着传统教学手段，但任何先进的技术都不能取代教师，因为在影响教多种因素中，教师对学生的热爱、高度的责任感、良好的师生关系又是任何先进学效果的的计算机无法代替的，它只是一种辅助手段。因此，在多媒体技术引入学校教育之后，多媒体技术手段与传统教学完美的结合显得十分重要。不是多媒体技术用的越多就越好，多媒体技术作为有效的辅助认知工具是为教学服务的，要把它用的恰到好处，不要不管什么类型的课，为达到“现代技术”的要求，任课教师都想方设法运用多媒体，结果冷落了传统教学的优点，使课堂教学流于形式。传统教学的优势应该保留，如教师的示范作用、教师与学生之间富于人情味的及时交流，教师组织起来的探讨问题的活跃氛围等等。理想的教学应该是把教师与计算机的优势同时充分发挥出来，把多媒体辅助教学与传统教学完美地结合在一起。此外，通过教学实验，深深体会到现代教育技术呼唤高素质的教师，有了多媒体技术不是不要教师，而是对教师的要求更高。在多媒体技术与数学学科整合的过程中，更需要加强教师的专业修养，教学法的知识，教育心理学的理论，更为重要的是他们的教育科研意识和不断创新精神。总体来说，运用多媒体辅助教学要遵循学生为主体、教师为主导、多媒体作辅助手段的原则，依据现代教学理论，根据学生特点进行设计，充分展示多媒体技术辅助数学教学的功能，促进中学数学教学手段的变革，才能培养出大批高素质的学生。
参考文献：
1、陶维林：《几何画板实用范例教程》、清华大学出版社、2001年4月第一版。
2、李志平：《基于网络环境下学生数学素养的培养》、数学教学研究（西北师范大学）、2005年第1期。