中学数学课件制作软件使用情况的调查与分析

　　重视信息技术在数学教学中的运用，是本次高中数学课程改革的亮点之一。《普通高中数学课程标准（实验）》中明确指出，“高中数学课程应提倡利用信息技术来呈现以往教学中难以呈现的课程内容，……加强数学教学与信息技术的整合，鼓励学生利用计算机、计数器等进行探索和发现”。数学课件是信息技术在中学数学教学活动中的重要应用方式之一。本文中的数学课件，是指基于一种或多种制作软件，结合多种相关元素，将数学教学内容制作成集文字、图像、动画、声音、视频于一体的文件，并在课堂上借助计算机将这种文件作动态再现、展示或作为学生的探究平台。然而，国内外相关研究表明，课堂教学并没有因为使用了信息技术而得到有效提高。在一定程度上出现“人灌”变“机灌”、“纸质教案”变“电子教案”和应用层次不高等现象，其主要原因就是数学课件的制作没有达到预期目的，更深层次的原因就是制作数学课件的软件没有选择和使用好。综观国内外相关文献，关于数学课件的制作原则、特点、优势和注意问题等都有很多文章做了深入探讨。但是，对于数学课件制作软件的选择和使用的实际情况以及对数学教学的影响问题，国外已有不少关于信息技术对教学的影响的讨论，但是比较宽泛，国内关于此问题的实证研究几乎是空白。为了了解数学课件制作软件使用和选择情况，我们对多省中学数学教师做了中学数学课件制作软件使用情况的问卷调查。
　　一、调查的实施
　　1.调查的工具
　　结合中学数学教学实际，我们采取问卷调查和网络调查相结合的方式。首先，根据调查目的，依据教育技术相关理论，我们设计了一份调查问卷。问卷内容涉及数学课件类型、制作软件类型和使用效果及感受等。其次，我们借助网络这个平台来调查制作软件的使用情况。这在很大程度上可以保证我们调查样本的有效度。
　　2.调查的实施
　　2010年9月至11月间，利用我校毕业生分布范围广的优势，我们对安徽、山东和江苏等省的32所中学进行了问卷调查。这些学校都是分布于相对较富裕地区，学校的电化教育设备较好。另外，我们在两个搜索网站www.baidu.com和www.google.com作了“多媒体课件数学”关键词的搜索，其数量分别达到了91400和188000之多。经过仔细筛选、数学教育专家和教育技术方面专家建议，我们选择了50个有代表性的数学教学资源网站。
　　3.数据的处理
　　我们共发出问卷640份，收回问卷610份，回收率95.31%。在50个站点中，又筛选了247个完整的多媒体课件。这些教案内容涉及到了代数、几何和三角函数等知识，学段包括小学到高中的所有学段。对问题进行分类后，采用统计软件进行分析。
　　二、调查的结果与分析
　　1.关于数学多媒体课件常用制作软件使用频率的问题
　　经过对“请你选出在制作数学多媒体课件中常用的制作软件”等问题答案的统计，得到了如图1所示结果。经过仔细分工，课题组同志对247个课件进行了精心的研究和统计。在这247个课件中，其主体软件（课件的1/2以上部分所用语言）使用的频率如图2所示。
　　将图1与图2的数据比较可以看出:
　　（1）无论是问卷调查还是网络调查，中学数学多媒体常用制作软件的使用频率和我们的假设基本是一致的。
　　（2）问卷调查中，几何画板的使用率为25％，而网络调查的结果是21％，二者有较小差别。这与我们期望的几何画板使用率有较大差距。
　　（3）问卷调查中，Matlab的使用率为2％，而网络调查的结果却是0，Mathematical根本就没有教师选。然而，这两种软件是我们创设问题情景和学生数学实验的有力工具。这说明中学数学教师对这两种软件非常陌生，这与Matlab较难掌握有很大的关系。另一方面也说明，新课标提出的“让学生利用信息技术进行探索和发现”的理念还没有得到有效实施。
　　为了更清晰地看出这些制作软件使用量和使用特点的差异，我们对问卷调查和网络调查的数据做了进一步的处理，绘出了各制作软件综合使用情况柱状图（图3）。
　　从以上统计结果中，可以明显看出现行中学数学多媒体课件制作软件的使用情况和特点。总的看来，主要有以下几点。
　　（1）中学数学多媒体课件的制作软件主要有PowerPoint、几何画板、Flash、Word和Z＋Z智能教育平台等。
　　（2）在247个课件中，有85.8％的多媒体课件都是两个制作软件结合使用。只有很少一部分是单独使用的，而且这些课件大多数都是比较粗糙，和传统的文本教案没有太大的差别。
　　（3）总的来看，30％的课件都是以PowerPoint语言为基础，结合几何画板、Word和简单的图片处理软件制作的。我们认为，其主要的原因是PowerPoint语言比较易学、易用，而且所见即所得。
　　（4）以几何画板为主体语言很难独自做成一个课时的课件，它们都是一些积件或者作为课件的一个环节。总的看来，几何画板的应用比例是比较小的。这与很多教育专家的期望——几何画板应是数学教学的主力军，相差甚远。这表明数学教师的一些简单的数学教学软件的培训工作亟待深入。
　　2.关于中学数学多媒体课件的使用方式问题
　　对于“根据你所选择的常用制作软件顺序，请您谈谈基于这些制作软件的课件的用途或者用法”的回答，可以归纳为4个方面：展现工具、演示工具、资源平台和探究工具。经过进一步的统计可以看出，基于不同的制作软件设计的多媒体课件，他们的用途比例也是不同的（图4）。
　　从图4中的数据可以看出，基于Word的数学课件的使用方式基本上是用于知识点的展示和可用资源的汇总，即所谓的“电子教案”，只是将“纸质教案”做了转化而已。而基于几何画板和Z＋Z智能教育平台的数学课件大部分都是“化静为动，化抽象为具体”的演示和教师指导下学生探索的工具。基于Flash的数学课件也都是用于演示和学生探索的平台。相对于几何画板而言，基于Flash的课件制作的技艺较难、流程较长。基于PowerPoint的数学课件，如果能够和几何画板、Flash等语言交互使用，也会取得很好的效果。综上可以看出，现阶段中学数学教师主要运用信息技术来展示知识和少量的演示与探索。这与我国中学数学课程改革的要求还有很大差距。
　　3.关于数学多媒体课件常用制作软件的熟悉度问题
　　图5显示了中学数学教师对于数学课件常用制作软件的熟悉程度以及各种制作软件熟悉度的差异。
　　从图5可以看出，中学数学教师熟悉的制作软件依次是Word、PowerPoint、几何画板和Z＋Z智能教育平台。然而，在数学课件中应起到重要作用的几何画板和Z＋Z智能教育平台，对于中学数学教师而言，达到熟悉和比较熟悉的人数偏少，尤其是Z＋Z智能教育平台。中学数学教师对于Flash达到熟悉的人数才占1％。
　　三、有效选择和使用数学课件制作软件的建议
　　1.正确认识信息技术与数学教学的关系，提升数学教育理念
　　Martha Serves Wiskle博士提到的信息技术与教育的关系混淆问题，在我国数学教育领域，特别是基础教育阶段，也是一个比较严重的问题。由于数学学科的学科特点，更加剧了这一问题的严重性。因此，我们必须正确认识信息技术与数学教学的关系。针对数学课件制作软件的使用问题，笔者认为应注意两点：一是必须深刻认识常用制作软件的特点、优势和适用范围。二是要明确数学学科的特点和教学特点。我们应该在建构主义学习观的指导下，根据数学教学内容特点和学生学习特点，有效选择和利用一种或多种制作软件制作数学课件。
　　
　　2.加强教师和学生的适时培训工作，掌握常用制作软件的特点
　　所谓适时培训，是指要针对数学教学内容和教师及学生的实际，建立比较完善的培训体制，通过集中培训或分散培训提高教师和学生对信息技术的使用能力。中学数学教师应该在精通一个或两个常用制作软件，比如几何画板或Z＋Z智能教育平台的基础上，根据“Useit，Learnit”的原则，熟悉几个常用制作软件。特别是数学教师非常陌生的Matlab和Mathematical两种语言。为了便于数学教师把握它们，我们结合课题组的理论研究和附中数学教研室的实践，将几个常用制作软件的功能、特点和使用范围总结如下表。
　　3.汲取别人课件优点的基础上，制作个性化的数学课件
　　在数学多媒体教学中，课件的开发问题是中学数学教师比较困惑的问题。“直接用别人的课件，还是自己制作课件”是很多教师一直争论的问题。实践证明，学会自己制作数学课件，对于提高数学教师素质和教学质量是大有益处的。笔者认为，限于数学教师计算机水平，我们可以在汲取别人课件优点的基础上，结合自己对教学内容的理解和本班学生实际情况，制作个性化的数学课件。教学文件也指出“要提倡教师自制教具，自己设计教学课件，努力提高教学质量和教学效益”。自己设计的课件在很大程度上可以克服只重教师教、不重学生学、只重展示、不重过程和只重外表、不重实质等问题。
　　4.尽快建立和完善数学课件评价体系，提升数学课件的应用层次
　　在数学课件开发过程中，评价是起核心的、决定性作用的因素。首先，评价是数学课件开发过程的起点和终点。我们认为，课件评价体系不但应包括课件内容、教学设计和操作运用，还应包括制作软件的选择要素，因为制作软件的选择和组合将直接影响课件的应用层次。其次，评价体系决定着其他因素的地位和价值。课件评价体系一旦确立，就会在课件开发过程中发挥“指挥棒”的作用。
　　将多媒体课件应用于数学课堂教学中，是教学模式一大改革，也是信息技术与数学课程整合的重要基础。数学课件的设计是一个再创造的过程，需要有丰富教学经验的教师的精心设计。设计时不应该片面追求数学课件的完整性和系统性；应该更注重教案的开放性、先进性及较好的普适性。特别是在制作软件的选择上，我们一定要结合数学的特殊背景和各种制作软件的优劣与使用范围，以及自己的计算机运用水平和经验。只有这样，我们才能更好地实现数学教学目的和提高数学教学效率，尽快实现信息技术与数学课程的整合。
　　参考文献
　　[1] 中华人民共和国教育部制定.数学课程标准（实验）.北京：人民教育出版社，2006.
　　[2] 李伯春，侯俊梅，崇金凤.数学教育学.合肥：安徽大学出版社，2004.
　　[3] 廖运章.高中新数学课程使用信息技术的调查与分析.数学教育学报，2006（3）.
　　[4] 许兴业，胡展航.关于计算机辅助中学数学教学的问题及其解决.数学教育学报，2002（11）.
　　[5] 李孝诚，李忠海，刘兆丽.绩效观下信息技术与数学课程整合的思考.中小学电教，2004（12）.
　　[6] 洪秀满.多媒体辅助数学教学的调查与思考.教学月刊（中学版），2006（7）.
　　（责任编辑刘永庆）