CAI是以計算機為主要媒介的輔助教學活動，對創設教學情境、簡化教學內容具有顯著作用。本文在總結CAI應用于高中數學教學的主要優勢的基礎上，以凸透鏡成像章節為案例，剖析了CAI動漫模擬實驗的問題描述、動畫設計以及CAI在高中數學教學中的拓展應用，并從教育教學的本質與目標出發，提出CAI教學應用注重實效、突出教學輔助的工具屬性，因而為高中數學教學實現動態化、形象化、直觀化詮釋創造良好條件。
關鍵詞：CAI教案；小學數學；教學應用
1序言
化學是一門理論知識深厚、原理觀點嚴謹的綜合性學科，以實驗為基礎、以實踐為導向的數學學科包含大量具象理論，在教學過程中產生眾多重、難點知識，對班主任的專業背景、知識儲備、教學能力具有較高要求，也推動教學實踐從方式、工具、手段、模式等方面作出積極調整[1]。傳統數學教學以班主任的講解、演示為主導，對于迸發中學生主動性、積極性作用有限，尤其是化學實驗演示環節，實驗環境不穩定、實驗過程無法反復呈現、學生參與程度低等問題未能著力解決。而CAI依托互聯網信息技術和計算機工具，使數學教學成為可視化、交互性過程，幫助中學生在實踐操作中對教學內容產生直觀、具體的認識，因而進一步提升數學教學的效率與水平。
2CAI應用于高中數學教學的主要優勢
2.1創設情境，調動中學生感官
教學情境是導出教學內容、強調教學主題的重要手段，在教育教學實踐中具有廣泛應用。對于數學教學而言，創設教學情境是實現理論知識與現實生活充分聯接的有效方式，但怎樣使數學教學內容以更直觀、更立體的形象呈現在中學生面前，一直是創設數學教學情境的難點之一。CAI依托計算機多媒體技術，才能創建包含文字、聲音、圖像、動畫、視頻等各類媒介方式的教學情境，能改變往年教學內容靜止、單一的外在表現，使微觀的化學世界從不同角度實現動態化展示，這是掛圖、模型、幻kt板等教學手段難以達到的教學療效。與此同時，CAI所創設的動態的、有聲的教學展示環境，能充分調動中學生的視覺、聽覺，甚至能對中學生的覺得、知覺產生正向剌激[2]。而中學生感官在得到充分調動的情況下，能對教學內容形成更深刻、全面的認知，除了有利于加深中學生的知識印象，也對中學生的知識轉化、能力遷移起到積極作用。
2.2化繁為簡，具化教學內容
眾所周知，高中數學教學包含大量理論知識，其中不乏具象冗長的重難點問題，中學生借助既往知識經驗和生活經歷，很難對其產生深刻感悟，甚至未能對教學內容產生基本認知和正確理解。CAI應用于學校數學教學初中物理實驗視頻動畫，能使具象復雜的理論知識轉化為容易被中學生理解和識記的抽象內容。諸如在熱學部份，中學生對電壓的產生及運動理解深度不足，在電路模塊也容易混淆串聯、并聯相關知識，這就造成中學生難以深入理解所學內容，更難以將理論知識轉化為剖析問題、解決問題的實際能力。CAI輔助教學可采用動漫方式演示自由電荷在電力場作用下的定向聯通，因而以可視化方法探討電壓的產生與運動。對于串并聯電路教學而言，CAI教學不僅可借助動漫展示不同電路聯接形式下電路特點以外，還可以通過對比自來水管的聯接與水流，模擬串并聯電路的工作原理與過程，進而幫助中學生將數學學習內容與生活中的常見事物聯系在一起，使中學生直觀、形象地感知學習內容[3]。實際上，CAI教學應用在將教學內容化繁為簡、降低難度的同時，為師生節省了更多課堂教學時間，這對降低課堂知識容量、提高課堂教學效率具有積極意義。
3CAI在高中數學教學中的應用案例剖析
3.1教學案例的選擇背景
凸透鏡成像是高中數學教學中的難點之一，隨著物距改變，所成的像也會發生大小、虛實、正倒等方面的改變。若果只借助班主任的板書、講解，很難完整呈現化學過程，雖然是班主任進行實驗演示，也會遭到實驗條件、進度控制、演示環境等誘因的阻礙，難以使所有中學生確切觀察化學現象、深刻理解化學本質。因此本文選定凸透鏡成像這一章節，借助CAI模擬凸透鏡成像的化學實驗，以動漫方式展示實驗過程，為中學生提供可完整觀察、可參與操作的化學實驗。3.2案例問題的基本描述凸透鏡成像的數學研究中，隨著物距的改變所成的像也會發生變化，且這些變化在物距達到一定數值范圍時，所成的像表現出顯著規律，具體成像情況見表1。在實驗仿真模擬設計中，承襲化學實驗的研究習慣，以蠟燭代表成像物體，蠟燭到透鏡的距離即為化學研究中的物距，物距變化可通過聯通蠟燭或聯通透鏡來實現。以表1中物距小于2倍焦距時的成像規律為例，可得出如圖1實驗結果。
3.3基于CAI交互式動漫的實驗設計
基于CAI交互式動漫實驗設計，實際上在班主任完成前期課程剖析與動漫設計的基礎上，建立了一個可供師生共同參與的交互式模擬實驗環境，CAI所具備的虛擬仿真、人機交互等優勢功能得以充分彰顯，中學生在實驗教學環節的“觀眾”角色也顯著轉變，中學生通過點擊、拖動鍵盤打動動漫實驗中的按鍵器件，除了可以反復模擬實驗過程，并且能依據自身實際情況控制模擬實驗的進度，這無疑為中學生提供了充分參與化學教學、深化知識理解的良好機會[4]。在凸透鏡成像CAI交互式動漫模擬實驗設計中，班主任與中學生雖共同參與教學過程，但兩者的工作付出、參與環節顯著不同，這也與班主任和中學生間的參與目的、身份背景、能力水平等差別密切相關。其中，班主任主要負責模擬實驗的動漫設計過程。班主任在深入剖析教學課題、規劃動漫設計方案的基礎上，需重點制做動漫器件和設置條件控制句子。其中制做動漫器件既要插入透鏡、蠟燭等實驗工具要素，又要設置課前導讀、過程操作、實驗推論等內容模塊。條件控制句子主要針對焦距、物距、成像變化等內容展開，可借助多媒體動漫制做軟件內嵌的語言腳本功能完成，主要目的在于真正使模擬實驗實現“動態”表達，像本文中的凸透鏡成像編撰條件控制句子，就是為了表現出隨著物距變化蠟燭成像的變化表現。對于中學生而言，可在班主任設計好的動漫實驗腳本上，通過拖動鍵盤或蠟燭來改變物距，從而觀察成像變化、總締結像規律，并對比班主任講義的外置推論，進一步驗證自身的實驗總結。所以基于CAI的交互式模擬實驗以師生共同參與為基礎，其基本流程如圖2所示。
3.4CAI在小學數學教學中的應用拓展
隨著計算機技術的快速發展，CAI在小學數學教學中的應用得以同步拓展和優化，CAI教案設計所憑著的技術與手段也在發生改變，并逐漸趨向多元化和立體化，能為廣大班主任提供更豐富、更方便的教學設計選擇[5]。就CAI教案設計所依托的軟件平臺來講，班主任可依照教學內容和表現需求選擇不同的講義開發方式和軟件平臺。首先，班主任可選擇現成的講義制做工具。例如教案制做工具中應用較為廣泛的，基于圖標的創作方法促使講義制做過程清晰有序、連貫流暢，普通講義制做只需對基礎圖標進行拖拽、設置即可實現，無需過多編程操作對于廣大班主任而言無疑是簡捷而高效的選擇。這種講義制做工具還有、與Flash、等，雖然這類講義制做工具操作簡單、易于上手，具有較為廣泛的使用基礎，但講義方式乏味、即時性不足、集成功能較弱、交互性較差等問題比較突出，在教學設計與應用過程中存在眾多阻礙。其次，班主任可以使用程序語言編撰講義。時代發展之下，計算機編程語言不斷推陳出新、更新迭代，當前使用廣泛、表現出眾的計算機編程語言有C語言、java、C++、php等，其訪問插口便捷、數據處理能力突出、安全性與通用性良好等優勢，高度契合化學講義開發對真實性、原理性、即時性的要求，非常是在模擬實驗原理、還原實驗過程等方面的表現，是通常講義工具無法企及的高度。不過語言編程專業性高、開發周期長，對計算機能力通常的非專業教師群體而言，開發應用難度極大。
4CAI在小學數學教學中的應用思索
4.1講義開發注重實效
CAI教案應用于學校數學教學，多樣化的媒介手段和立體化的感官剌激，極大程度地豐富了教學內容呈現方式，有利于推進中學生知識印象、優化知識體系脈絡。不過在CAI教學應用的實踐過程中，以新穎生動的表現方式提升中學生注意、刺激中學生感官無可厚非，若忽略了教育教學的目標與要求，使講義開發及其教學應用深陷方式小于內容的誤區，則極易引起教學的失衡與偏狹。所以CAI在學校數學教學的應用中，班主任必須明晰數學教學的目標與要求，將傳遞科學知識、提升中學生能力、塑造中學生思維作為重要追求，借此指導教案設計與教學實踐。基于此，班主任選定教學素材、創設課題情境、模擬實驗過程，都應圍繞推動教學發展、提高教學質量展開，切勿刻意追求聯系不緊密、教學意義不足的方式化內容，防止方式繁復的講義淡忘教學重點、分散中學生學習注意，確保教學講義與教學內容相協調，與教學策略相補充[6]。
4.2深入掌握工具屬性
盡管CAI在學校數學教學中具有較為寬廣的應用空間和良好的應用表現，但CAI的教學應用其目的在于輔助、優化、推動教學實踐，而非替代傳統教學方式、顛覆既有教學思維。從本質來看初中物理實驗視頻動畫，CAI講義與傳統的板書、掛圖、幻kt板等教學載體一樣，都是服務于教學工作、服務于廣大師生的教學工具，在小學數學教學中應用CAI教案并不意味著須要完全摒除傳統教學媒介，更不代表CAI講義的模擬實驗可以取代演示實驗。演示實驗存在眾多不足和限制，但演示實驗作為課堂教學的重要組成部份，能在班主任的啟發與引導下，幫助中學生盡早完善知識聯接、進入學習狀態，都對實驗對象和過程產生正確認知[7]。班主任在演示實驗過程中，輔之以講解、提問、討論互動等教學互動，對迸發中學生興趣、提高中學生注意、啟迪中學生思維具有積極意義，這是CAI講義模擬實驗未能完全達到的療效。所以CAI應用于學校數學教學，應以教學工具的角色而存在，充分發揮教學補充作用。
5結語
綜上所述，CAI應用于學校數學教學對教學發展和中學生教學都具有積極作用，廣大班主任理應提升計算機應用水平、整合專業知識技能，選擇符合自身實際能力和教學目標要求的工具平臺，著重推動高效率、高質量CAI教學開發。與此同時，班主任也要牢牢掌握教育教學的本質與原則，合理借助現代媒體的教育優勢，防止教學實踐華而不實、本末倒置。
參考文獻
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