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计算机在初中数学课堂的另类应用
宜兴市周铁中学
杨菊芳
摘要：计算机应用于初中数学课堂，不仅是传统的制作和使用多媒体课件，更可以模拟图形运动、模拟应用题场景、模拟数学实验过程、整理和处理数据，还能帮助学生将数学知识真正应用于生活。
关键词：计算机、初中数学课堂、模拟实验、数据处理
信息技术发展到今天，越来越密切地与我们的工作、生活和学习联系在一起。在教学过程中使用多媒体课件，早已不是什么新鲜事了。制作精美、功能强大的多媒体课件不仅可以为课堂教学增光添彩，还可以模拟许多在真实课堂中没法或不一定能实现的实验效果，让学生在形象逼真、设计精巧的模拟场景中获取大量的有价值的信息。由于多媒体课件的画面效果、音响效果以及人机互动效果等的辅助，学生对于所获得的知识有了更加深刻的理解，从而记忆和运用能力就更进一步得到加强。
传统观念认为，计算机应用于课堂教学，无非就是运用计算机制作出多媒体课件，然后在课堂教学中使用多媒体课件。然而，这种使用还是有很大局限性的。其一，要制作一个完整的多媒体课件，并非一件简单的事，这个过程常常要花费大量的时间和精力，一个好的课件诚然能够带来好的教学效果，但其在技术方面的要求也相当高。其二，许多多媒体课件并未真的给课堂教学带来特别好的效果，起到的仅仅是幻灯片的作用，充其量也就是“豪华幻灯片”，并不实用。基于以上原因，多媒体课件还没有真正被搬入数学课堂教学。
那么，计算机到底有没有搬进初中数学课堂的必要呢？如果有，又该如何在数学课堂中使用计算机呢？第一个问题，回答当然是肯定的。一直以来，数学教材中都有专门指导学生如何使用计算工具的内容，从算盘到后来的计算器，都是学习数学不可或缺的工具，而在计算机技术高速发展的今天，学会使用功能更强大的运算工具已经非常有必要了。新课程标准数学实验教材与以往数学教材很明显的区别，就是在数学教学中加入了数学实验，以及如何利用计算机来处理数据的内容。可见，数学教学改革正在努力朝着和时代接轨的方向前进，新教材已经将计算机搬进了数学课堂，我们还有什么理由拒绝呢？
如何在数学课堂中使用计算机，这是一个很值得探究的问题。很多人都认为数学课堂不需要使用多媒体课件，即使使用也不过是起到幻灯片的作用，这种看法显然是片面的。数学课堂确实不是很需要“豪华幻灯片”，但却确实需要计算机的辅助。实际上，计算机技术在数学课堂中的运用绝对不仅仅是几张幻灯片的作用，它的运用是十分广泛的。数学来源于生活，学习数学的最终目的也是将数学知识应用于生活。新课程标准实验教材很注重与生活实际的联系，有着更灵活、更互动、更实用的特点，在使用这一套教材时，如果能辅以计算机技术，将会收到事半功倍的效果。
.下面简单从几个方面介绍一下计算机技术在数学课堂教学中的应用。
一、利用计算机模拟图形运动
研究图形一直是数学教学的重要内容之一，学生在学习和研究图形的特征以及运动时，由于受思维和想象能力的限制，常常不能很好地理解一些图形的特性。在教学过程中，我们除了可以让学生在实际生活中对图形进行观察研究，也可以用电脑模拟图形及其运动，让学生能直观地、直接地在课堂中对图形进行研究。
例如，七年级学习立体图形的三视图时，我们可以利用计算机模拟立体图形，然后通过旋转翻转等位置变换让学生直观体验图形的变化，并可以让学生在此基础上学习作图；另外，也可以等学生画好图以后，再让学生通过计算机来观看三视图，让学生自己来检验自己作图的正确性。在学习多边形的相关知识时，我们可以利用计算机模拟多种不同形状的地砖铺设过程，进一步激发学生探索规律的愿望。在学习角的相关知识时，利用计算机模拟角的形成以得出角的两种不同定义。
在学习翻折、平移、旋转等知识时，要学生理解它们既表示图形的一种运动过程，又可以表示图形经过某一种运动后所处的一种状态，有一定难度。凭空想象这个过程显然不实际，实际操作又发现物体经过运动后已经由一种状态变到另一种状态，前后两者很难比较，这时候我们就可以请计算机帮忙。计算机不仅可以模拟运动过程，并且还能保留运动痕迹及运动前后状态，这样就能使学生清晰地看到图形的整个运动过程，运动前后的图形都保留在画面上，易于直接对两者进行比较，从而透彻地理解这些运动都只是图形的位置发生了变化，图形本身，包括形状、大小都没有发生改变。
用计算机模拟图形运动过程，一方面可以发展学生的空间立体思维，另一方面又可以指导学生实践，自己动手操作，让学生在更直接的观察和动手操作过程中掌握图形特征，获得知识。
二、利用计算机模拟应用题场景
应用题一直是学生比较头疼的一类问题，解应用题的难点是正确理解题意，只有正确理解了题意，才能找到数量关系，解决问题。对于一些较复杂的应用题，如果能用计算机模拟应用题场景，学生就能更容易理解题意。
例如，甲乙两辆汽车同时从两地相向而行，t小时后相遇，如果甲车每小时行驶x千米，乙车每小时行驶y千米，这两地相距多少千米？ 可以利用计算机模拟汽车从两地出发到相遇的场景，让学生由此充分理解“同时出发，t小时后相遇”的意思，并且可以很直观地看到两车因为速度不同，所以所行驶的路程也不相同，从而引导学生去寻找二者之间的关系，以列出方程，解决问题。
再例如，一条小虫由幼虫长到成虫，每天长长一倍，10天能长到10厘米长，问长到2.5厘米时需要几天？
拿到这道题目，可能有学生会说此题条件不够，因为小虫最初的长度不知道，也有可能学生认为“很简单”，一天长1厘米，长2.5天。实际上，这些学生都没能真正理解题目意思。解决这道题目，如果借助计算机模拟虫子的生长过程，然后将虫子长大的各个阶段进行比较，那问题就十分明了了。虫子第十天是10厘米，第九天就是5厘米，第八天就是2.5厘米。有了图例的帮忙，学生很快就能弄懂题意，解决问题。
用计算机模拟应用题场景，帮助学生装更好地理解题意，理清思路，有助于提高学生解题的正确率和速度，同时也可以拓展学生的思维，扩大想象空间。
三、利用计算机模拟数学实验过程
新课程标准数学实验教材中加入了大量的实验和游戏，这些实验和游戏不仅让学生有学以至用的机会，而且让学生更能从亲自动手的实验中总结数学规律，通过实践操作更深刻理解书本知识，表达以理论指导实践，再从实践中总结出更高层次的理论的过程。但是，我们在教学过程中也发现，每一个实验开始之前，都需要学生掌握一定的实验相关的知识以及实验数据，这些知识如果仅仅靠学生自己的预习，很难获得，此时，我们就可以请计算机来帮忙了。
例如，学习八年级的频率与机会，第一个实验是抛两枚硬币，看看当抛掷次数很多以后，“出现两个正面”和“出现一正一反”这两个不确定的事件的频率是否也会比较稳定。
在做这个实验之前，学生首先对于抛一枚硬币次数很多以后出现正面的情况有所了解，这时，我们可以运用计算机模拟抛一枚硬币的过程，用计算机模拟抛10次、100次、200次、800次或更多次数，并且自动列出统计数据，绘出图表。学生很快就能从中找出规律，而这个从模拟实验中获得的信息，就将作为学生下一步亲自动手实验的预备知识，有了这一预备知识，学生就可以在下面的实验开始前预先估计事件出现的机会，然后在进行实验，很快就能得出结论。
再例如，在做抛掷两枚普通的骰子，研究“出现数字之积为奇数”的事件出现的机会。这个实验之前，首先要对抛一枚骰子，各点数出现的机会的情况有所了解。这一预备知识，我们也可以让计算机来模拟进行。利用计算机模拟抛掷一枚骰子各点数出现情况的实验，分别比较抛掷40次、100次、400次、1000次各点数出现的频率，学生很容易发现，随着实验次数的增多，各点数出现的频率越来越均匀，从中让学生体会如果次数足够多，那么各点数出现的机会是均等的。有了这个预备知识，学生在接下来的动手实验过程中就少了许多疑问，可以顺利开展了。
利用计算机制作模拟实验程序来模拟真实的实验过程，既能节省时间，又可以得到准确的实验数据。学生在观看模拟实验的时候，同样可以感觉到实验所传递出来的信息，随着实验次数的增多，这些信息越来越明显，从而达到让学生获得这些信息的目的。当然，利用计算机模拟实验，不仅仅是一个让学生观看的过程。好的模拟实验程序还能够建立良好的人机交流界面。可以让学生参与到电脑模拟实验中来，动手操作，获得结果，从而加深对知识的理解和把握。比如制作转盘游戏，让学生自己来转一转；制作电脑摸奖，让学生亲自体验摸奖的这一过程，然后来探索中奖号码产生的过程等等。通过这些实验和游戏，学生在玩的现时，不知不觉理解了一些现实生活中的数学现象，掌握了数学规律，也增加了学习数学的兴趣。
四、用计算机整理和处理数据
在进行数学实验的过程中，我们常常要根据实验次数和某事件出现的频率计算该事件出现的频率，绘制统计图表。处理少量的实验数据，我们可以利用计算器完成，手工绘制统计图表，但是当实验次数很多时，计算频率和手工绘图都相当繁琐，此时，就可以请计算机来帮忙了。
Excel是一个功能很强大、很实用的数据处理软件，利用它来计算频率，既方便又快捷，当然正确率还高。此外，Excel还可以根据处理好的数据自动绘制统计图表。新课程标准数学实验教材中，有专门介绍如何运用Excel的知识。例如，七年级第五章中有如何运用Excel画统计图的知识；第十章有如何运用Excel求平均数、中位数和众数等等。掌握了这些知识，进行数据的整理和处理就非常方便快捷了。
五、利用计算机帮助学生将数学知识应用于生活
数学知识来源于生活应用于生活。现代生活已经越来越离不开电脑，银行、税务、电信等行业都有专门的计算机管理系统，所以，掌握必要的计算机数据处理方面的知识，是十分必要的。银行利率结算、税务统计、网上调查统计、股市行情以及电脑抽奖等等都是日常生活中常见的数学现象，在数学课堂中利用计算机引入这些知识，一方面让学生了解数学与日常生活有着十分紧密的联系，另一方面，也拓展了学生的知识面，让学生真正能将数学知识应用于实际生活之中。
总之，计算机与数学课堂教学有着十分紧密的联系。对于一个现代的初中学生来说，数学课堂不再是一个单纯复制知识的课堂，而应该是一个创造性吸收知识，运用知识的课堂，他们需要知识，而他们需要的，不仅仅是知识，还有获取知识的能力。让计算机走进初中数学课堂，让数学课堂的时间和空间都得到扩展，让学生在无限广阔的数学天地里遨游，让学生真正体会数学知识的广博和有趣，充分激发学生的学习兴趣，让学生爱数学，从而主动的学数学，这是作为教育者的我们都乐意看到的。相信，运用计算机技术辅助数学课堂教学，一定能够为初中数学课堂教学锦上添花。
参考文献：
（1）徐稼红《Excel、Word与数学教学》江苏教育出版社 2006.4（2）徐稼红《中学数学应用于建模》苏州大学出版社 2001.7（3）董林伟等《初中数学有效教学设计与研究》江苏科学技术出版社 2007.1
