多媒体教学的实践与探索

王新敞新疆奎屯市一中第1页（总9页）多媒体教学的实践与探索---------谈《几何画板选择题测试系统》新疆奎屯市一中王新敞关键词：开发探索几何画板测试系统一、引言《几何画板》软件是一个通用的数学-物理教学环境，提供了丰富而方便创造功能，使用户可以随心所欲地编写出自己需要的使用范例。该软件提供了充分的手段帮助用户在软件中实现其教学思想，通过编写画板和脚本，使自己的设计思想与软件本身有效地结合为一个整体，并通过软件得到完美的表现。人们只需要熟悉软件的简单的使用技巧即可自行设计和编写应用范例，范例所体现的并不是自己的计算机软件技术水平，而是教学思想和教学水平。这样的教学工具，正是广大教师们多年来苦苦追寻而又求之不得的，在这方面，《几何画板》软件提示了答案和方向。在数学教学中，笔者运用《几何画板》这个操作平台，开发出《二面角》、《用三角函数线作三角函数的图象》、《球面距离》、《任意角》、《棱的虚实变化》、《地球仪》等一系列课件，并运用于课堂教学中。这些课件的运用，能使学生多种感官并用，学习积极性、自主性和合作性增强，为数学的创造和发现学习提供了条件，同时对高密度理解知识提供了可能。通过两年来笔者制作课件和将课件应用于课堂教学的实践，深深的体会到多媒体计算机和网络通讯技术可以作为建构主义学习环境下的理想认知工具，能有效地促进学生的认知发展。从心理学的角度看，多媒体教学能使学生容易进入和保持学习的积极状态；从教学法的角度看，便于突破教学中的难点，培养学生的思维能力；从课堂王新敞新疆奎屯市一中第2页（总9页）教学角度看，能加大课堂教学的密度，提高学生信息吸收率；更重要的是，具有“人机”交互的智能性特点。使笔者认识到现代教师不仅要有爱岗敬业的精神，渊博的学科知识以及先进的教育思想，还要具有运用现代教育技术进行教学与学习的能力。为了运用《几何画板》这个操作平台，充分发挥“人机”交互的智能性特点，笔者从制作简单演示型课件，研究开发制作了图文并茂的根据进度可以象在黑板上板演一样的整堂使用型课件、学生操作型课件。二、问题的提出《几何画板》既然能够制作出图文并茂的、能根据进度可以象在黑板上板演一样的整堂使用型课件、学生操作型课件。能否研究开发制作“电子测试系统选择题自动累计得分测试卷”？通过查阅有关国内外的资料，到目前为止笔者尚无发现其他应用《几何画板》平台制作的测试系统。如果能够开发出“《几何画板》选择题电子测试系统”，不但能将教师从重复的改卷劳动中解脱出来，而且还可以将测试放在多媒体教室进行，还能利用《几何画板》具有“人机”交互的智能性特点，实现无纸化答题。为此，笔者制订了一个教师操作及学生使用答题的开发标准：1.系统将采用一个按钮“”控制的方法制作，在使用中只需要用鼠标拖动按钮“”左右移动就可以进入不同的试题页面。2.教师在使用时，不要求懂编程语言，只要掌握windows的基本操作方法和word文件编辑功能就可以使用。3.学生在答题过程中可以根据自己的需要，在每一页面上临时添加文字和图象以及进行计算，需要建立坐标系时可以临时显示坐标系，象在纸上答卷一样方便。若将认为正确的答案的选项确定后，就会自动登记成绩。若不选或选错(多选或者少选)时该题按零分计算。4.可以组织是单选也可以是多选试卷。三、存在的困难和需要解决的主要问题1.如何设置按钮“”，才能达到“只需要用鼠标拖动按钮左右移动就可以进入不同的试题页面”？王新敞新疆奎屯市一中第3页（总9页）2.如何设置选项按钮：A、B、C、D，当移动或双击时，系统会接受信息并自动判断是非，并将判断的结果转换为得分记入总分。四、解决问题的基本思路和方法由于《几何画板》没有编程功能，给判断答案的正确与否带来了困难，但《几何画板》具有强大的作图、计算和函数功能，又为解决以上问题开辟了新的途径。1.关于按钮“”的解决思路：运用直线与一系列不同的线段相交或不相交得到不同的交点，再从各自的交点出发引出对应页面的内容（试题及A、B、C、D，四个选项按钮）。如图示：（4）在)2,0(内，使xxcossin成立的x的取值范围是（A）)45,()2,4(（B）),4(（C）)45,4(（D）)23,45(),4(ADCB（图1）2.关于设置选项按钮：A、B、C、D，当移动或双击时，系统会接受信息并自动判断是非，并将判断的结果转换为得分记入总分的问题，笔者利用了两点的距离来刻画。第一，约定一个圆心为O半径为r的圆作为“正确选项的堆放范围”，在度量出四个选项按钮：A、B、C、D对应的点分别到圆心O的距离为a、b、c、d，如下图：请将正确的选项对应的点拖到圆内（多选或少选均按零分计算）abcd4ODCBA（图2）王新敞新疆奎屯市一中第4页（总9页）第二，设置对应题标准答案的调整参数dcba,,,（设置正确的选项参数的值为1，错误的选项的参数的值为-1）。akbkckdkODkCkBkAk（图3）如上图分别度量出四个点分别到圆心O的距离，利用公式：raak1sgn、rbbk1sgn、rcck1sgn、rddk1sgn假如某一题的标准答案是A，就将点Ak拖到圆内（这项工作将由教师设计试卷时根据标准答案的情况来完成），这时就有1,1,1,1dcba。第三，设置单题的基本分数m.如下图：ABC（图4）分别度量AC、AB的长度，利用公式：191ABACRondm当拖动点C在线段AB上从向右移动时，就可以得到m的取值分别为1、2、3、…、19、20（这相工作将由教师设计试卷时根据单题的具体分数来完成）。第四，计算选择结果的得分n。公式如下：21sgn1aran21sgn1brb21sgn1crc21sgn1drdm王新敞新疆奎屯市一中第5页（总9页）上面的公式表示的意义是：当学生在答题时，如果选择的结果与教师设计的标准答案（多选或单选）一致则n=m，否则n=0。五、研制的过程第一阶段，2001年4月至2001年9月：运用隐藏、显示、系列功能研制开发了:第一套《几何画板》电子测试系统应用(仅有成绩累计)、第一套《几何画板》电子测试系统应用(有得分登记表)。其缺点是：页面上的按钮太多，通用性差，不便于广泛使用。第二阶段，2001年9月至2001年12月：运用存在与不存在及镜面反射原理研制开发了：第二套几何画板电子测试系统、第二套几何画板电子测试系统（修改）高中版、第二套几何画板电子测试系统应用-数列极限数学归纳法。其缺点是：页面上的试题位置相对固定，仅能按一个方向移动调整位置，四个选项按钮也只能按一个方向拖动，前面各题的选项按钮都集中的放到页面的右侧使页面显得不美观，另有一个致命的不足是当选取多个选项时只要其中有一个正确的系统就会按正确的给分。第三阶段，2001年12月至今，根据将第二套几何画板电子测试系统在新疆奎屯市一中实验情况及在k12.com.cn网上发表后全国许多同行下载使用后的反馈意见，研制开发了第三套几何画板电子测试系统(单项或多项选择)，及系列应用第三套几何画板电子测试系统应用-椭圆、第三套几何画板电子测试系统应用-2002高考数学(理)选择题、第三套几何画板电子测试系统应用-2002高考数学(文)选择题等均在k12.com.cn网上发表。王新敞新疆奎屯市一中第6页（总9页）六、第三套几何画板电子测试系统(单项或多项选择)的结构说明1.该系统的每一个页面都留有一个页面“接口点”（通过此点作出的图形、文字、图片等，只能在该页面显示）。2.基本达到以上所提出的“教师操作及学生使用答题的开发标准”。3.该系统有三个模块组成：第一模块是操作（教师操作）及说明部分构成：第一页是封面和标题，操作时双击按钮双击我就可以回到word中，再将我改写为试卷题目就可以自动回到“Wobject中的文档”界面，把自己的试卷标题输入后关闭“Wobject中的文档”界面；第二页是学生答题操作说明：本试卷采用的是按钮“”的控制的方法制作的，在使用中只需要用鼠标拖着左右移动就可以进入不同的试题页面。在答题过程中可以根据自己的需要，在每一页面临时添加文字和图象以及进行计算，需要建立坐标系时可以临时显示坐标系，象在纸上答卷一样方便。将你认为正确的答案的选项对应的点，用鼠标拖到给出的圆中(可以是单选也可以是多选)，若不选或选错(多选或者少选)时该题按零分计算。然后进入下一道题。在进入下一道题前，要把坐标系隐藏，同时按“Ctrl+z”两键就可以将临时板书的内容清除掉。第三页是试卷的题目数和分数的设置。操作时只要用鼠标分别拖动左右移动此点调整试题总数(1-30)、左右移动此点调整每题分数(1-20)左右平移实现自己的要求就可以了。王新敞新疆奎屯市一中第7页（总9页）第四页是标准答案设置。如下图：将每题正确．．的选项拖放到右侧的圆内(可以是单选也可以是多选)将所有不正确．．．的选项放到圆外请将正确答案的选项拖到此圆内，将不正确的选项拖到圆外(不要求顺序)正确选项的集合正确选项的集合12A12B12C12D11A11B11C11D10A10B10C10D9A9B9C9D8A8B8C8D7A7B7C7D6A6B6C6D5A5B5C5D4A4B4C4D3A3B3C3D2A2B2C2D1A1B1C1D13D13C13B13A（图5）根据页面中的操作说明，假如第一题的正确选项为C、D，就将1C、1D对应的两个点都拖到右面的圆中，而1A、1B对应的点必须在圆外。最后将该页面的内容（接口点除外）全部隐藏。可以通过接口点引入文字、图片等美化页面。第二模块是试题部分，各页面如下图：水若长流能成河山以积石方为高双击我就可以回到word中再将我改写为第1题的内容请将正确的选项对应的点拖到圆内（多选或少选均按零分计算）1接口点ABCD本试卷共有30题每题5分（图6）教师操作时双击按钮双击我就可以回到word中再将我改写为第x题的内容就可以自动回到“Wobject中的文档”界面，把自己的试卷第x题输入后关闭“Wobject中的文档”界面，若需要画图或插入其它内容时，要从接口点进行。第三模块是结果输出部分，包括答题情况登记清单、成绩汇总、王新敞新疆奎屯市一中第8页（总9页）标准答案。本部分由系统自动进行。七、第三套几何画板电子测试系统(单项或多项选择)的优缺点1.操作简便，只要求教师、学生初步掌握电脑操作技能；2.每个页面都有简洁的文字提示下一步如何操作，更便于新手使用。3.试题部分的每一页面上的试题和四个选项均能自由移动，可以根据各自的审美观随意调整页面布局。4.可以设计单选题，也可以设计多选题，各学科均可以使用。5.用鼠标拖动按钮左右移动就可以进入不同的试题页面，随时进行检查修改；6.由于系统中的试题等有关内容采用的是word格式复制粘贴的，因此造成了文件较大，约2300KB左右，但可以压缩到530KB左右。八、使用及评价情况通过使用系统运行良好，很受师生的喜欢。2002年2月28日之前上传到K12教育网的10839个课件经过专家一个半月、前后四轮的评审工作，共评出特等奖31个。其中《第三套电子测试系统(单项或多项选择)》获特等奖，《第三套电子测试系统(单项或多项选择)》的应用有3件也同时获奖。九、后记在整个研制开发实验过程中，得到新疆奎屯市一中的领导的大力支持。笔者经常与新疆奎屯市一中高中数学组的老师们一起探讨解决每一个技术难题。K12网、中国名师网北京发行部陈明副总经理与笔王新敞新疆奎屯市一中第9页（总9页）者面谈指导提出了切实可行的改进建议。得到了清华同方教育研究院数学所的王所长、扬光老师等的帮助。上海一所区重点中学的甘志高老师，专门给我发电子邮件指出在使用第二套系统时存在的问题等反馈意见，为开发出第三套几何画板电子测试系统(单项或多项选择)奠定了基础。本文的成文受益与山东教育学院的培训，得到了数理系郑强主任的帮助和支持。在此向他