(一)教学中所用软件的三个层次

　　在实际的教学中，由于学科不同，所使用的教学 软件也是千差万别，但总的来说，无外乎以下三种层 次的软件：

　　第一层次：各行各业都用的普适办公软件。譬如 上网使用的搜索引擎、电子邮件系统、办公软件等。这 些软件在教育、工业、农业、商业等各行各业都正普遍 使用。这些软件的设计和开发本身就是有着鲜明的目 标，为从事某项具体业务提供方便的。由于这种业务 是在各行各业中普遍存在的，是具有共性的，所以说 这种层次的软件是普适性的。像 于大家都比较熟悉这类软件，它们被用在课堂中也就 不足为奇了。

　　第二层次：各科教学都能够使用的通用教学软 件。这些软件是为教学设计的，是各个学科通用的。这 些软件在设计之初，的确是为了教学，但它强调兼容 并包，只考虑到了教学上的共性，却没有为各个具体 学科做出更加详细和易用的设计。像方正奥思、Au- thorware、SmartExam在线考试系统、万维试题库系统 等，更多的是强调共性，怎样出试题评测学生。

　　第三层次：为特定的学科量身定做的学科教学软 件。众多的学科工具软件就属于这一层次，老师们总 是在使用适宜于所教具体学科的软件。如大学计算机 课程“数据结构”，有教师就专门为此开发了一个软件 用于演示教学，教师和学生反映都很好，普通软件是 无法做到的。在专门软件的帮助下，理解各种数据结 构和算法的效果比单纯地讲理论要生动得多。物理实 验强调观察实验反应的各个方面，要注意到质量、速 度、温度等各种现象，如果没有实际条件做实验，就必 须要有专门的软件来仿真模拟。又如学习数学，要画 图，要计算，要看参数变化对函数值的动态影响等等， 就要发挥计算机的优势。当然，用计算机技术来实现 某门具体的课程并不存在障碍问题。

　　(二）学科教学软件最受欢迎

　　正所谓有的放矢，经验告诉我们，其中第三层次 的软件效果最好，最受师生欢迎。当然其他软件也是可以使用的，术业有专攻，是最好的。对于企业来说， 第_个层次的普适办公软件是最喜欢开发的，花比较 少的力气而获得较多的使用者，一个主要功能各行各 业都适用。最不喜欢做的就是第三个层次，为特定学 科量身定做的学科教学软件，做起来最麻烦，特别是 还需要建设和充实各个学科的资源库，如果没有后续 资源与服务工作的支持，老师们遇到问题无法解决， 没有现成的资源可供利用，重复劳动过多，反而造成 了负担，老师们就又不喜欢使用了。中国的学科门类 众多，专门为某门课或是学科投入大量的经费，鲜有 耳闻。但国家也投入了大量的时间和精力，建设精品 课程、网络课堂等，使得更多的老师和学生受益。可这 往往是国外各种复杂软件设计出来的作品，真正的开 发平台并不是我国所拥有自主知识产权的。而且，普 适的软件开发竞争太激烈了，国产软件普遍竞争不过 外国的软件，必然导致分化，进入买方市场。教育软件 要量身定做，最终要得到发展，这也是国产软件生产 适用中国国情所必须走的未来之路。

　　(三）学科教学需要什么样的软件

　　对于基础学科来说，需要什么样的软件，还是太 笼统。针对中小学数学来说，什么样的数学教学软件 会受到老师和学生的欢迎呢？根据经验，主要从以下 几个方面考虑：

　　(1)功能齐全，交叉集成

　　老师在教学和辅导学生中，需要用到各式各样的 功能和方法，如果能交叉集成到一个软件中，使用_ 个软件就能完成所有的教学需求就好了。就像在一个 超级市场中购物_样，应有尽有。譬如，对于数学教育 软件，功能需求可以总结为八个字：“写”，写公式、写 文字；“画”，画几何图形、函数曲线、画动画、画轨迹； “测”，测量几何图形的长度、面积、角度、数学表达式 的值；“算”，要能作数值计算和符号计算；“编”，要能 编写简单的程序和算法；“演”，要适宜于在课堂等公 共场合演示；“推”，能够进行几何和数学公式的推理； “变”，要能作图形的变换，如平移、旋转、放缩等。

　　_个软件，既要能画图，又要能计算，还要能演 示，而不用频繁地在各个专业软件中切换，集各种有 用的功能于一身，必定能提高课堂的教学效率。试想， 如果在课堂中使用多个软件，对老师来说，意味着要 多掌握几个软件的使用技能。如果有一个软件使用不 熟悉或是失败了，那么这节课就会被学生们认为是失 败的。老师们不应当被众多软件所束缚。

　　(2)入门容易，即学即用

　　现在很多老师的教学任务都很繁重，如果一个软件要培训上一个星期才能投入使用，这样的培训是有 困难的。而无系统培训，很多软件就无法正常使用。往 往是这样的培训投入巨大，在实际使用中也相当繁琐， 没有后续的服务与交流，同事们使用同样软件的也不 多，还不如直接用黒板粉笔来得省时省力，于是这类软 件如同“鸡肋”，食之无味，弃之可惜。不能达到即学即 用的软件，是没有生命力的。活学活用，即学即用，学了 -两个功能之后，就马上能在教学中派上用场，才是老 师们喜欢的。而且入门容易的软件也可以教会学生，让 学生在课下模仿操作，重温课堂学习，巩固知识。这样 师生教学相长，更能提高学习效果。

　　(3)简化操作，适应习惯

　　如同人的秉性，习惯很难改变。左右手各有分工， 不要轻易调整。新软件不要轻易改变使用者的固有传 统习惯，造成不一致性。当然，在传统操作的基础上，如 果能简化操作，提高效率，相信每一个人都会喜欢这样 的软件。这就需要深入一线，观察使用者的操作流程与 细节处理，重视用户的潜在需求。传统能够流传至今， 自然有其道理。像数学软件中的“单击作点，拖动作线， 右击作圆”就是很好的创意。多个功能通过点击鼠标一 两次就能实现，而不用频繁地切换各种做图工具。

　　(4)强化交互，开放兼容

　　只有大家都说好，大家都在用，交互性强，才是真 正的好软件。教师与学生都能使用，都乐于使用，才能 在实践中真正掌握知识。尤其在相邻阶段学科知识 上，要兼容以往，保持一贯性，避免每年都要学习新软 件。只有老师才会使用的软件，其流通范围必然大打 折扣。现在的教学理念，强调师生互动交流，应当体现 在各个方面，不能简单局限于提问与回答。亲自动手 来操作软件，会更加令人难忘。如果这是一个有趣的 游戏软件，交互性强，又会有哪个学生不愿意玩呢？

　　教育需求与企业追求有一致的目标，也有矛盾的 地方。对于企业来说，要画图可以用几何画板或Pho?toshop, 要做动画可以用 Flash, 要做计算可以用 Math- matical,要编程可以用C++,要做图表可以用Excel,要 演示可以用PPT等。这些单个的软件功能都非常强。 然而对普通用户来说，平常用到的功能只占总功能的 10%~20% ；对一个老师来说，每个功能都会用到一部 分，并不需要深入使用更复杂的功能。如果把这些常 用的功能集成到一个软件中，则又不符合企业的利益 需求，就和企业的追求相矛盾了。用户希望的软件就 像是个超级市场，而企业想的是搞专卖店。一致的地 方是都希望把软件做好，发展教育技术，在各取所需 的基础上，朝着一个共同的目标努力，推广老师和学生们实用、喜欢用、方便的信息技术。

　　四、教育软件要深入学科

　　教育软件要深入学科，我们首先从熟悉的中学数 学做起。根据中学数学教育的需要，我们使用动态几 何技术和自动推理的最新成果，开发了一个Z+Z智能教育平台SSP-Super Smart Platform,即超级画板，这是_款数学教育软件，有免费版和注册版。免费版 可以完成曰常教学所需的功能；注册版除了使用起来 更加方便快捷外，还具有自动推理的功能。这款教育 软件的使用与推广给了我们不少思考和启示。

　　(一)教育软件要深入学科

　　注重广大老师的实践情况和研发人员的亲身体 会，将曰常教学需求融合进软件中，是每一个教育软 件开发者值得深思的地方，让软件适用于老师，而不 是让老师去适应软件。SSP的开发人员专注于老师与 学生的实际需求。这些基本的功能按照日常教学而设 计，如动态几何、图形标注、曲线做图、符号计算、自动 推理、文本编辑、公式生成、动态测量、动画生成、跟踪 轨迹、编程环境、统计图表、课件制作、对象插入链接。 随着教育信息化的发展和教学手段的改进，会有更加 高级的需求，也是下一阶段SSP的升级目标，紧跟教 学需求和时代的步伐。这些功能是开放的，学生可以 参与和修改课件的制作。

　　譬如，正N形在一条直线上滚动，形象生动，手段 先进。学生可以拖动按钮，参与到N的变化和滚动中， 理解多边形的特点。这样的学科教学软件所产生的效 果是普适性软件所无法比拟的。像Flash，做这样的东 西要花很多时间，课件的制作和传授的知识本身是脱 节的。而且是做好后只能播放观看，学生无法按照自 己的理解进行探索式学习。只有量身订做的软件，才 能满足老师和学生的要求。像平面几何中的反射，在 SSP中可以很容易做到，而且是动态的，线动，参照物 变，参照物变反射物也变化。像自行车、三圆生百图等 经典的超级画板例子，有无穷的变化。[7]据使用者反 映，操作这样的智能软件更有吸引力。有时候，就连使 用者在制作课件的过程中也会惊奇地发现比设计目 标更好的效果，而且再重复做这个课件是省时省力 的。显然，一些演示性的软件并不具备这样的效果。教 育软件的开发，追求的正是这种效果。

　　(二）由实践看效果

　　虽然美国的调查报告初步结论是使用教学软件没 有什么效果，并且大家对调查方式和内容争论不止。我 们通过SSP近几年的使用效果，进行过长期跟踪，发现 坚持使用好的软件，并且使用怡当，一定会产生好的效 果。深圳宝安区西乡中学赵小明老师从1999年到 2009年已经实践了十年，在计算机多媒体机房用超级 画板给学生上课，进行几何做图、测量、计算和证明。这 是一个普通的乡镇中学，也是普通的学生。经过三年的 训练，赵小明所带的学生的数学成绩突出，仅次于区重 点中学学生的成绩。经过十年的发展，由于坚持使用超 级画板教学，这个学校已经成了深圳宝安区的名校了。 2003-2006年，北京大学附中广州分校王明宇老师的 实验也取得了很好的效果。还有很多超级画板与数学 课程相结合的成功案例，请看参考文献。叫也们的心得 体会是要教会学生使用，使学生学会使用。有效的软 件，老师示范指导，学生亲自动手操作，动脑学习。这不 正是我们掌握知识的切身体会吗？这样的软件能够减 轻教师的负担，提高学生的兴趣。